意外遇到吳選之
記者:今天和你的對(duì)話我是冒了一定風(fēng)險(xiǎn)的,一是我不懂薄膜;二是晶硅與薄膜,薄膜不同路線之間有著激烈的爭(zhēng)論,在一般人看來(lái),介紹了這個(gè)就好像貶低了那個(gè),這不是本次對(duì)話的目的。雖然不懂薄膜,但又對(duì)美國(guó)第一太陽(yáng)能公司(簡(jiǎn)稱:第一太陽(yáng)能)現(xiàn)象欲罷不能,特別是前兩天看到一篇《太陽(yáng)能薄膜公司破產(chǎn)者眾》的文章,更是急于知道如何看待薄膜產(chǎn)業(yè)。今天意外地認(rèn)識(shí)了你,無(wú)論是出自對(duì)產(chǎn)業(yè)新知識(shí)和有追求企業(yè)偏愛的原因,還是出自對(duì)你研究背景的簡(jiǎn)單了解和能夠感受到的一個(gè)學(xué)者良知的原因,我知道我遇到了一個(gè)知識(shí)的金礦。能否充分開發(fā),則是我的領(lǐng)悟力和文字表達(dá)能力了。為了自己的研究,為了給別人一個(gè)視角,我想挑戰(zhàn)一下自己。
首先,我想明確一下我們對(duì)話的基礎(chǔ),它可以分為兩個(gè)層次:一個(gè)是站在起碼是討論補(bǔ)充能源未來(lái)的基礎(chǔ)上;一個(gè)只是討論光伏發(fā)電一個(gè)技術(shù)路線的基礎(chǔ)上,我更喜歡在第一個(gè)基礎(chǔ)上討論問題。因?yàn)椴徽撌沁能開發(fā)200年還是500年,傳統(tǒng)能源總有枯竭的時(shí)候。特別是人類對(duì)友好型生態(tài)環(huán)境的日益追求,傳統(tǒng)能源難以抹去的先天不足,使得人類無(wú)論多難也必須尋找新的能源,并伴隨它經(jīng)過探討、補(bǔ)充、替代幾個(gè)階段。要成為替代能源,必須具備兩個(gè)前提:能量的來(lái)源必須是無(wú)限的;獲取這種能量的手段必須是無(wú)限的。不知道我們能否在這一個(gè)基礎(chǔ)上聊聊碲化鎘薄膜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)。
吳選之:我?guī)缀踝x了你所有的文章,我知道你不懂薄膜技術(shù),但我知道你是一個(gè)熱愛光伏事業(yè)、說(shuō)話負(fù)責(zé)任的人。我和你一樣也熱愛光伏事業(yè),是光伏戰(zhàn)線上的一個(gè)老兵。我從1962年大學(xué)畢業(yè)后一直從事半導(dǎo)體材料和器件的研究。從1980年起就進(jìn)入了光伏行業(yè),30多年來(lái)(包括在美國(guó)國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室從事研究工作20年),我涉及了大多數(shù)的光伏技術(shù)的研發(fā),包括:?jiǎn)尉Ч琛⒍嗑Ч琛⒎蔷Ч琛IT、InP空間電池、TPV、CIGS和碲化鎘等技術(shù),發(fā)表論文100余篇。
在中國(guó)光伏行業(yè)發(fā)展到今天的這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻,非常高興接受你的邀請(qǐng),參加這次對(duì)話。我將以事實(shí)為依據(jù),用數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話。
你不知道的碲化鎘
記者:在你介紹碲化鎘產(chǎn)業(yè)之前,我想先介紹一下我的了解和判斷。對(duì)碲化鎘產(chǎn)業(yè),我所以從不見諸文字,第一,晶硅電池占光伏市場(chǎng)的80%以上,據(jù)分析還將長(zhǎng)期維持這一格局,我的研究重心主要放在了市場(chǎng)這邊;第二,一位懂得材料學(xué)的朋友告訴我,碲和鎘,還有銅、銦、鎵、硒等材料屬于稀有金屬,有些甚至是國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備材料,這不符合我的成為替代能源兩大基本要素的條件。而第一太陽(yáng)能是一個(gè)特例,有美國(guó)的國(guó)家支持;第三,早期薄膜電池具有一定市場(chǎng)空間是相對(duì)晶硅電池成本優(yōu)勢(shì)的結(jié)果。現(xiàn)在晶硅電池成本大幅下降,則薄膜電池從成本到轉(zhuǎn)換率的競(jìng)爭(zhēng)力都不復(fù)存在;第四,學(xué)習(xí)薄膜技術(shù)專業(yè)的施正榮都在薄膜產(chǎn)業(yè)化上折戟沉沙、不再問津;第五,在我的印象中,除了漢能,中國(guó)已經(jīng)沒有人愿意走這條獨(dú)木橋了。那么多聰明的企業(yè)大家都不為所動(dòng)的事情,我好像更不具備研究的能力和必要。今天遇到了你和龍焱,是一個(gè)意外,一個(gè)驚喜。
吳選之:你收集的信息是不完整的,所以你的結(jié)論是有失偏頗的。今天我只是想介紹一下地面應(yīng)用的幾種薄膜電池技術(shù)以及它們的發(fā)展概況,從中你可能會(huì)了解到為什么還有人在堅(jiān)持薄膜電池的研發(fā)。
除空間應(yīng)用的化合物薄膜電池(如GaAs等)之外,最近幾年用于地面應(yīng)用的薄膜電池技術(shù)有四種:多晶硅薄膜、非晶硅薄膜、銅銦鎵硒(CIGS)多晶薄膜和碲化鎘(CdTe)多晶薄膜。
多晶硅薄膜電池(施正榮做的那種電池),這個(gè)電池本身邏輯上有矛盾:多晶硅薄膜的吸收系數(shù)低,僅僅是其他薄膜的1/100,不適合做薄膜電池;高質(zhì)量的多晶硅薄膜需要在高溫下制備,不能采用廉價(jià)的玻璃等作為襯底,成本很難降得下來(lái)。全世界進(jìn)行多晶硅薄膜電池產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)也只有一家,最后也因組件效率做不上去(<10%),成本降不下來(lái)而終止。
