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三五族太阳能电池性能 ( CPV ) 进展报告

   2010-01-21 ne21.com21世纪新能源16050

    在马德里驶往塞维利亚的火车上,透过车窗向外望去,你能看到散落在化合物半导体的实验发电厂中,一片呈密集方阵状排列的太阳能电池板。如今这样的景象越来越常见,聚光光伏产业聚首在马德里,在“CPV Today”峰会上报告各自系统的最新进展。

    如果我们打算寻访当下正兴起的化合物半导体太阳能技术的发源地,西班牙首都马德里应该是首当其冲的。今年,聚光光伏系统研究所(ISFOC)已获官方支持,开展基于三五族材料的太阳能系统效能的研究。尽管这些实验席卷西班牙各地,但马德里理工大学(UPM)才是首家开展上述研究工作的。今年在马德里主办的CPV Today开幕式上,马德里理工大学太阳能研究所主任Antonio Luque在会议的开幕式演讲中强调了此次会议的重要性,并称之为“CPV赛跑第一响”。

    尽管在场的350多名观众一片哗然,Luque和他的同事Gabriel Sala还是把演讲继续下去,并将来自产业界的广泛兴趣视作至关重要。会议主席Sala注意到听众中有投资人和分析师在场,她号召金融界的人士对聚光型和传统硅光伏系统之间的差别有进一步的了解。

Luque接着更详细的解释了二者最主要的区别,CPV太阳能阵列系统的核心是采用化合物半导体电池。这些电池在锗衬底上单片集成了GaInP和GaAs薄层,每层吸收光谱中的不同部分。三结电池轻而易举地保持太阳能转换效率的最高纪录40%,而硅太阳电池的转换效率相对仅有27%。

    以往化合物半导体与硅的比较当中,有两点共性:即器件性能更好,价格阴影却挥之不去。此次也不例外。Luque认为目前硅太阳能电池已经到达其理论效率的极限,但他相信单片集成的三五族电池的效率至少能达到50%。通过采用多种可行的设计方案应该能实现这个目标,例如使用量子点作为电池中的另一个半导体结。

    这个目标实现了,电流限制法仍可适用。美国太阳能电池制造商Spectrolab的CPV产品技术指导Geoff Kinsey解释了该公司最新一代三结技术能带来什么进展。由于产品将于今年第三季度投放市场,C2MJ生产线的目标就是要将效率提高到42%。由于工厂每日生产的不确定性,效率上会有正负2%的差异,但无论如何电池的效率能超过38%。到2009年,Spectrolab希望对目前电池中使用的材料进行若干修改,使其效率达到43%,但修改细节未透露。

    Solar Systems演示了高倍聚光的效果,通过使用一个聚光器就能将一张6mm厚的铜箔烧一个洞。

    欧洲三五族材料电池制造商Azur Space学Spectrolab和Emcore的样儿在卫星供电领域暂露头角。如此,它的主要经济来源仍来自于太空工业,而CPV产业只为一小部分。该公司为Concentrix Solar和Sol3G等系统集成商提供转换效率35%、聚光强度500倍的电池。然而,据该公司业务发展总监Gerhard Strobl说,公司的研发力量将来需要更多的投向CPV。

能源网络

     尽管电池效率还有提高的空间,但如果没有经济驱动这些可能性仍只能停留在学术层面。CPV Today峰会上强调的关键点是,增加全球能源产业部门的支持力度就是最切实的驱动力。供电企业和金融集团在出席会议的听众中占有相当可观的比例,因此,领先的系统制造商都竭力向大家展示CPV总的发展前景及其产品的独特性能。:

    极具讽刺意义的是,在这样一个致力于西班牙CPV产业发展的会议中,有关系统性能的精确数据都来自德国和澳大利亚的公司。作为ISFOC最初的三个参与者之一,今年二月份,德国Concentrix Solar公司已经完成安装了300kW项目中的100kW。因为工程正在起步阶段,Concentrix只展示了它位于西班牙Llorca的5.75kW发电厂在2007年9月某日的典型数据。清晰的数据说明了模块效率在上午10点之前和下午6点之后高于20%,并在下午2点达到输出功率峰值5kW。据首席执行官Hansj鲵g Lerchenm?ler声称,相对于硅系统,其模块效率仅有14%;这套系统在效率方面的优势能转化为节约费用,以抵消系统最初的一部分成本。

    Lerchenm?ler表示,起步阶段依照现有的技术能力,模块效率数据最终会小于25%。他希望到2010年,这种技术水平能帮助Concentrix公司打败硅的欧元/瓦成本。今年八月该公司已建成当今最先进的制造工厂,模块的年生产力可达25MW,这也将有助于降低成本。

    Concentrix得到能源公司Abengoa Solar和Good Energy的支持,而滞压的订单让他们今年都有活干。Concentrix是从著名的夫琅和费研究所(Fraunhofer Institute)中独立出来,他们报告了结果分析,并自信将会成为CPV产业中的生力军。

    澳大利亚Solar Systems公司应该算是目前这波CPV技术浪潮的先锋之一。它建立于1990年,并已有10多年运营商业系统的经验。Solar Systems公司同样经历了从硅到化合物半导体电池的转变,对照先后的数据,硅电池的效率比化合物半导
体的要少46%。

    Solar Sy

 
标签: CPV
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