太阳能

朱晓阳（音译）博士发现了一种可极大提高太阳能电池效率的方法。

编者按

人类应如何逐步摆脱对化石燃料的依赖？这是世界各国和科学家一直致力于解决的问题。可再生能源无疑是替代化石燃料的首选，而太阳能作为一种易获得、储量丰富的可再生能源，是研究人员努力发掘的焦点。然而太阳能电池转化效率低下却始终是人类利用太阳能的拦路虎。目前，常规太阳能电池最高转换效率仅为30%左右。但这一现状马上就会有性的突破。美国研究人员最近在太阳能电池技术上的新突破可能会让太阳能电池的转换效率连跳两级，从现在的30%直接增加到66%！

近日，在《科学》杂志上，来自美国德克萨斯大学奥斯汀分校的化学家朱晓阳（音译）博士，通过对半导体纳米晶粒（又称量子点）的最新研究后表明，常规太阳能电池的转换效率可由现在的30%的极限效率提高到超过60%。 束缚太阳能电池发展原因

太阳能电池的转换效率之所以会有如此飞越，是因为科学家发现了一种可以有效捕获在常规太阳能电池中以热能形式损耗掉的高能量太阳光的方法。目前使用中的大多硅太阳能电池最大转换效率仅为约31%，那是因为太阳光照射在太阳能电池上时，太阳光线中有很多能量太大以致于不能转换为可使用的电能，这些能量即以所谓的“热电子”的形式、以热能的方式损耗。

如果这些高能太阳光线，即热电子能够被捕获，那么太阳光向电能的转换效率从理论上来说就可以提高到66%。德克萨斯大学材料化学中心的负责人、化学教授朱博士说，他们将转换效率如此惊人的太阳能电池

称为“终极的太阳能电池”。而要制造出这样的电池，需要几个步骤。首先，热电子的冷却速度需要放缓；其次，在这些热电子失去它们所有能量之前，要能够将其俘获并尽快地使用。 量子点解决难题

朱博士介绍说，半导体纳米晶粒或量子点恰好可以满足上述利用“热电子”的要求，因为首先量子点可以让热电子释放热量的速度变慢，这一点在许多研究机构中已经得到证明。在2008年度《科学》杂志的一篇论文中，来自芝加哥大学的一个研究小组的研究成果表明，在胶状半导体纳米晶粒中可以确信能够达到热电子冷却速度减缓这一目的。而现在朱博士的研究小组已经解决了这个问题的关键第二步，即如何获得并利用这些热电子。

德州大学的研究发现，热电子可以由光激励硒化铅纳米晶粒中转移到二氧化钛组成的电子导体上，而二氧化钛电子导体目前已经被广泛应用，十分容易获取。

“如果我们能够取出这些热电子，那么我们可以让其为我所用。这种热电子转移方式的证明，表明了高效热载流子太阳能电池不再仅仅是一个理论上的概念，而同时也具有实验上的可能性。”朱博士介绍。尽管此次研究人员使用的是硒化铅量子点，但朱博士表示，他们的方法对其他的量子点材料也同样适用。 朱博士同时提醒人们，这仅仅是科学的一小步，人们还需要更多科学以及工程上的研究才能制造出一个转换效率高达66%的太阳能电池。

另外值得一提的是，目前朱博士等人正致力于解决这一科学难题的第三个方面：将热电子连接到电导线。

朱博士说：“即使我们能从太阳能电池中取出这些热的、快速运动的电子，但是它们在连接导线上同样会以热能形式损失。因此我们下一步的目标就是调整连接到电导线的界面化学特性，以最大限度地减少这部分的额外能量损失。我们希望最大程度地获得太阳光线中的能量，这就是终极太阳能电池。”整个研究项目由美国能源部提供资金支持。 外界反响热烈

朱博士这一技术上的成就也让整个能源领域眼前一亮。有专家表示，这一进步是十分振奋人心的。相对于化石燃料发电，目前硅太阳能电池的成本过高，在没有大量的补贴情况下，利用太阳能发电的成本偏高。随着太阳能电池效率的提高，以及与化石能源相对持平或更低的电池生产成本，人类即将提前进入太阳能时代。化石燃料让人类付出了严重的环境代价，研究人员表示，随着科技的进步，有理由相信50年之内将百分之百地全部利用太阳能。

除了可再生能源行业外，即使与可再生能源相对的化石燃料行业的工作人员也为朱博士的研究鼓掌。一位美国石油行业普通工作人员柯蒂斯表示：“作为一个在石油工业及传统的下游工业时代的受益者，我为朱博士和他的合作伙伴而鼓掌！我们需要进行这种研究，先设置好一个实际的可再生能源目标，然后找出解决挡在前面的难题的办法。”

“光伏产业现在面临很好的发展机遇，我们现在开足马力生产，但还是无法满足市场需求。”近日，英利集团一位内部人士对中国经济时报如是表示。记者调查发现，除英利外，国内其他光伏企业巨头基本也是这样一种状态——产品供不应求。

“据我所知，国内许多大型光伏企业从今年３月份开始，接到的订单就已经排到了年底。在这种情况下，国内２８０兆瓦光伏项目招标，这些企业有没有能力供货确实是一个问题。”面对国内外两个市场同时启动，国内光伏巨头们更是应接不暇，而业内人士则透露，由于光伏市场突然火暴，上游原料紧缺又开始重演。 从萧条到火暴“很突然”

