鉅大LARGE | 點擊量：1398次 | 2020年04月05日
馬丁?格林: 硅太陽能電池在技術上實現40%的轉化效率是可行的
九月四日，以科技改變城市，智慧創造生活為主題的第二屆中澳科學未來會議在我國科學院學術會堂舉辦。據悉，本次會議由悉尼新南威爾士大學（UNSW Sydney）、我國科學院科技戰略咨詢研究院（CASISD）和自然科研（Nature Research）聯合舉辦，該會議每年舉辦一屆。
在本次峰會上，悉尼新南威爾士大學卓越教授馬丁格林就中澳兩國在太陽能光伏行業的發展情況以及太陽能的技術發展問題接受了我國能源網的采訪。
馬丁格林教授在中澳科學未來會議上發表主題演講
我國能源網：眾所周知，這幾年太陽能行業在我國取得快速的發展。那么，澳大利亞在太陽能行業發展方面與我國相比有什么不同？
馬丁格林：中澳兩國在太陽能發展方面有很多共同點，也有很多不同點。第一，我國是世界上最大的光伏產業的使用國和消耗國，但是澳大利亞在人均光伏的使用量上相對我國要更大一些。換句話說，我國在光伏總量上比澳大利亞大，但在人均方面就不如后者。第二，在澳大利亞，光伏發電具有更大的競爭力，它的價格成本比煤電還要低。因而，即使在冬天，澳大利亞太陽能發電所占的發電比例也能達到6%到7%。預計到2022年，在澳大利亞由太陽能發電、風力發電所占的總和會占到澳大利亞總體發電量的30%。雖然，我國在太陽能發電和風力發電方面取得了快速的發展，但在澳大利亞，我們面對的問題要更進一步，我們已經在考慮如何用太陽能發電和風力發電取代煤炭發電的問題了。第三，我國是最大的太陽能電池的生產國，但是澳大利亞不生產太陽能電池，它重要是使用太陽能電池，在太陽能制造業這一塊相比較較薄弱。
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此外，我國政府比較支持太陽能行業的發展，但是澳大利亞政府不是特別支持可再生能源的發展。盡管如此，太陽能行業在澳大利亞的發展還是比較快速的。
我國能源網：剛才您提到，澳大利亞政府不是特別支持光伏產品或者其他的可再生能源的發展，原因是什么？是不是澳大利亞的減排壓力比較小？
馬丁格林：重要原因可能在于澳大利亞是一個重要的煤炭出口國，在煤炭行業，存在著大量的就業人口。假如大力發展可再生能源的話，勢必會影響到煤炭行業的發展，這將導致會有大量的人口面對著失業的風險，這對政府將造成一定的影響，尤其在政治方面的影響。
幾個月之前，澳大利亞剛剛進行了一個選舉。當選的政府實際上只是以微弱的優勢而獲勝。其中，投票支持這個政府的人中有很大一部分人就是來自煤炭產區。所以，政府要保護煤炭行業，保護煤礦行業的就業人口。
我國能源網：您是太陽能電池技術方面的專家。據悉，您和您的團隊研究的硅太陽能電池效率可以達到30%，它所采用的關鍵技術是什么？
馬丁格林：事實上，我們這個硅太陽能電池的效率只有25%。所采用的技術是PERC技術（鈍化發射區背面接觸電池）?，F在大多數我國生產商以及世界一些生產商也都采用了這個電池技術。假如想達到30%的轉化效率，必須在硅上堆棧一個由不同材料制成的電池，也就是說，把不同的電池跟硅堆棧到一起。
在技術上實現40%的轉化效率其實也是可行的，但是這樣的話成本就特別高。所以，至目前為止，這還不太切合實際。假如能找到比較合適的材料，其實是可以達到40%的轉化效率。當然，目前這個數值也是在實驗室條件下取得的。
我國能源網：剛才您提到PERC技術，那么，未來光伏技術的主流方向是哪個？在您看來，P型PERC和N型PERC哪個更有發展前景？目前，我國有些公司采用大硅片的技術，這個大硅片技術關于光伏產業的發展有沒有影響？
馬丁格林：2018年之前，世界上重要的太陽能電池生產商采用的都是美國在1970年所開發的技術。那個時期，吉米•卡特作為美國總統力主推動美國太陽能的研發，并進行了大量的投資，最終研發出相應的技術。這個技術從1970年研發以來，在過去的40多年的時間里一直被全世界的生產商所采用。
