宋登元致辞
发布时间:2017-09-15    编辑:lanyingchun   
本文摘要:这十年间,我们国家创造的部分太阳能电池实验室和工业化生产的电池的效率达到了全球最好水平。我们从产业方面讲,我们国家的光伏组件的产量,占到了全球的73%,就是说2016年,连续十年位居首位。我们的多晶硅生产从占比不到1%,到现在已经占到了50%以上。在市场方面表现更为出色,我们到今年上半年,我们国家的光伏装机容量超过了100GW,这实际上是“十三五”的目标,提前实现了。
中国可再生能源学会光伏专委会副主任、光伏材料与技术国家重点实验室主任 宋登元

文字实录:

  尊敬的各位领导、各位来宾,大家上午好!
 
  我代表中国可再生能源学会光伏专委会,来汇报一下太阳能电池中国效率征集的情况以及第一版的发布。
 
  主要想介绍以下几方面的内容。第一首先回顾一下国外目前存在的太阳能电池最高效能表,我们也呼唤中国自己的光伏效率表问世。那么接下来,代表专委会宣布一下中国第一版的太阳能电池最高效率表和第一版的特定结构太阳能电池中国最好效能,因为这个工作实际上是一个系统工程,这个工作的任务量挺大的,简单说一下我们为做好这个工作的考虑。
 
  首先看这样一张效率表,这是大家非常熟悉的,基本上每次会议都有很多报告者来引用,因为它太直观的反应全球的太阳能电池光伏效率的进展情况。我们看美国国家可再生能源实验室,它收入了从1976年40年间的24类电池效率的进展情况,实际上前面还有,由于前面的比较缓慢,所以就忽略了,因为我们知道第一块硅太阳能电池在1954年由美国贝尔实验室做出来之后,仅仅是6%的效率。从1956年算起到现在60多年的时间,现在进展到硅太阳能电池,从这个效率表上已经进展了26.6%,那实际上增长了20个百分点,砷化镓电池就更高了,我们看最上面的线,是46%,接近50%的效率,所以在过去的几十年间,太阳能电池在全球科学家的努力下取得了巨大的进步。也就是刚才梁司长谈到了,我们10年前才15%的规模化生产效能,那现在超过20%。从这个表上我们欣喜的看到,里面有三个画红圈的地方,是中国企业创造的,包括上面那个是汉能的AltaDevices,它是一个砷化镓的效能,下面的是本土的天合光能,最下面是香港技术大学一个有机太阳能电池方面创造的。所以说,太阳能电池效率表已成为太阳能电池技术进步的一个风向标,它成为了激励我们科研人员进步、创新,给政府决策部门提供依据的风向标的图表。
 
  第二张也是国外的效率表,由马丁·格林创建的效率表,还有日本工业科学技术研究院、美国国家可再生能源实验室和欧洲联合研究中心等几个单位共同发布的,这个效率表和前面第一个效率表的区别,一个是稍微晚一些,从1993年开始,它是每半年更新一次,这是最新的版本,今年5月出版的,已经到了50版,也就是25年过去了。它的另一个不同,它比较全,它是以论文形式发表的,大概有五六页的纸,它论述了收入的原则,论述最近半年新电池的进展,包括一些电池去向,以及一些附录,比如说它承认的第三方测试机构,所以它的信息要全一些。那么我们也看到,在这个表上,实际上和前面的表后几年完全是一样的,在马丁表上,我有一些最好的效率或者最高效率,那么在另外一张表上也有,所以我画红圈的部分,是我们国家的企业或者研究单位创造的全球太阳能电池最高纪录,我们看到有两个值。从这儿看来,太阳能电池表是指导我们光伏科技发展的一个风向标的图表。
 
