[E-DailyKang Min-koo 记者] 在中国掌控全球光伏产业供应链之际,韩国正凭借新一代太阳能电池技术,挑战重塑市场格局。其战略是开发出突破传统硅太阳能电池局限的钙钛矿三结技术,从而抢占新市场。同时,通过将太阳能电池的应用范围扩展至建筑外墙、汽车及太空等多元领域,为抵御中国的低价攻势奠定产业基础。
K-Moonshot计划太阳能电池任务总指挥(PD)申贤贞近日在韩国科学技术研究院接受《eDaily》采访时强调:“与中国这种已具备规模经济并占据市场主导地位的国家在硅太阳能电池领域竞争十分困难”,“韩国必须凭借下一代太阳能电池来决胜负”。
申PD是一位长期从事纳米材料、薄膜制造工艺及能量转换器件等研究的材料工程专家。目前她还兼任成均馆大学能源科学系教授。
[《eDaily》金日焕记者]
◇中国市场规模预计达500兆韩元……必须凭借新技术取胜
目前,全球光伏产业的主导权掌握在中国手中。据国际能源署(IEA)数据显示,中国在光伏发电的核心制造环节占据了全球产能的80%以上。凭借大规模设备投资和垂直整合,中国企业已确立价格竞争力,正主导着全球市场。
申PD估算中国太阳能电池市场规模约为500兆韩元。他表示:“在太阳能电池市场规模已超越二次电池市场的背景下,与其迟迟进入现有太阳能电池市场,不如通过新技术来改变竞争格局。”
韩国关注的技术是钙钛矿。这是一种具有特定晶体结构的材料,被应用于吸收光线并产生电能的太阳能电池核心层。其优点在于可通过溶液工艺等制成薄膜形态,并能通过调节材料成分来改变吸收光线的波长范围。
特别是,若将吸收不同波长光线的太阳能电池多层堆叠,便能比单结太阳能电池将更多的太阳能转化为电能。这被称为多结技术。目前全球企业关注的代表性方式,是在硅太阳能电池上叠加钙钛矿的双结技术。
美国和日本也在加快掌握下一代太阳能电池技术的步伐。美国正以First Solar等本国光伏企业为中心,对制造设施和下一代太阳能电池技术进行投资。日本则在政府支持下,正推进钙钛矿太阳能电池的量产和实证。中国企业也利用现有的硅生产基础,投身于硅与钙钛矿相结合的串联太阳能电池的开发。
“K-Moonshot”项目在此基础上更进一步。该项目正挑战“全钙钛矿三结”技术,即不使用硅,而是堆叠三层吸收不同波长光线的钙钛矿层。
申PD解释道:“我们试图摆脱在已商业化的硅太阳能电池上叠加钙钛矿的方式,而是从一开始就仅使用钙钛矿来实现三结结构,从而提高效率。”
K-Moonshot计划太阳能电池任务项目负责人申贤贞。(照片来源:E-DailyKang Min-koo 记者)
◇太阳能电池组件效率目标35%···与产业界共同构建商业化基础
核心目标是到2035年,使普及型太阳能电池组件的光电转换效率达到35%。这不仅意味着在实验室的小型器件上实现高效率,更要确保实际可安装的大面积组件也能具备高性能。
将多个太阳能电池元件连接成组件时,会产生电能损耗以及无法吸收光线的非活性面积等问题,导致效率降低。若要将实验室实现的高效技术应用于实际产品,必须同时确保大面积制造技术和工艺稳定性。
在实现商业化之前,还有不少难题需要解决。钙钛矿一旦暴露在水分、热量、光线等外部环境中,性能可能会下降。因此,能够在大面积上制备均匀薄膜并保持长期稳定性的技术至关重要。
“K-Moonshot”计划利用“科学人工智能”(AI for Science),致力于优化超高效率材料、器件及制造工艺。该计划还设想构建可靠性评估和实证基础设施,确保研究成果能够转化为实际产品和产业应用。
韩国的地理特征也体现在技术开发方向上。中国和美国可以利用广阔的土地建设大规模太阳能发电园区,但韩国山地较多,可安装的土地有限。因此,该项目正关注轻薄型太阳能电池技术的应用潜力,该技术可应用于难以安装传统太阳能电池板的建筑外墙、门窗及汽车等多种空间。
还将推进连接研发与实证的投资。具体方式是:在开发核心要素技术后,建设大面积制造和测试设备,并在实际环境中验证性能。计划通过融合人工智能来加快研发速度。据申PD介绍,初步设想的研发投资规模为每年约305亿韩元,同时正在考虑单独进行大规模实证基础设施投资。
还将加强与产业界的合作。方针是通过民间协商机构反映企业的技术需求,缩小研发与商业化之间的差距。目前,#韩华Q CELLS、UniTest Inc.(086390) 、JUSUNG ENGINEERING Co.,Ltd.(036930) 、HD HYUNDAI ENERGY SOLUTIONS CO.,LTD.(322000) 等企业已加入该协商机构。