但是，2019年開始終于有另外更先進的技術在出貨量上超越了美國人研發的光伏技術，這個技術就是悉尼新南威爾士大學所開發的PERC技術。2019年關于太陽能行業來說確實是一個非常重要的年份，它改變了過去40多年太陽能光伏技術使用的狀況。
相關于N型，P型的生產量目前還是比較大，但是從性能上講，兩者之間沒有什么特別大的差別，重要的性能也非常接近。
談到晶片的尺寸，行業使用156毫米的晶片很多年了，現在有些公司使用166毫米，甚至超過200毫米，不過目前行業還沒有對新增為哪種尺寸達成定論。
我國能源網：您剛才提到嘗試找到合適的材料來提高電池的轉化效率，目前有沒有比較合適的材料，您覺得鈣鈦礦會是比較合適的材料嗎？
馬丁格林：目前，太陽能組件的轉化效率只有20%，假如我們可以在現有的太陽能組件上進行硅的堆棧，那么它的轉化效率能夠提高到30%。
現在，我們面對的挑戰就是要找到這樣的原材料，這個原材料應該具有相關的特性，如它們必須具備：1.有效性；2.穩定性；3.充足性，這個原材料應該是儲備充足的；4.無毒性。
鈣鈦礦技術作為第三代光伏技術，目前確確實實引起了研究界的注意力。但是它重要有兩個問題：一、衰退率。一開始，在頭8個月，它還能夠保留97%的性能，但是在二十五到三十年間，它的衰退率可能會達到50%。二、毒性。它的材料里面是含有鉛的。鉛是一種重金屬，可能會對人類的健康產生不良的影響。鈣鈦礦能夠溶于水，這個受污染的水可能就會對周圍的環境產生巨大的影響?，F在很多研究人員都在考慮能不能把鉛從里面分離出來，但是目前為止，好像還有點困難。
但是，鈣鈦礦技術其實是一個接近完美的技術，假如它能夠疊加在硅晶片上的話，那么它的轉化效率會提高很多。
我國能源網：悉尼新南威爾士大學在光伏領域跟我國有哪些合作？
馬丁格林：悉尼新南威爾士大學已經跟我國的很多生產廠家進行了合作，進一步提升商業化光伏產品的相關性能。例如，許多我國的公司引進PERC技術。關于這個技術來講，假如要提高整體產品的性能的話，必須要進行氫化處理。所以，悉尼新南威爾士大學跟我國引進這個技術的許多公司在氫化處理方面有很多的合作。
另外，悉尼新南威爾士大學培養了很多我國的留學生，這些留學生回國之后或者創業，或者在一些公司擔任比較高的管理崗位，我們每年也會跟他們在研發方面進行許多的合作。
馬丁格林教授：
格林教授是硅太陽能電池方面的世界頂尖專家，現為悉尼新南威爾士大學的澳大利亞先進光伏中心（Australian Centre for Advanced Photovoltaics）主任。
格林教授在悉尼新南威爾士大學工程學院所組建的研究團隊是國際上在光伏（PV）研究領域最大、最知名的大學研究團隊。他對光伏研究的貢獻包括：發明了目前已成為重要
商業電池的 PERC 電池，并帶領團隊在過去的 36 年中保持了硅太陽能電池效率為30%的記錄。這被譽為是太陽能光伏發展歷史上十大里程碑之一。
格林教授也斬獲了諸多國內外大獎， 包括 1999 年獲得澳大利亞獎（Australia Prize）, 2002 年獲得被稱為諾貝爾環境獎的正確生活方式獎（Right Livelihood Award），2004 年獲得世界能源技術獎（World Technology Award for Energy）, 2017 年獲得世界太陽能大會獎（Solar Congress Award）以及最近于 2018 年獲得著名的全球能源獎（Global Energy Prize）。
迄今為止， 格林教授已指導了 120 多名博士生，其中 50 名來自我國。部分博士生通過在我國及全世界建立生產設施，在大力降低光伏太陽能系統的成本方面起到了推動作用。
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