如何解決能源問題關鍵在于如何解決好太陽能技術

    鋰電世界  一個多世紀以來，人類持續不斷地挖掘已經在地下埋葬了上億萬年的煤油，推動了社會的繁榮與進步，卻帶來各種“烏煙瘴氣”的副作用。隨著大氣層環境的惡化，再生能源如風能、水能、植物能以及潮水能等開始粉墨登場，縱觀各種可再生能源技術，太陽能也許是最重要的一種，對徹底解決全人類的能源需求提供最大的幫助。

　　2009年，人類能源的總消耗為16 太瓦，預測到2050年，總能源需求量將達28太瓦；而我們每年從太陽吸收到的能源，足足有2.3萬太瓦，如果能充分加以利用，就可以無污染、無償養活800多個地球。由此可見，解決好太陽能技術的重要性，而太陽能光伏技術的突破，確實已到了臨界狀態。

　　我們可以先簡短回顧一下光伏技術的發展歷史。早在1839年，一位法國人，Alexander-Edmond Becquerel，就發現半導體材料在陽光下能產生電流；但直至1905年，艾恩斯坦方才解釋“光”是經“光子”傳遞，這“光子”能敲松半導體里的“負電子”，這“負電子”與騰空出來的“空穴”，互相連貫交替，故產生電流。直到1954年，美國貝爾實驗室用參雜磷和硼的硅片，制造了頭一塊晶體硅光伏電池，當時的效率只有3.2% 的轉換力，今日市場上的晶體硅轉換率，已在20%以上，確實進步了不少。

　　然而，這年過“六旬”的老技術，有兩個致命的弱點：其一，它的主要生產原材料，是99.9999% 純度的硅片，其材料成本占生產成本的七成，注定了其昂貴生產成本，使它始終無法與廉價的煤油發電競爭，其生存常依賴政府補貼；其二，它的生產造成大量四氯化硅的污染；多年來，這掛著環保再生能源光環的產業鏈，卻是中國農田的污染源頭。但由于它技術門檻較低，二十多年來，上千家晶體硅工廠在中國建立，中國成為全球最大的晶體硅產國；近幾年，由于生產過剩，導致惡性競爭。據中國官方數據，國家在晶體硅太陽能方面的補貼和不良借貸損失，達兩萬億人民幣。

　　可喜的是，太陽能技術的更新，早已翻過去了兩頁；先是類似銅銦鎵硒或碲化鎘一類的薄膜光伏技術，其轉換率已超過目前晶體硅市場產品的的水平，美國的First Solar和日本的Solar Frontier已成功使用薄膜技術，低成本批量生產此類光伏電池。一般薄膜技術，使用廉價的納鈣玻璃作為基板，來代替硅片，其光伏吸收薄膜層厚度要比晶體硅薄40倍，薄膜技術的生產成本潛力，遠低于晶體硅，是真正能抗衡煤油發電的再生能源。到目前為止，中國雖然也參與各類薄膜技術的研究，但尚未形成大批量生產規模。為彌補中國在薄膜太陽能技術上的短板，中國的漢能和中國建材，相應收購了數家國外的銅銦鎵硒廠家，包括漢能去年收購美國亞利桑那州的Global Solar、美國加州的Miasole，以及德國Q-Cell 旗下的Solibro；中國建材也收購了德國Saxony的Avancis。但短期內，這些收購的公司，要轉移到中國來生產，尚不現實。

　　日本的桐蔭橫浜大學，Miyasaka團隊，于2009年開始將有機/無機甲胺碘鉛材料（簡稱鈣鈦礦），應用到薄膜光伏行業，這是太陽能技術最新的一頁。僅僅四年功夫，鈣鈦礦光伏電池的轉換率，從2009年的 3.8%一躍而成今天20% 以上。鈣鈦礦除了其先天的技術優勢，比如特寬的吸收光譜、極高的帶隙及開路電壓、極高的載體濃度及遷移率和極少的結構缺陷外，其生產工藝可使用極低生產成本的旋涂法來制造，無需經真空鍍膜。

　　解決能源問題，太陽能技術是一大關鍵。前些年，在東莞注冊的日陣公司，一個結合中外技術精英的薄膜技術團隊，經四年的努力，成功研發了一種低成本四元素共濺射新型銅銦鎵硒薄膜工藝技術，其生產成本，遠低于晶體硅技術。他們現正在開發最新的下游技術雙結鈣鈦礦/銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，其轉換率有望能突破50%，其生產成本將遠低過煤油發電。日陣是典型的技術密集型公司，為擴大生產規模，建立有國際水平的實驗室，現正申報新三板掛牌，試圖借助資本的力量，來壯大鞏固其長期的發展規劃，為解決人類能源問題，貢獻自己的一份力量。