  所以说中国需要推出自己的效率表,呼唤自己的效率表的问世,来展现我们中国光伏科技工作者的科研水平和创新。实际上光伏走到今天,像各位领导致辞时说的一样,从技术上来说,我们国家光伏技术在过去的十年间取得了突飞猛进的进步,特别是“领跑者计划”推出了科研成果快速的转化成产业化。同时在这十年间,我们国家创造的部分太阳能电池实验室和工业化生产的电池的效率达到了全球最好水平。我们从产业方面讲,我们国家的光伏组件的产量,占到了全球的73%,就是说2016年,连续十年位居首位。我们的多晶硅生产从占比不到1%,到现在已经占到了50%以上。在市场方面表现更为出色,我们到今年上半年,我们国家的光伏装机容量超过了100GW,这实际上是“十三五”的目标,提前实现了。我们连续三年成为全球累积装机和单年装机最高的国家。“十三五”提出了一个光伏发展的目标,产业化效率要达到23%,实验室效率要达到25%,这是对于晶硅电池,对于薄膜电池转化效率也要有一个显著的提升,大幅度降低它的成本。
 
  当然我们也有自己的不足,比如说前面我们看到两个表,大部分电池的效率还是由国外的研究机构创造的。另外我们产业也同质化非常严重,所以我们国家研究平台目前还没有一种体系的支撑。基于这种情况,中国可再生资源学会光伏专业委员会启动了中国太阳能电池最高效率的征集活动,由于提出了这样一个征集时间相对短,征集时间大概有20天的时间。所以我认为目前收到的效率报告和下面发布的是一个不完整的报告,我们只是先把这项工作启动起来,因为这需要长期的搜集和积累。尽管时间比较短,截止到8月22日,我们共收到13家单位,包括大学、研究单位、企业32份的效率报告。这些报告包括了目前光伏工业化生产的主流产品晶体硅,也包括了没有产业化,研发上比较活跃的产品,非晶硅,微晶的叠层,薄膜和硅的异质结电池等等,一共九类电池。所以说根据国际上一致的收录原则,我们下面隆重的宣布,中国太阳最高效率第一版发布。
 
  在这一版中,我们看到一共收录了八个电池的最高效率,其中红色的不仅是中国电池的最高效率也是全球电池的最高效率。这个表中给出了电池的种类、电池的效率、电池的面积、太阳能电压转换成电流、填充因子以及第三方测试机构名称、电池的结构、中文名称、单位。
 
  我们有两个收录原则。第一个就是说实际上收录工作本身不复杂,但是来认定电池的效率、报告的工作,目前对于我们来说,还是需要我们进一步的完善,所以为了和国际接轨,我们第一版的发布,测试报告是来自前面的两版国际太阳能电池效率表认定的第三方的测试机构,这是一个原则。所以我们看,目前测试机构还没有中国的测试机构。这是第一个原则。第二个原则,要求电池面积,因为如果太阳能电池非常小的话,会有很大的边缘效应,所以国际上通用的,电池如果作为最高效率申报,那么它的聚光电池面积大于等于0.05平方厘米,非聚光的要大于等于1平方厘米。当然电池面积有几种定义方式,这里就不详细说了。所以满足这两个原则,从32份报告中挑选了8个来作为第一版的最高效率。在这里我提议以热烈的掌声祝贺中国最高效率的创造者们!
 
  还有一个表叫特定结构太阳能电池最好效率,这与第一个表有什么关系呢?第一个原则,收录在这个表中的太阳能电池或者微组件没有达到中国最高的效率,但是它在某一结构的太阳能电池中是最好的,因为国际上通用的原则是大类分,就是说我不管你是什么电池,只要你是最高的效率,我只收录一个,为了鼓励我们国家的技术创新,特别是我们技术研发转换到生产力,所以这个表属于中国特色,我们为了鼓励大家,你虽然达不到这类电池的最好水平,但是是特定结构的太阳能电池最好水平。我们在这儿放到最好的效率,来看它的进展。第二种情况,因为第一种收录的时候有面积的要求,国际工人的,所以说如果面积达不到要求,比如说新型电池,初期的时候面积非常难做到的大,就是非常的小,但是它的效率增长非常快,那么我们先放到最好效率表中,这个原则也在马丁的表中也有体现,他们也是这么放的,只不过它没有单类的太阳能电池的分类,就是晶体硅的,那么就是说对于其它类电池,如果是最好的电特性,我就放在最好效率表中。第三个原则是测试报告必须来自国际公认的第三方研究机构。
 
