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能源環(huán)境新聞

中山大學教授沈輝:光伏技術創(chuàng)新要做“長期主義者”

星之球科技 來源:中國電力網(wǎng)2021-11-30 我要評論(0 )   

1839年,法國科學家E.Becquerel在他父親的實驗室中,緩慢地將兩片鉑金屬電極插入到氯化銀酸性溶液中,自此發(fā)現(xiàn)了液體的光伏效應。一扇足以改變未來能源體系的大門就此打...

1839年,法國科學家E.Becquerel在他父親的實驗室中,緩慢地將兩片鉑金屬電極插入到氯化銀酸性溶液中,自此發(fā)現(xiàn)了液體的光伏效應。一扇足以改變未來能源體系的大門就此打開。

1883年,美國科學家在鍺片上鍍上一層硒金屬電極,建立了第一塊光伏電池,即便這塊電池的轉換效率只有1%,卻讓人們第一次發(fā)現(xiàn)了可能顛覆燃煤發(fā)電的新事物。

1916年,波蘭化學家發(fā)現(xiàn)了提純單晶硅的拉晶工藝,推動了半導體制造業(yè)的發(fā)展;1940年,美國半導體專家制造出了固態(tài)二極管的基本結構p-n結,奠定了如今太陽電池的技術基礎;1953年,美國科學家制造出晶體硅太陽電池,每個大約2厘米,轉換效率約為4%。從此,太陽電池開始走向工業(yè)領域。

在一次次重大創(chuàng)新中,光伏完成了從“出生”到“幼年”的成長蛻變,但在這個時期,中國是缺位的。此后,光伏逐漸從“幼年”奔向成熟,中國也終于開始在光伏創(chuàng)新中嶄露頭角,并逐漸從追隨者變?yōu)橐I者,成為了全世界光伏創(chuàng)新的一方高地。

為了實現(xiàn)更加高效同時更低成本,中國光伏行業(yè)付出了艱苦卓絕努力。幾十年來,諸多企業(yè)前赴后繼,一代代技術“長江后浪推前浪”,不斷的創(chuàng)新、淘汰、升級、再創(chuàng)新。在這段歷史進程中,有很多人不該被忘卻,有很多創(chuàng)新理應寫進教科書。

11月3日,“2020年度國家科學技術獎勵大會”在人民大會堂召開,由天合光能主導(主要完成人:天合光能高紀凡、江蘇大學丁建寧、常州大學袁寧一、江蘇大學程廣貴、蘇州邁為科技周劍、常州捷佳創(chuàng)左國軍)的“高效低成本晶硅太陽能電池表界面制造關鍵技術及應用”榮登“國家技術發(fā)明獎”名單之中,光伏登上了國家科學技術獎的至高舞臺,這是中國光伏技術創(chuàng)新的一座里程碑。

 

 

就此,華夏能源網(wǎng)就光伏技術創(chuàng)新話題特別專訪了光伏行業(yè)知名專家,中山大學太陽能系統(tǒng)研究所所長沈輝教授,以下是采訪實錄:

華夏能源網(wǎng):近日,天合光能主導的“高效低成本晶硅太陽能電池表界面制造關鍵技術及應用”獲得光伏行業(yè)首個國家技術發(fā)明獎,對于該獲獎項目,您認為其創(chuàng)新價值如何?對于行業(yè)有何意義?沈輝:此次天合光能主導完成的科研工作榮獲“國家技術發(fā)明獎”,是國家對天合光能多年來在晶體硅太陽電池技術方面取得創(chuàng)新成果的肯定,也是對中國光伏行業(yè)發(fā)展的肯定。

通過數(shù)十年發(fā)展,中國首先實現(xiàn)晶體硅太陽電池技術創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化轉移,取得了領先全球的成就,創(chuàng)造了中國光伏奇跡。天合光能領導層非常重視科研工作,特別是國家科技部授予的“光伏科學與技術國家重點實驗室”在企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中起到了決定性的作用。

這個獎項的創(chuàng)新價值,在于晶體硅太陽電池領域具有共性關鍵技術的突破得到了認可,也更讓光伏界對光伏技術作為未來主導能源之一充滿了信心。

華夏能源網(wǎng):縱觀中國光伏行業(yè)發(fā)展史,重大創(chuàng)新不斷涌出,如薄膜、單晶、顆粒硅、N型電池、大尺寸硅片等,在創(chuàng)新過程中,有競爭和矛盾,更有失敗的技術和企業(yè)。您認為在中國光伏發(fā)展史中,行業(yè)的技術創(chuàng)新都有何經(jīng)驗和教訓?對于創(chuàng)新,您有哪些方面的思考可以和大家分享?沈輝:任何行業(yè)只有通過競爭與創(chuàng)新才能健康快速發(fā)展。從歷史發(fā)展來看,光伏基本理論與技術主要是由西方發(fā)達國家率先發(fā)展的,但在技術轉化與升級、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化關鍵技術突破,特別是整個產(chǎn)業(yè)鏈的整合與降低成本等方面,中國光伏企業(yè)突破了重重難關,讓晶體硅太陽電池為代表的光伏發(fā)電具有了與傳統(tǒng)能源競爭的能力,這是中國人首先做到的,這一點將會載入史冊。

