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第三代太陽能電池產業化曙光漸露

瀏覽次數: 日期:2013-08-07

 

  記者從日前舉行的第十屆中國國際(長沙)太陽能品牌產品博覽會上了解到,我國在該領域與世界先進水平差距不大,但目前對核心技術的知識產權掌控不足。

  成本僅及傳統產品一成

  據國家“973”第三代太陽能電池專題組成員、武漢大學長江學者趙興中教授介紹,第三代太陽能電池綜合了第一、二代太陽能電池的優點,克服了第一代太陽能電池成本較高、第二代薄膜太陽能電池轉換效率低的不足,并且具有原材料豐富、無毒、性能穩定耐用、對環境無危害等優點,在未來的光伏市場中會有很好的發展前景。

  趙興中還介紹說,這種被稱為“染料敏化納米晶太陽能電池(DSSC)”的新一代產品成本僅為第一、二代太陽能電池的八分之一至十分之一,產業化前景相當可觀。

  須加快專利海內外布局

  國家知識產權局專利局化學發明審查部和電學發明審查部對當前DSSC領域的發展現狀進行分析,形成了《染料敏化太陽能電池專利信息檢索分析報告》(下稱《報告》),其中顯示,經過近20年的發展,DSSC領域技術目前在全球范圍內仍處于增長期。由于這種太陽能電池具有成本低、制造工藝簡單、穩定性好、無污染的優點,日本、美國、歐洲等發達國家和地區紛紛加強了對DSSC領域的研發投入及專利布局。中國在DSSC領域的研發也非?;钴S,近幾年專利申請量呈現快速增長趨勢,但是主要申請人為高校和科研院所。

  深圳嘉普通太陽能技術有限公司董事長劉學真在接受記者采訪時建議,國內太陽能電池企業在加大DSSC領域技術研發力度的同時,要加強與高校和科研院所的“產學研”結合,并加快DSSC的海內外專利布局。

  高效、穩定是染料敏化太陽能電池研究人員一直以來追尋的目標。目前,國內外大多數科研機構在實驗室條件下的技術已基本成熟,DSSC正處于從實驗室階段向產業化階段轉化的關鍵時期,科研競爭仍非常激烈?!秷蟾妗废嚓P負責人表示,在我國這種高校和科研院所申請人為主的狀況下,專利成果的轉化和實施存在一定的困難,大規模的產業化之路仍任重道遠。因此,國內太陽能電池企業應該積極與具有研發實力的科研院校加強交流和合作,積極參與技術研發、實驗階段以及產業化轉化,通過優勢互補,努力提高我國DSSC領域產品研發的實用性以及大規模產業化能力。

  《報告》還指出,韓國、美國、日本和歐洲的申請人非常重視在多個國家或地區進行DSSC領域的專利布局。其中,在全球DSSC專利申請量排名前10位的申請人中,有9位是日本申請人,1位韓國申請人。但是,日本申請人的主要專利申請均集中在國內,而韓國三星的總專利申請量為84件,在其他國家和地區進行專利布局的申請量為66件;美國、歐洲等國家和地區的申請人排名雖然并不靠前,但其專利申請技術含量相對較高,并且申請人更加注重其DSSC專利申請的全球布局。

  企業界自主研發不足

  第一代太陽能電池為晶體硅太陽能電池,已有50多年的歷史。但其制作工藝條件苛刻、制造成本過高,因此其大規模應用仍受到限制。第二代太陽能電池為薄膜太陽能電池,雖然減少了半導體硅的用量,但成本仍然很高,而且有些材料是劇毒,容易造成環境污染,其應用也受到了限制。很多國家已將目光聚集在DSSC的技術研發和應用上。

  記者在采訪中了解到,我國一些太陽能電池企業和科研院所、高校已經意識到了DSSC的前景,紛紛開展了對DSSC領域的技術研發,并取得了一些科研成果。在我國申請人中,除了彩虹集團、比亞迪002594、大連七色光、新奧科技為企業申請人外,其余排名靠前的30位申請人均為高校和科研院所。其中,DSSC專利申請量排名前10位的國內申請人為彩虹集團、中國科學院化學研究所、中國科學院長春應用化學研究所(下稱中科院長春應化所)、中國科學院物理所、中國科學院等離子體物理研究所、武漢大學、清華大學、南京大學、北京大學和復旦大學。

  《報告》顯示,彩虹集團在2008年的專利申請量為11件,2009年和2010年分別為21件和27件,因為有部分專利申請未公開,這兩年的專利申請可能更多;其涉及的內容包括染料敏化太陽能電池的整體制備方法、光陽極的制備方法、對電極的制備方法、封裝方法及材料和大面積化工藝等,基本涵蓋了整個DSSC領域。中科院化學所從2002年開始在DSSC領域提交專利申請,其專利申請量從2002年起到2010年穩步增加,授權量達16件,可見其在該領域的研發非?;钴S。中科院長春應化所在DSSC領域的專利申請主要集中2008年和2009年,主要涉及新型燃料方面。

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  什么是第三代太陽能電池?

  如果將半導體晶體片太陽能電池稱之為第一代太陽能電池,薄膜太陽能電池稱之為第二代太陽能電池,那么下一代新型太陽能電池就是人們所預期的第三代太陽能電池。它所蘊藏的物理內涵是:應保持第二代薄膜太陽能電池低成本的優點,并具有遠高于Shockley-Queisser極限(32.8%)的高效率,而且電池性能穩定可靠和電池材料來源豐富。換言之,所謂第三代太陽能電池是一種“高效率、低成本、長壽命、無毒性和高穩定性的接近理想化的光伏太陽能電池。”第三代太陽能電池主要的技術口突破為:多結疊層太陽能電池納米結構太陽能電池以及光電化學太陽能電池。

所屬類別: 行業動態

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