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歷史 | 光伏發(fā)電之傳奇奮斗史

 趙智剛001 2017-05-15


今日關(guān)鍵詞“光伏”,回復(fù)“光伏”再給你看幾篇文章。
瑞士伯爾尼 克拉姆大街

古色古香的老街,一塵不染的石板路,悠然穿梭的有軌電車...大街的盡頭,是歐洲最古老的鐘樓,每到整點的前四分鐘,就有各種“小動物”從盒子里出來表演奏樂。


很少有人知道,110年前,距離鐘樓不遠(yuǎn)處的“克拉姆大街49號”公寓里,現(xiàn)代物理學(xué)家愛因斯坦創(chuàng)作了一篇文章,由此催生了“太陽能發(fā)電理想”。


1愛因斯坦

1905年初春,愛因斯坦將一篇名為《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個推測性觀點》的論文郵寄給了當(dāng)時國際物理學(xué)界聲望最高的雜志——德國《物理年鑒》。


16年后,愛因斯坦因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。


2、貝爾實驗室

1954年,貝爾實驗室的杰拉德和他的同事在受到愛因斯坦的啟發(fā)后,做出世界上第一片基于硅半導(dǎo)體的太陽能電池,獲得了6%的光電轉(zhuǎn)換效率。而在這之前,所有的太陽能電池效率都無法超過0.5%。


光電轉(zhuǎn)化效率的進(jìn)步,為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。


3、危機下的轉(zhuǎn)折

1973年10月第四次中東戰(zhàn)爭爆發(fā),原油價格暴漲。


許多國家開始將太陽能視為“近期急需的補充能源”、“未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”,太陽能研究與發(fā)展由此進(jìn)入快車道。

1973年起,美國制定了政府級陽光發(fā)電計劃,太陽能研究經(jīng)費大幅度增長,并且成立太陽能開發(fā)銀行,促進(jìn)太陽能產(chǎn)品的商業(yè)化。

1974年日本公布“陽光計劃”,其中太陽能的研究開發(fā)項目有:太陽房、工業(yè)太陽能系統(tǒng)、太陽熱發(fā)電、太陽電池生產(chǎn)系統(tǒng)、分散型和大型光伏發(fā)電系統(tǒng)等。

1975年7月,國家計委和科學(xué)院在河南安陽召開全國太陽能利用經(jīng)驗交流會,太陽能研究和推廣工作納入中國政府計劃,獲得了專項經(jīng)費和物資支持。


同年,寧波、開封先后成立太陽電池廠,太陽能電池的應(yīng)用開始從空間“降落”到地面。


4、光伏動蕩期

上世紀(jì)80年代,石油價格回跌,核電快速發(fā)展,許多國家相繼大幅削減太陽能研究經(jīng)費,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)開始落潮。


上世紀(jì)90年代,石油價格再次暴漲,全球環(huán)境污染和生態(tài)破壞日趨嚴(yán)重,發(fā)展太陽能光伏再次回歸各國政府的視野。

1993年,日本重新制定“陽光計劃”;1997年,美國提出“克林頓總統(tǒng)百萬太陽能屋頂計劃”;1998年,中國政府決定擬建第一套3MW的多晶硅電池及應(yīng)用系統(tǒng)示范項目;同年,澳大利亞一所大學(xué)創(chuàng)造了單晶硅太陽電池效率25%的世界紀(jì)錄,太陽能光伏進(jìn)入一個新的發(fā)展時期。


5、晶硅與薄膜的路徑選擇

進(jìn)入21新世紀(jì)后,全球太陽能電池年產(chǎn)量從399MW快速增加到6.85GW,8年,整整翻了170多倍。


2008年,中國的太陽能電池產(chǎn)量占到了全球總量的26%,成為世界第一大太陽能電池生產(chǎn)國。


不過,中國光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展之路上,占據(jù)光伏市場大多數(shù)的晶體硅太陽能電池一直存在能耗大、不環(huán)保,生產(chǎn)成本高等問題。


2011年后,歐美發(fā)起對中國光伏產(chǎn)品進(jìn)行的“雙反”,中國的光伏產(chǎn)業(yè)面臨巨大考驗。


中國光伏如何出困境?

中科院 院士王占國

晶體硅太陽能電池的市場需求逐漸飽和,而薄膜太陽能電池是未來發(fā)展的大趨勢,需求量很大,在美國它的需求量超過了單晶硅電池。


東南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院院長孫岳明

未來唯一能與多晶硅太陽能電池技術(shù)競爭的是薄膜,將來的競爭更激烈,薄膜電池提升轉(zhuǎn)換效率的空間大,但多晶硅的工藝和技術(shù)也在進(jìn)步。



北京低碳清潔能源研究所 太陽能中心主任陳頡

公允地說,晶硅和薄膜在應(yīng)用上各具優(yōu)劣。從地面電站建設(shè)角度來看,在相等的裝機容量下,晶硅不需要更多的土地;而薄膜則需要更大的面積。當(dāng)然薄膜也具有獨特的優(yōu)勢,它具有更好的弱旋光性、溫度不敏感性。所以,在實際發(fā)電量上,薄膜優(yōu)勢則更為突出。


一份對薄膜太陽能電池行業(yè)的預(yù)測分析報告顯示,2014-2016年全球薄膜電池產(chǎn)量的年均增長率在25%左右,預(yù)計在2016年,全球薄膜電池產(chǎn)量將達(dá)到12.5GW,行業(yè)產(chǎn)值將達(dá)70億美元。


從愛因斯坦提出光量子假說,到貝爾實驗室生產(chǎn)出第一片實用太陽能電池;從只是“石油危機”下的過渡品,到全球能源戰(zhàn)略中不可忽視的重要一員。


走過了110年之后,太陽能光伏已經(jīng)從當(dāng)初的一紙論文,漸漸演化成清潔能源“美麗生活”的全新主角。


(來源:恩力能源)

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