近日,《科創中國·院士開講》第七期在西瓜影片、抖音和今日頭條同步上線。本期嘉賓是中國科學院院士、中科院化學研究所研究員李永舫,他就太陽能的應用和太陽電池進行了廣泛、深入而又前沿的講解,並向廣大網友講述了中國太陽電池行業如何在十幾年的時間內,不僅成本降低九成,還連續42次重新整理最高能源轉化效率,成為“中國名片”的歷程。
李永舫是我國最早開展聚合物太陽電池研究的先行者之一,開發了低成本高效聚合物媒體光伏材料。他曾獲得過國家自然科學二等獎,中科院自然科學一等獎。
“太陽照到地球上的能量是我們現在消耗能量的1萬倍,只要能把太陽能有一個很小的比例利用,就可以解決能量問題。”演講一開始,李永舫短短一句話,勾起了網友對太陽能的強烈興趣。
接下來,李永舫就太陽能電池的應用做出了詳細講解。太陽能電池,又叫太陽電池,是太陽能利用的重要方向。演講中,李永舫對已經商品化的矽太陽電池,以及前沿的鈣鈦礦太陽電池和有機聚合物太陽電池,做出了一一介紹。尤其就矽太陽電池——當前太陽電池產業化的主要領域,李永舫從發展歷程、市場形勢和應用前景等多角度進行了具體介紹。他表示,矽晶太陽電池已經達到了大規模商業化應用的程度。我國在矽太陽電池領域具有領先優勢,其實驗室能源轉化效率已從20年前17%、18%,到現在能達到23%,2014年來已42次打破最高紀錄。
21世紀的頭一個10年,中國太陽能行業尤其是矽太陽電池領域,曾經造就多箇中國首富,並佔據全球產量最大的份額。然而,由於當時“兩頭在外”(技術在外,市場在外)的頑疾,最終在國外的反傾銷調查等多重壓力下,從高峰步入低谷。
此後,在行業從業者、科研工作者的持續努力下,我國太陽電池行業在過去的8年裡不斷地快速發展,不僅擺脫了“技術在外”的束縛,實現了42次實驗室能源轉化效率的重新整理;同時也不再受到“市場在外”的掣肘,產量依然保持“頭把交椅”的地位,佔據全球三分之二甚至更高,其中國內市場更是高速發展,使用量已佔產量一半以上。
此外,太陽電池的生產成本也比十幾年前下降了90%,已經可以與火力發電、水力發電成本可比,有些地方甚至低於市場電價的成本。成本下降也幫助行業擺脫了對於政府補貼的依賴。2021年開始我國取消光伏補貼後,行業依然能夠生存,且存在應用場景多樣、綠色低碳等優點。
“矽太陽電池也是我們中國人的一個名片,現在在國際上影響非常大的,並且我們是處於國際領先水平的一個領域。”李永舫在演講中這樣說。當前,矽太陽電池行業已經成長成為中國“雙碳戰略”的排頭兵,依然擁有非常大的發展空間。
李永舫還介紹了其他幾種太陽電池。最近十幾年,鈣鈦礦太陽電池發展迅速,其實驗室效率從過去的1%發展到了現在的25.7%左右,大面積製備的效率也已經超過了15%。相比矽太陽電池,鈣鈦礦電池厚度僅有幾百個奈米,更輕薄、成本更低,很有可能在最近幾年就會實現商用。
有機聚合物太陽電池是真正的輕薄柔一類新型太陽電池,最近幾年發展很快。其活躍層厚度僅有100-200奈米,相比矽的100多微米輕薄了上千倍,既可以做成柔性器件,也可以做成半透明器件。
在採訪環節,李永舫表示,再有十年、二十年,太陽能就可以用在汽車上;一百年左右時間內,人類將實現清潔能源全覆蓋。加之在我國雙碳目標下,光伏產業還有很大的發展空間。他鼓勵年輕網友將來選擇光伏,這個行業將有很大的發展。
《院士開講》由中國科協打造的“科創中國”與抖音、西瓜影片等聯合出品。此前已有中國科學院院士毛明、劉嘉麒、張旭,中國工程院院士徐志磊、孫寶國等在該節目中分別開講。使用者可在抖音、西瓜影片、今日頭條搜尋“院士開講”觀看。
新民晚報記者 金志剛