  所以我们根据这三个原则我们收录了第一版,收录了三个中国最好效率。我们看一下图表,第一个是晶体硅电池,它的结构是PERC电池,所以PERC电池,目前中国最好的成绩是22.5%,由天合光能创造的。那么下面一个是n-PERT,最好效率是22.3%,这个也是天合光能创造的。还有一个是钛矿,由中科院半导体所,那么他们的效率记录达到了接近21%,20.9%,他们实际上就是说因为面积没有达到要求,因为新型电池是0.07的面积,如果它的面积大于1平方厘米,肯定是放到我们中国最高效率表上的。所以目前就是说第一版中国太阳能电池最高效率有八种电池,最好效率有三种。我也是再次提议以热烈掌声祝贺最好效率的创造者们!
 
  需要说明的是这个表是不完善的,是初期的、启动阶段的,所以就是说可能还有很好的效率,但是由于时间的关系或者其他的原因我们没有收到,可能遗漏。开完会后,大家可以继续申报,我们继续完善这个表。专委会也打算每年光伏学术大会的时候,由当年的程序委员会主任来公布这个结果,也是像国际一样,我们来随时的刷新,当然还可以通过其他的渠道报送政府部门和行业协会、成员单位,鼓励大家的创新精神。
 
  上面说完了我们的成绩,实际上我们现在面临着很大的问题。刚才我们看了,就是说我们的最高效率表,一个电池种类还非常少,国际上24种,基本上都是国外的科学家创造的比较多。另外一个问题是在测试方面,我们这个表还暂时没有收录中国的第三方测试机构的报告,实际上我们收到的32份报告大部分是中国的测量报告,为什么没有收录呢?主要有这么几个原因,一个就是说国内光伏标准的器件主要还来自国外不同机构,他们之间并没有进行实验室的比对测试,所以在中国不同的实验室会出不同的结果,而且这种误差目前没法估计,就是说A实验室得到的是一个结果,B实验得到的是另外一个结果,这有一个差别,这个差别已经超出了国际允许的值,所以这是一个很大的问题。同时我们国家实验室的各种新型电池的标量电池没有,所以这就是说对于测量造成了很大的误差,所以下一步工作我们怎么做呢?针对这样一个问题,我也联系了马丁教授,他实际上非常希望中国能推荐自己非常好的测试机构给他们,他们的要求是你要有国际实验室的体系认证,第二要和他们认定的实验室进行比对测试,就是说误差小于他们允许的值之后就会放他们的实验室认可的表里面。他说中国是一个光伏大国,他非常希望中国的第三方测试实验室能够放到他的表中,这样的话,中国的测试机构的信誉度、水平就达到了国际水平。所以下一步工作我们就准备这么做,当然我们需要在座政府部门的大力支持。首先组织国内实验室间进行比对测量,建立一个和国际接轨的第三方检测实验室名单。从中选择一些推荐到国际上,然后和国际间的比对,最终进入国际太阳能效率表认定的机构。一旦我们做完这些事情之后,中国测量机构测量的效率表,就会收录到我们的效率表中,来补充完善。同时中国的第三方测试水平有一个非常大的提高。
 
  初步设想,就是简单说一下,就是一个实验室的比对测量,有一个主导实验室,有一个样品,大家盲测,最后求出它的一个平均误差,每一个实验室的误差多少,然后设定一个值,哪些是我们的允许的,然后从中选出实验室,所以简单的有五点,一个实验室的资质有4个要求,我们的实验室有一个体系认证,然后参加实验室间的比对实验,同时还要提供一些溯源报告、实验室计量报告和不准确度报告。这是一个系统工程,希望光伏学会的会员单位以及各位领导给予大力支持。
 
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