陈卫朋是北京一家太阳能电池组件生产企业销售经理，谈及近年来光伏市场的变化起伏，他很感慨。“这两年光伏市场变动很大，春节前整个行业还比较萧条，也就是几个月的时间，突然一下就火起来了！”他说。

记者从协鑫光伏、尚德电力、拓日新能以及英利集团等大型光伏企业了解的情况也证实了目前市场比较火暴的说法。

上述企业相关人士在接受记者采访时均表示，目前产品不愁销路，基本都是供不应求。“国外市场现在确实非常火爆，很多企业订单都已经排到明年了。”拓日新能相关负责人士对记者表示。

６月下旬，国家对外公布了新一期光伏并网发电特许权项目招标公告，涉及陕西、青海、甘肃、内蒙、宁夏、等西北六省１３个项目，装机容量共计２８０兆瓦。这也是迄今为止中国最大规模的光伏项目招标。

和去年国内首个进行公开招标的光伏并网发电示范项目——敦煌１０兆瓦太阳能并网发电特许权示范项目（下称敦煌项目）相比，今年装机容量整整扩大了２８倍，这次公开招标的一揽子光伏发电项目甫一亮相，就引起了广泛关注。

据悉，目前华能、大唐、华电、国电、中电投等五大发电集团，国投电力、国华电力、华润电力、中广核等四小豪门，国家电网、南方电网等两大电网公司，以及中国节能投资公司等企业都有意参与这一超大项目竞标。

另外，保利协鑫、赛维ＬＤＫ、无锡尚德、英利绿色能源等多家光伏行业巨头相关负责人日前均明确表示，将参与此次竞标。相比这些巨头跃跃欲试而言，国内新崛起的部分太阳能光伏企业对此则显得有些力不从心。

陈卫朋告诉记者，他所供职的公司还没有确定参加国内２８０兆瓦特许权项目招标，主要原因是上游原料紧缺，公司首先要满足目前客户需求，而下一步很难扩大产能满足国内市场日益增长的需求。

目前，国内很多光伏巨头都在致力于扩大产能，如英利除在保定建设的新的生产线即将投产之外，还在海南投资１００亿元建设一座新厂。与此同时，新的竞争者也在不断涌入，如为进入光伏发电领域，南方电网新能源公司正在筹备之中等等。光伏市场重新又变得炙手可热起来。

大企业参与光伏竞标“很踊跃”

因为今年光伏市场无论是原材料还是电池组件，都出现了供不应求的情况，所以今年国家２８０兆瓦光伏项目招标最终价格就成了各方关注的一大悬念。

去年，敦煌项目最终中标电价是１．０９元／度，当时国投电力和英利控股组成的联合体曾投出了０．６９元／度的低价。

拓日新能一位不愿具名的相关负责人在接受记者采访时表示，今年预计不会出现类似去年的超低价。原因很简单：首先，去年敦煌项目是国内第一个进行公开招标的光伏并网发电示范项目，很多厂家想做一个形象工程，做一个业绩摆在那里，因此才出现了“搏出位”现象；其次，去年特许权资源过少，造成多家企业靠价格去拼抢唯一一个项目，而去年光伏市场相对又比较低迷，今年市场却比较火暴，在企业不愁定单的情况下，价格会趋于理性。不过，也有业内人士表示，今年的竞争仍将比较激烈。

江苏光伏走在全国前列，堪称“光伏大省”。“据我所知，江苏光伏企业在这次招标中表现非常踊跃，有好几家大型光伏企业都表示要参与投标。”江苏省光伏产业协会秘书长魏启东表示。另据知情人士透露，截至目前，已有超过３０家企业参与上述２８０兆瓦光伏项目投标，且基本都是大企业。 小企业无米下锅“很无奈”

由于门槛，小企业难以大显身手。魏启东粗略给记者算了一笔账：按照此次招标最小项目２０兆瓦，每兆瓦投资１２００万元—１５００万元计算，单个项目投资高达３亿元左右。他预计，很多中小企业都没有这样的资金实力，参与此次投标的中小企业不会很多。 在陈卫朋看来，光伏市场两极分化明显，大企业越来越强，中小企业日益处于不利地位。今年光伏市场复苏挺快，一方面得益于全球最大的光伏市场德国需求一下子爆发出来；一方面得益于国内“金太阳工程”实施，使得国内市场也逐渐好起来。他说，虽然目前市场比较火暴，但是受益的主要是大企业，中小企业目前的生存现状有好的，也有不好的。 他说，目前国外客户一般比较认同国内大厂家的产品，所以他们获得的订单比较多，目前市场供不应求加剧了这些厂家对上游原材料的争夺，其采购量大增。

与巨头们订单较多应接不暇形成对比的是，国内小厂家在这轮竞争中明显处于弱势，“拥硅为王”迹象又有所抬头，没有上游原料保障，有的小企业面临“无米下锅”的挑战，因此也就无法提高产能，保证货源，去接更大的订单。这也是为什么很多中小企业想参与前述２８０兆瓦光伏项目投标而又力不从心的原因。