馬丁·格林教授在悉尼新南威爾士大學(xué)組建的研究團(tuán)隊(duì),是國(guó)際上在光伏研究領(lǐng)域最大、最知名的高校研究團(tuán)隊(duì),并發(fā)明了目前已成為主要商業(yè)電池的PERC電池。
據(jù)了解,鈣鈦礦材料2009年首次應(yīng)用于光伏發(fā)電,由于其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì),以及易于合成、成本低廉、原料豐富等優(yōu)勢(shì),激發(fā)了全世界對(duì)該領(lǐng)域的科研熱情。
今年以來(lái),鈣鈦礦太陽(yáng)能電池正成為風(fēng)險(xiǎn)投資關(guān)注的焦點(diǎn)。
3月15日,中國(guó)第一大風(fēng)機(jī)制造商金風(fēng)科技宣布,以戰(zhàn)略投資者身份領(lǐng)投英國(guó)鈣鈦礦太陽(yáng)能發(fā)電公司牛津光伏有限公司(Oxford PVTM)D輪融資,投資金額2100萬(wàn)英鎊。
4月26日,長(zhǎng)江三峽集團(tuán)旗下三峽資本聯(lián)合中國(guó)三峽新能源與杭州纖納光電科技有限公司宣布,三峽資本以戰(zhàn)略投資者身份注資纖納光電,投資金額5000萬(wàn)人民幣。這家成立不足4年的公司,目前是全球鈣鈦礦太陽(yáng)能組件光電轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄的保持者。
“鈣鈦礦技術(shù)屬于第三代光伏技術(shù),目前確確實(shí)實(shí)引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的注意,但其面臨兩大主要難題:不穩(wěn)定性和毒性。”格林教授告訴記者,“鈣鈦礦材料里含有鉛等重金屬,由于能夠溶于水,很容易擴(kuò)散到周?chē)h(huán)境中,對(duì)環(huán)境和人身造成損害。如果沒(méi)有妥善解決毒性問(wèn)題,鈣鈦礦電池依然難以進(jìn)入商用市場(chǎng)。”
據(jù)了解,標(biāo)準(zhǔn)的晶硅板包含兩種毒性物質(zhì),分別是鉛和氟。格林教授介紹稱,和電池連接的金屬材料里含有少量鉛,另外在組件背板上的一些塑料里會(huì)有氟,這些氟比較穩(wěn)固,不易被分解。但是目前使用不含鉛或氟的材料都是有可能的。
“因此,在棄置鈣鈦礦材料時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行特別的處理,從而預(yù)防它材料里面含有的鉛泄漏到周邊環(huán)境中。”
雖然目前鈣鈦礦材料面臨穩(wěn)定性不足、有一定毒性、難以大面積應(yīng)用等短板,但格林教授表示,鈣鈦礦材料能夠疊加在硅晶片上提升效率,在這個(gè)層面上是一種接近完美的技術(shù)。
“因此更要致力于破解鈣鈦礦的穩(wěn)定性和毒性問(wèn)題,很多制造商向市場(chǎng)保證25年到30年的使用壽命,然而,不穩(wěn)定的組件是不能適應(yīng)市場(chǎng)和投資需求的。另外,很多制造商不希望在組件里使用有毒材料,太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常迅速,有毒材料的大規(guī)模應(yīng)用會(huì)對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)問(wèn)題。”
據(jù)了解,除了鈣鈦礦,格林教授表示自己的實(shí)驗(yàn)室也正在嘗試其他光伏材料。
“將一些金屬、非金屬的材料以一定比例進(jìn)行結(jié)合的話,也可以生產(chǎn)出不同的半導(dǎo)體材料,我們正在研究一些由金屬、非金屬材料混合而成,且和硅有類似性能的材料。其中一種包含了銅、鋅、錫和硫四種物質(zhì),通過(guò)將它們以適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行混和,能夠生產(chǎn)出比較好的半導(dǎo)體產(chǎn)品。”
據(jù)格林教授介紹,其優(yōu)勢(shì)是第一是沒(méi)有毒性,第二材料比較豐富,儲(chǔ)備也比較多。目前悉尼新南威爾士大學(xué)研究的這類材料轉(zhuǎn)換效率刷新了世界紀(jì)錄,大約是11%,希望未來(lái)將效率提升到20%,以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。