自從1954年由貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了太陽(yáng)能電池,,當(dāng)時(shí)的效率是6%,,華盛頓日?qǐng)?bào)報(bào)道標(biāo)題是這樣的:有一天這個(gè)發(fā)明將會(huì)改變世界,。40年,、50年過(guò)去以后,,太陽(yáng)能光伏發(fā)電的技術(shù)的確已經(jīng)改變了世界,。在過(guò)去的10年當(dāng)中,,太陽(yáng)能光伏得到快速發(fā)展:從2007年大概每年不到6GW,,一直到2017年年安裝量達(dá)到了100GW,10年時(shí)間增長(zhǎng)了數(shù)十倍,,成為發(fā)展最快的高科技產(chǎn)業(yè),。在這個(gè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,有一系列的太陽(yáng)能電池和材料,,包括了硅晶體,,也包括了非晶硅太陽(yáng)能材料,化合物半導(dǎo)體的太陽(yáng)能材料,,以及我們正在研究的新概念太陽(yáng)能材料,,毫無(wú)疑問(wèn),硅晶體占了最主要的地位,,擁有大概在90%以上的市場(chǎng)份額,,成為太陽(yáng)能光伏的主體。
黃河水電也是太陽(yáng)能硅晶體電池和電站的主要建設(shè)者之一,,為什么是硅材料,?硅材料有它卓越的優(yōu)點(diǎn)。
第一,、它的原料是豐富的,,它占了地殼含量的26%,處于第二位,。同時(shí),,它的成本是低的,和同樣的半導(dǎo)體晶體相比,,成本只有它的1/5,,甚至到1/10。另外,,它沒(méi)有毒,,環(huán)保,它的工藝成熟,,它能夠生長(zhǎng)大直徑,,而且少缺陷,太陽(yáng)能電池單極可以達(dá)到25.6%以上,,現(xiàn)在最新的報(bào)道是26.6%,。最重要的是材料穩(wěn)定,它的太陽(yáng)能電池的效率可以使用30年,,而它的整體效率不超過(guò)20%,。正是由于這樣的成本以及它的性能的優(yōu)越性,在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),,太陽(yáng)能光伏的主體材料和產(chǎn)業(yè)依然是硅,。
第二,,現(xiàn)在正在發(fā)展的技術(shù),稱為連續(xù)加料技術(shù),,在晶體生長(zhǎng)的坩堝邊上,,利用顆粒料加入在晶體當(dāng)中,在不停止生長(zhǎng)的情況下,,使龍?bào)w始終保持生長(zhǎng)的過(guò)程,,這有望在今后的幾年當(dāng)中走入產(chǎn)業(yè)鏈,除此之外,,還有兩種液體的連續(xù)加料技術(shù),,通過(guò)另外一個(gè)噴槍加入,通過(guò)毛細(xì)血管的能力,,使溶體轉(zhuǎn)入到左邊的坩堝里面來(lái),,使左邊坩堝的溶體的熔煉始終保持一定,這樣在長(zhǎng)晶體的時(shí)候,,可以不再停下來(lái)了,。這是一種連續(xù)液態(tài)加料的方法。
另外,,現(xiàn)在對(duì)直拉單晶硅正在應(yīng)用的技術(shù),,也就是光遮掩技術(shù),由于直拉單晶硅有比較高濃度的氧,,導(dǎo)致了光衰減,。而最新的一個(gè)技術(shù)報(bào)道,把通常的直拉硅晶體切成四方型,,改成了六邊形,,通過(guò)六邊形形狀的改變,提高了單晶硅材料的運(yùn)用,,據(jù)了解這樣可以使得單晶棒的應(yīng)用率提高19%以上,,充分的利用了相關(guān)的面積和材料,使得非晶硅的成本降低10%,。
還有一種技術(shù),,主要是鑄造單晶技術(shù),也稱為準(zhǔn)單晶或者類單晶,。它的方法是在晶體生長(zhǎng)的時(shí)候,,利用鑄造多晶硅的技術(shù),,在晶體的底部坩堝布一層直拉硅單晶,,這種技術(shù)2012年在產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)得到了應(yīng)用,一度達(dá)到了10%多的市場(chǎng)份額,。
我們說(shuō),,在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái),,硅還是光伏產(chǎn)業(yè)的主要基礎(chǔ)材料,而隨著硅晶體生長(zhǎng)和加工新技術(shù)不斷的出現(xiàn),,也能促進(jìn)成本的降低,,為光伏的平價(jià)上網(wǎng)做出重要的貢獻(xiàn)。