非晶硅薄膜電池是幾個(gè)薄膜電池中最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)技術(shù),生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)成熟,成本也比較低。但非晶硅電池存在兩大弱點(diǎn):第一是效率低。從材料本身特性而言,非晶不如多晶,多晶不如單晶,這是客觀規(guī)律,無(wú)人能突破。第二是吸收層材料的本征衰退而造成的組件衰退達(dá)15%(多結(jié))-25%(單結(jié))。在光伏發(fā)電領(lǐng)域上,非晶硅薄膜電池已經(jīng)難以具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
CIGS具有很好的材料特性,易形成好的背電極和高質(zhì)量的pn結(jié),而且因其電池結(jié)構(gòu),較容易做成柔性CIGS組件。CIGS實(shí)驗(yàn)室的效率已達(dá)20.3%,組件全面積效率已超過16%,歐美日一些公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了CIGS的產(chǎn)業(yè)化。繼續(xù)提高沉積速率,提高優(yōu)品率和提高材料的利用率以降低成本仍是產(chǎn)業(yè)化需要解決的問題。
碲化鎘本身的固有材料特性及其發(fā)展的實(shí)踐,已經(jīng)證明碲化鎘多晶薄膜太陽(yáng)電池是一種適合于大規(guī)模生產(chǎn)的高效廉價(jià)太陽(yáng)電池。實(shí)驗(yàn)室小面積電池效率已達(dá)19.6%,組件全面積效率已達(dá)16.1%。已用于產(chǎn)業(yè)化的兩種技術(shù):近距離升華(CSS)和氣相輸運(yùn)沉積(VTD)特別適用于大規(guī)模生產(chǎn)。美國(guó)第一太陽(yáng)能從2002年的0.2MW到2011年的2GW,8年之中生產(chǎn)擴(kuò)大了1000倍,成為全球最大薄膜組件生產(chǎn)廠。碲化鎘具有低的溫度系數(shù)和優(yōu)良的弱光響應(yīng),比晶硅電池發(fā)電能力要高出5-10%。同時(shí)碲化鎘薄膜組件是環(huán)保友好的產(chǎn)品,美國(guó)布魯克文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室就鎘排放的研究結(jié)論是:碲化鎘電池的鎘排放量與天然氣相同,低于石油、煤、和其他類的太陽(yáng)電池。環(huán)保規(guī)定十分嚴(yán)格的歐盟從2011年開始就對(duì)其豁免了RoHS(全稱為《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》)的要求,認(rèn)為碲化鎘薄膜電池?zé)o論是在生產(chǎn)或是使用上,都是安全可控的。
最近幾年,歐美等國(guó)重點(diǎn)扶持了CIGS和碲化鎘這兩種薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù),并已持續(xù)取得重大的突破。這兩種薄膜電池的全面積組件效率均已超過16%。這已經(jīng)超過絕大多數(shù)在市場(chǎng)上銷售的多晶硅全面積組件效率。同時(shí),其成本還在持續(xù)下降。也就是說(shuō),當(dāng)這些技術(shù)移植到生產(chǎn)線上成為產(chǎn)品,其光電轉(zhuǎn)換效率與成本必將對(duì)晶硅組件形成巨大的挑戰(zhàn)。我們有關(guān)主管部門應(yīng)該察覺到這種行業(yè)中的技術(shù)發(fā)展的變化,并作出適時(shí)的對(duì)策,加強(qiáng)力度,支持薄膜電池技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,提高我國(guó)光伏新技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。
龍焱一直在進(jìn)步
記者:聽了你的一席話,在欣喜于給我打開一扇“天窗”的同時(shí),難免會(huì)有一個(gè)巨大的困惑,甚至是對(duì)龍焱公司及你本人的質(zhì)疑。我過去是做投資的,深知資本和市場(chǎng)是最聰明的,任何一個(gè)商業(yè)機(jī)會(huì)都難逃它的“法眼”;資本和市場(chǎng)又是最無(wú)情的,它不會(huì)為任何一個(gè)企業(yè)家僅僅的執(zhí)著和付出“買單”。既然碲化鎘技術(shù)有如你所說(shuō)的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力,既然龍焱公司有如你所說(shuō)的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)和數(shù)家著名風(fēng)險(xiǎn)資本的進(jìn)入,可龍焱公司已經(jīng)成立了五年時(shí)間,按照我的標(biāo)準(zhǔn),龍焱公司的發(fā)展結(jié)果應(yīng)當(dāng)比今天更加輝煌。對(duì)此,我不知道應(yīng)該質(zhì)疑碲化鎘技術(shù)還是質(zhì)疑你的管理能力。因?yàn)橄矚g龍焱也更喜歡你的理想,所以我的要求也許既無(wú)情也無(wú)理。