在中國光伏最近20年的發(fā)展過程中,我國企業(yè)在高純硅生產(chǎn)、薄膜太陽電池發(fā)展以及晶體硅太陽電池某些技術發(fā)展過程中,也付出過沉重的代價,失敗的案例不少,但總體來說,中國光伏是非常成功的,許多企業(yè)在發(fā)展中不斷積累了經(jīng)驗,能夠正確把握發(fā)展方向。

目前我們更需要理性思維,對于所謂的取代性的顛覆性技術要科學分析,不要一哄而上,更要進一步加強行業(yè)界的團結協(xié)作。此外,我們不僅要大力生產(chǎn),更要多用與用好光伏產(chǎn)品,我們生產(chǎn)光伏是要創(chuàng)造價值,但更重要的是改變我們的能源結構,因為中國更需要光伏發(fā)電這樣的清潔能源!

創(chuàng)新是基礎研究-技術發(fā)展-工藝優(yōu)化-產(chǎn)品中試-商業(yè)化生產(chǎn)的完整閉環(huán)。創(chuàng)新需要科研團隊潛心研究為基礎,同時也需要洞察創(chuàng)新帶來的未來商業(yè)化價值。無論是哪種技術路線,最終需要得到市場認可,給客戶創(chuàng)造價值,才有可能成功。另一方面,我們需要加大科研能力,發(fā)揮科技工作者的聰明才智,做長期主義者,充分認可技術研究在行業(yè)創(chuàng)新活動中的作用。

華夏能源網(wǎng):多年來,在諸多光伏技術和產(chǎn)品的創(chuàng)新中,起到帶頭和推動作用的從來都是龍頭企業(yè),成功者更為成功,而失敗便可能一無所有。您對龍頭企業(yè)執(zhí)意于創(chuàng)新引領地位有何評價?其中對于天合光能的創(chuàng)新引領貢獻,是如何看待的?沈輝:一直以來,起到帶頭作用并推動行業(yè)發(fā)展的企業(yè),都是以創(chuàng)新作為企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略之一。而從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新體系,又確保了企業(yè)的長期發(fā)展。

龍頭企業(yè)需要堅持不斷創(chuàng)新,善于投入創(chuàng)新資源,才能在自身發(fā)展的基礎上,帶動行業(yè)的發(fā)展。天合光能的發(fā)展戰(zhàn)略的核心,是創(chuàng)新、品牌、全球化。設立在天合光能的“光伏科學與技術國家重點實驗室”,在過去的10多年的時間里,集聚了一批優(yōu)秀的科研人才隊伍。第一任主任是黃強博士,打下了很好的發(fā)展基礎。后來,特別是在第二任主任馮志強博士領導下,在國際光伏權威Pierre  Verlinden博士、Pietro  Altermatt博士直接指導下,通過全體科研人員努力,天合光能率先取得一系列科技創(chuàng)新成果,研制的晶體硅電池與組件的轉換效率創(chuàng)造了20多項世界紀錄,國重室所取得的這些研究成果對企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展起到了決定性的作用。光伏科學與技術國家重點實驗室同時與國內(nèi)外行業(yè)內(nèi)頂尖科研院所建立了開放合作的機制,出成績,也就是自然而然的事了。

華夏能源網(wǎng):在行業(yè)目前的主流創(chuàng)新中,顆粒硅、大硅片、以及包括鈣鈦礦、TOPCON和HJT在內(nèi)的新型電池都是光伏行業(yè)全力推崇的,這些技術創(chuàng)新的方向,您最看好哪一個?有哪些“坑”是應該避開的?沈輝:擁有一個良好的、寬松的創(chuàng)新環(huán)境很重要,就是行業(yè)要允許各種技術路線和產(chǎn)品路線的自由競爭,對于原創(chuàng)性的技術更需要大力支持。

太陽電池主要分為兩大類,晶體硅電池與薄膜電池,兩類都各有各的技術優(yōu)勢與應用市場,都值得推廣發(fā)展,多種薄膜電池都有發(fā)展機會與空間,不過晶體硅電池的主流位置很難被替代。

還有多種硅料技術、多類新型的電池結構,不能簡單說哪一種好,哪一個不好,最終還是需要市場的檢驗。各級政府與行業(yè)界要積極營造鼓勵創(chuàng)新、百花齊放的局面,這是行業(yè)健康發(fā)展的重要基礎與必要保障。

華夏能源網(wǎng):與國外相比,我們的光伏制造和應用已經(jīng)全面領先,在技術創(chuàng)新方向還有差距。與國外領先國家相比,我們的光伏技術最應追趕的方向,或者說最需要補齊的短板是什么?沈輝:中國光伏行業(yè),從模仿創(chuàng)新,到自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化規(guī)?;哌^了快速發(fā)展的道路。從光伏技術的發(fā)展歷史看,中國光伏產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展,相對美國、日本、德國等國外發(fā)達國家,歷史是比較短的。我們的原始創(chuàng)新、我們的軟硬件方面的技術積累還不夠,都還有待加強。只有注重科學研究,注重技術研究,積累不動搖,光伏領域的突破性技術,才可能在未來出現(xiàn)。


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