每种发电方式都有各自的优势和不足,但要说在全球范围内,应用最为广泛的还是
顾名思义,光伏发电就是利用光伏电池的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能,所以我们经常能在农村的房顶上,看到一大片的太阳能板。
首先从清洁能源的理念出发来看,光伏发电的能力来源于取之不尽、用之不竭的太阳能,所以它符合可再生、安全、清洁的条件。
其次,在光伏发电的过程中不会污染环境,更不会破坏生态,因为光伏发电是由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器等设备组成。
虽然光伏发电不会造成污染,但如何提高光能吸收率、光电转化率,便成了最关键的问题。
太阳能光伏发电系统按与电力系统的关系可以分为两大类:独立光伏发电系统、并网光伏发电系统。
虽然两种系统的连接方式、应用场景等因素各不相同,但它们的性质却是相同的,都是依赖太阳能电池板将太阳能转换为电能,而决定光电转换率的关键就在于电池的材料。
一般来说,太阳能电池的外量子效率最多能达到100%,意思就是电池板在吸收太阳光后,一个光子只能产生并收集一个电子。
原本国内使用的电池板材料是“晶硅材料”,可目前这种材料的潜力已经被发掘到了极致,并且在制作单晶硅的过程中,需要1000度的高温来提炼,这就意味着想要满足高温的需求,就必须耗费更多的能量。
使用太阳能光伏发电的初衷是为了降低能耗,而制作电池材料又会消耗掉大量的能量,这显然有些得不偿失了。
为了提高光电转换率,各国的科研人员都付出了诸多努力,而我国南京大学的研究人员,便率先利用新的技术提高了光电转换率,从而稳固了我国在光伏发电领域的领先地位。
据悉,在2022年时,南京大学的研究人员研制了一款名叫“钙钛矿叠光伏组件”,这类组件比传统的晶硅材料更轻、更薄、应用的场景更丰富。
钙钛矿叠光伏组件是由带隙不同的子电池堆叠而成,窄带隙子电池能吸收宽带隙子电池吸收不了的光,因此从理论上来说,这种叠层组件的光电转化效率会更高。
可经过测试,只有1平方厘米左右的小面积电池,光电转化效率能达到恐怖的28%,而大面积叠层组件的转化率却只有21.7%。
一般来说,想要组件具有商用价值,那就必须突破“大面积的效率关”,因此21.7%的转化效率显然是不够的。
为了解决大面积的效率问题,在两年后南京大学的谭海仁课题组再次取得突破,这次他们研制出了窄带隙钙钛矿薄膜,在与宽带隙钙钛矿薄膜结合后,所形成的叠层组件面积能达到20.25平方厘米。
经过国际权威第三方机构测试,欧博体育官网这个组件的光电转化效率达到了24.5%,后来南京大学的研究团队又与天合光能团队合作,将稳态光电转换率提高到了29.4%,而这也是目前世界上商用组件中转化效率最高的组件。
按理说,我国的技术有了新突破,市场份额应该快速上升才对,可事实上自从进入2024年以来,美国的“第一太阳能”公司竟隐隐有了反超之势。
据报道,在8月12日,美国第一太阳能公司的成交额为3.69亿美元,相较于昨日的成交额增加了114.58%,并且从年初至今,该公司的股份已经上涨了27.25%。
反观国内的阳光电源,他在8月12日光是流出的主力资金就达到了8133.05万元,股份更是下跌了1.58%。
早在今年4月份,美国理海大学的科研人员便发表了最新的研究成果,他们开发出了一种能提高电池板利用率的新型材料。
根据理海大学公布的数据来看,这种新型材料能使光伏吸收率提升80%,光电转化效率更是能达到63%,这就意味着他们将突破“一个光子产生并收集一个电子”的传统观念。
据了解,这种新型材料名为“铜掺杂锗硒硫化锡异质结构符合材料”,它是将铜插入到原子级厚度的范德华间隙中。
这种操作就好比在原子级别上玩起了“俄罗斯方块”,将不同的原子精确地组合到一起,形成一种全新的结构
虽然理海大学的这项研究将发电技术推向了全新的高度,但从研究转向实践,再走到量产和商用,还有很很长一段路,换个意思就是说,这种方式在未来能否被应用还是一个未知数。
虽然新型复合材料的前途还很迷茫,但眼下第一太阳能公司市值的飙升,却是不可否认的事实,那他们究竟是怎么做到的?
事实上,虽然第一太阳能的市值世界第一,但他们的出货量却只排在第十位,只有我国晶科能源的七分之一左右,而他们之所以能反超,那是因为美国政府的干扰。
早在2011年开始,欧博体育官网美国就开始对我国的光伏产品征收高额的税率,而另一方面,他们却开始对本国的企业进行巨额补贴。
所以到了2023年,即便第一太阳的出货量只是我们晶科能源的一小半,但他们的净利润却增长了4.6倍。
到了2024年的第一季度,第一太阳能公司的净利润为2.37亿美元,可其中有2.8亿是来自政府的补贴,也就是说光靠他们公司的营收其实是亏损了四千多万。
据推测,第一太阳能公司今年将会获得7.1亿美元的补贴,而这也是他们为什么能一举超越原来排在世界第一的阳光电源。
对本国薄弱产业进行补贴是很常见的,但像美国这样不计成本的长期补贴,不仅对提升企业技术和管理没有好处,还会给自己带来巨大的压力。
科技的提升可以造福人类、保护生态环境,希望我国的光伏发电企业,能够一扫阴霾、重振旗鼓,在科研的道路上愈挫愈勇。
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