太陽(yáng)能煉硅+跟蹤+聚光+高效聚光硅電池”的第三代光伏發(fā)電因“綠色”而被業(yè)界廣為看好,對(duì)此,中科院院士、中科院理論物理研究所研究員何祚庥在上周舉辦的2010中國(guó)(東海)硅材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上提出觀點(diǎn),要在第三代光伏發(fā)電的基礎(chǔ)上發(fā)展綠色光伏產(chǎn)業(yè),關(guān)鍵在于讓“太陽(yáng)能+電能”聯(lián)合煉硅技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化。
目前人們對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在質(zhì)疑,認(rèn)為光伏產(chǎn)業(yè)不少環(huán)節(jié)屬高耗能、高污染,僅能量回收就至少需要2~3年。對(duì)此何祚庥表示,光伏發(fā)電的高成本和高能耗主要來(lái)自太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的制取過(guò)程。第三代光伏發(fā)電的核心是太陽(yáng)能煉硅,其消耗的是太陽(yáng)能,而不是化石能源,無(wú)坩鍋?zhàn)鳂I(yè)完全避免了坩鍋污染,目前這一新技術(shù)已能將工業(yè)硅穩(wěn)定地產(chǎn)出收率大于80%的高純硅,每千克耗能低于30千瓦時(shí)。然而令人略感遺憾的是,該方法只能將太陽(yáng)能聚焦成約為乒乓球大小的光球,且平均每天只能冶煉6小時(shí)。
何祚庥認(rèn)為,相比而言,中頻爐(一種將工頻50Hz交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l300Hz至1000Hz的電源裝置)煉硅雖不能完全避免坩鍋污染,但中頻爐可將太陽(yáng)能聚集在足球、排球,甚至是籃球大小的坩鍋里,且每天可冶煉24小時(shí)。與最常用的西門(mén)子法相比,即使中頻爐煉硅的收率僅有50%,仍可大幅度降低西門(mén)子法帶來(lái)的高耗能和高污染,其能耗僅是改良西門(mén)子法的1/5~1/3,成本低廉。目前,已經(jīng)采用中頻爐煉制的高純硅制造出了轉(zhuǎn)化率較高的光電池。
何祚庥認(rèn)為,將太陽(yáng)能煉硅的理念和技術(shù)用于中頻爐煉硅是光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)綠色的關(guān)鍵,太陽(yáng)爐和中頻爐聯(lián)合的“太陽(yáng)能+電能”煉硅可以產(chǎn)出各種純度的多晶硅和單晶硅,能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)的不同需求。一旦該聯(lián)合煉硅技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化,將打破晶體硅電池、薄膜電池的現(xiàn)有市場(chǎng)格局,也將使光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)成為綠色產(chǎn)業(yè)。
目前,在甘肅武威建成的“4倍聚光+轉(zhuǎn)盤(pán)式跟蹤”、峰值功率為1兆瓦的小型光伏電站,已成為該“綠色”發(fā)電的一個(gè)演示窗口,發(fā)電成本大幅度下降,所用多晶硅成本已下降到常規(guī)平板式多晶硅光伏電池的1/5~1/4。