太陽能

我國科學(xué)家首創(chuàng)出新型太陽電池

日前，廈門大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院康俊勇教授課題組研發(fā)成功一種新型太陽電池，即將氧化鋅和硒化鋅兩種寬帶隙半導(dǎo)體材料用作太陽電池，從而大大穩(wěn)定了太陽電池的性能并使其壽命延長。這也是國際上首次實現(xiàn)了寬帶隙半導(dǎo)體在太陽電池中的應(yīng)用。近期，英國皇家化學(xué)學(xué)會的《材料化學(xué)》雜志發(fā)表了這一成果，在國際上引起廣泛關(guān)注。

所謂寬帶隙半導(dǎo)體，一般是指室溫下帶隙大于2.0eV的半導(dǎo)體材料。從物理學(xué)上來講，帶隙越寬，其物理化學(xué)性質(zhì)就越穩(wěn)定，抗輻射性能越好，壽命也越長；但與此相對應(yīng)，帶隙寬的一個缺點是——這種材料對太陽光的吸收較少，光電轉(zhuǎn)換效率低。由于這種“致命性缺陷”，寬帶隙半導(dǎo)體材料以往在太陽電池中不用作發(fā)電的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，而僅用作電極。

經(jīng)過深入研究，課題組發(fā)現(xiàn)，有兩個制約“轉(zhuǎn)化”的瓶頸：一是能否形成光生電流；二是能否提高寬帶隙半導(dǎo)體的吸光率。課題組選用兩種寬帶隙半導(dǎo)體材料——氧化鋅和硒化鋅作為太陽電池的材料，形成類似于PN結(jié)的帶階，形成電流。同時，在提高吸光率方面，課題組創(chuàng)新制備方式，通過控制條件，讓兩種材料實現(xiàn)共格生長，首次形成新型量子結(jié)構(gòu)，大幅度降低了寬帶隙半導(dǎo)體的有效帶隙，增加了吸收太陽光的范圍。同時，將疊層狀的薄膜形式改為一根一根的同軸線形式，每根僅有200nm。這樣一來，吸光面積大幅度增加，吸光率也隨之提高。

我國成功研制出屋頂式太陽能中高溫蒸汽系統(tǒng)

日前，全球首個可應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的屋頂式太陽能中高溫蒸汽系統(tǒng)，在山東德州皇明中國太陽谷試機(jī)成功。該系統(tǒng)采用皇明研發(fā)的“線性菲涅爾反射”聚光集熱技術(shù)，可提供100℃～250℃的工業(yè)用熱，該技術(shù)也成功應(yīng)用于高溫?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域。

據(jù)悉，該系統(tǒng)采用的“線性菲涅爾反射”聚光集熱技術(shù)，其核心是鍍膜鋼管及系統(tǒng)的相關(guān)集成技術(shù)。聚光集熱器能自動跟蹤太陽并收集太陽能，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，提供工業(yè)用熱，系統(tǒng)可安裝在廠房頂部，不額外占用土地資源，投資和運(yùn)行成本較低。至此，皇明公司的太陽熱利用產(chǎn)業(yè)在低溫生活用熱(40℃～80℃)、中溫工業(yè)應(yīng)用(80℃～250℃)、高溫?zé)岚l(fā)電(>250℃)等方面實現(xiàn)了“溫度對口、梯級利用”的技術(shù)突破。

該工業(yè)蒸汽系統(tǒng)試機(jī)成功，為太陽能中高溫?zé)崂迷诠I(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是太陽能鍋爐、紡織印染、食品加工業(yè)、造紙業(yè)、化工業(yè)等需要高溫?zé)嵴羝驘峥諝獾墓I(yè)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。此外，該系統(tǒng)使用的鍍膜鋼管解決了中溫玻璃集熱管耐溫耐壓性能低的問題，在300℃～350℃的空氣中可長期穩(wěn)定工作，壽命長，適合大規(guī)模工業(yè)推廣應(yīng)用。

我國工業(yè)耗能當(dāng)中熱能約占53%，如果食品加工業(yè)、造紙業(yè)、塑料業(yè)、醫(yī)藥業(yè)等行業(yè)熱能消耗的10%由太陽能提供，年節(jié)能可達(dá)2663萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳8682萬t，年產(chǎn)值至少可達(dá)1000億元以上。

力諾瑞特CPC中溫太陽能鍋爐落成

5月10日，全球第一個CPC中溫太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)——力諾瑞特CPC中溫太陽能鍋爐落成暨“工業(yè)綠動力”計劃在山東濟(jì)南啟動，成為中國太陽能光熱產(chǎn)業(yè)正式進(jìn)入工業(yè)熱能應(yīng)用階段的又一標(biāo)志性事件。

據(jù)了解，力諾瑞特太陽能鍋爐項目依托于其耗時5年、投資1.2億元研發(fā)的太陽能熱能應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)，意在為燃煤、燃?xì)?、燃油鍋爐做高效熱力補(bǔ)充，實現(xiàn)對造紙、食品、化工等八大工業(yè)生產(chǎn)的熱能利用，并力圖在“工業(yè)綠動力”后續(xù)產(chǎn)業(yè)的帶動下，實現(xiàn)對全國13200億的工業(yè)熱能市場總量的開發(fā)。

造紙、食品、煙草、木材、化工、醫(yī)藥、紡織、塑料八大行業(yè)用熱溫度大部分在80℃～250℃之間，要使太陽能在這些產(chǎn)業(yè)中順利應(yīng)用，必須在核心太陽能功能部件上達(dá)到較高溫度。力諾瑞特太陽能鍋爐項目正是在CPC中溫集熱器與鍋爐集成熱力系統(tǒng)之上，采用企業(yè)獨有的全玻璃真空中溫鍍膜管、CPC反光板等技術(shù)，通過聚焦吸收更多的太陽熱能，將15℃左右的冷水加熱至95℃，為10t燃煤鍋爐提供預(yù)熱熱水，再由鍋爐將95℃熱水加熱成150℃蒸汽，突破了國內(nèi)原有集熱器的低溫限制，解決了中國太陽能中高溫工業(yè)熱利用技術(shù)的難題。據(jù)了解，該鍋爐系統(tǒng)集熱面積達(dá)5200m2，整個系統(tǒng)每年可節(jié)約標(biāo)煤1156t，減排二氧化碳3005t。而且，在全自動控制的基礎(chǔ)上，太陽能系統(tǒng)壽命高達(dá)10～15年，4年即可收回成本，充分體現(xiàn)了循環(huán)再利用的低碳環(huán)保理念。

中國多晶硅3年后有望全部實現(xiàn)自給

國家發(fā)展和改革委能源研究所研究員王斯成近日在上海舉辦的一次光伏論壇上表示，目前我國多晶硅仍然有50%左右需要進(jìn)口，但這種局面會不斷改善，預(yù)計2～3年內(nèi)就能實現(xiàn)自給。王斯成認(rèn)為，從產(chǎn)業(yè)的實際需求以及進(jìn)口數(shù)據(jù)來看，中國的多晶硅產(chǎn)業(yè)并不存在產(chǎn)能過剩，目前的實際產(chǎn)能只有近7萬t。

4月下旬，國內(nèi)最大的多晶硅和硅片供應(yīng)商保利協(xié)鑫宣布，計劃投資177億港幣，今明兩年內(nèi)在現(xiàn)有2.1萬t多晶硅產(chǎn)能的基礎(chǔ)上擴(kuò)充至6.5萬t。國內(nèi)第二大多晶硅廠商江西賽維也在醞釀新的擴(kuò)產(chǎn)計劃。同時，國內(nèi)多晶硅產(chǎn)能排前10位的廠商經(jīng)過近2年的的技術(shù)積累和改造，達(dá)產(chǎn)率也將會逐漸提高，增加市場供應(yīng)。

據(jù)國家發(fā)改委能源所的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國多晶硅需求2006年97%需進(jìn)口，之后每年自給率逐年提高，2009年和2010年維持穩(wěn)定自給率在50%左右，另有50%左右的進(jìn)口量。盡管目前自給率不高，但是按照目前國內(nèi)多晶硅廠商的擴(kuò)產(chǎn)計劃落實和光伏電池投產(chǎn)速度的對比，預(yù)計2～3年內(nèi)，我國的多晶硅有望實現(xiàn)完全自給。

海南成新能源投資熱土

不久前，國內(nèi)規(guī)模最大的民營清潔能源發(fā)電企業(yè)——漢能集團(tuán)決定將其光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)制造基地置于?？诰C合保稅區(qū)。未來5年，該集團(tuán)將在海南投資175億元，建設(shè)1000MW薄膜太陽電池、100MW太陽能示范電站、清潔能源研發(fā)中心和技術(shù)培訓(xùn)中心等項目。

而按照光伏制造巨頭——英利集團(tuán)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略，未來3～5年內(nèi)，該集團(tuán)將在海南建設(shè)一個包括光伏、大容量儲能、國際物流中心等重大產(chǎn)業(yè)項目在內(nèi)的生態(tài)新興產(chǎn)業(yè)工業(yè)園區(qū)，總投資額達(dá)150億元。2010年8月，中國航空工業(yè)集團(tuán)的子公司——海南中航特玻材料有限公司也與英利集團(tuán)旗下的海南英利新能源有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，計劃在太陽能領(lǐng)域開展長期全方位的合作。

隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的加速，未來海南吸引業(yè)內(nèi)巨頭在新能源領(lǐng)域的投資規(guī)模和比例還將逐步提升，海南國際旅游島正成為新能源投資熱土，海南能源結(jié)構(gòu)調(diào)整正在提速。