应用领域不仅限于地面发电,还可扩展至太空。轻薄的钙钛矿太阳能电池正作为卫星或太空数据中心(其对重量和空间要求极高)的电源而备受关注。相关领域正与核心太阳能电池任务区分开来,另行商讨合作方案。
申项目总监强调,韩国若要基于下一代太阳能电池技术确保新的产业主导权,就必须将研发成果转化为大面积制造和商业化应用。
他表示:“我国在钙钛矿领域具备世界级的研发竞争力”,并称“由于该技术与显示器(OLED)及半导体工艺存在关联,若能利用大规模制造设备,我国完全具备胜算。”
◇K-Moonshot项目项目负责人申贤贞
△1967年出生 △延世大学陶瓷工程学学士 △美国凯斯西储大学材料工程硕士、博士 △德国马克斯·普朗克金属研究所研究员 △三星综合技术研究院研究员 △国民大学教授 △美国得克萨斯大学达拉斯分校客座教授 △现任成均馆大学能源科学系教授 △现任成均馆大学成均能源科学技术研究院副院长 △现任K-Moonshot项目项目总监(太阳能电池任务)
K-Moonshot计划太阳能电池任务总指挥(PD)申贤贞近日在韩国科学技术研究院接受《eDaily》采访时强调:“与中国这种已具备规模经济并占据市场主导地位的国家在硅太阳能电池领域竞争十分困难”,“韩国必须凭借下一代太阳能电池来决胜负”。
申PD是一位长期从事纳米材料、薄膜制造工艺及能量转换器件等研究的材料工程专家。目前她还兼任成均馆大学能源科学系教授。
◇中国市场规模预计达500兆韩元……必须凭借新技术取胜
目前,全球光伏产业的主导权掌握在中国手中。据国际能源署(IEA)数据显示,中国在光伏发电的核心制造环节占据了全球产能的80%以上。凭借大规模设备投资和垂直整合,中国企业已确立价格竞争力,正主导着全球市场。
申PD估算中国太阳能电池市场规模约为500兆韩元。他表示:“在太阳能电池市场规模已超越二次电池市场的背景下,与其迟迟进入现有太阳能电池市场,不如通过新技术来改变竞争格局。”
韩国关注的技术是钙钛矿。这是一种具有特定晶体结构的材料,被应用于吸收光线并产生电能的太阳能电池核心层。其优点在于可通过溶液工艺等制成薄膜形态,并能通过调节材料成分来改变吸收光线的波长范围。
特别是,若将吸收不同波长光线的太阳能电池多层堆叠,便能比单结太阳能电池将更多的太阳能转化为电能。这被称为多结技术。目前全球企业关注的代表性方式,是在硅太阳能电池上叠加钙钛矿的双结技术。
美国和日本也在加快掌握下一代太阳能电池技术的步伐。美国正以First Solar等本国光伏企业为中心,对制造设施和下一代太阳能电池技术进行投资。日本则在政府支持下,正推进钙钛矿太阳能电池的量产和实证。中国企业也利用现有的硅生产基础,投身于硅与钙钛矿相结合的串联太阳能电池的开发。
“K-Moonshot”项目在此基础上更进一步。该项目正挑战“全钙钛矿三结”技术,即不使用硅,而是堆叠三层吸收不同波长光线的钙钛矿层。
申PD解释道:“我们试图摆脱在已商业化的硅太阳能电池上叠加钙钛矿的方式,而是从一开始就仅使用钙钛矿来实现三结结构,从而提高效率。”
◇太阳能电池组件效率目标35%···与产业界共同构建商业化基础
核心目标是到2035年,使普及型太阳能电池组件的光电转换效率达到35%。这不仅意味着在实验室的小型器件上实现高效率,更要确保实际可安装的大面积组件也能具备高性能。
将多个太阳能电池元件连接成组件时,会产生电能损耗以及无法吸收光线的非活性面积等问题,导致效率降低。若要将实验室实现的高效技术应用于实际产品,必须同时确保大面积制造技术和工艺稳定性。
在实现商业化之前,还有不少难题需要解决。钙钛矿一旦暴露在水分、热量、光线等外部环境中,性能可能会下降。因此,能够在大面积上制备均匀薄膜并保持长期稳定性的技术至关重要。
“K-Moonshot”计划利用“科学人工智能”(AI for Science),致力于优化超高效率材料、器件及制造工艺。该计划还设想构建可靠性评估和实证基础设施,确保研究成果能够转化为实际产品和产业应用。
韩国的地理特征也体现在技术开发方向上。中国和美国可以利用广阔的土地建设大规模太阳能发电园区,但韩国山地较多,可安装的土地有限。因此,该项目正关注轻薄型太阳能电池技术的应用潜力,该技术可应用于难以安装传统太阳能电池板的建筑外墙、门窗及汽车等多种空间。
还将推进连接研发与实证的投资。具体方式是:在开发核心要素技术后,建设大面积制造和测试设备,并在实际环境中验证性能。计划通过融合人工智能来加快研发速度。据申PD介绍,初步设想的研发投资规模为每年约305亿韩元,同时正在考虑单独进行大规模实证基础设施投资。
还将加强与产业界的合作。方针是通过民间协商机构反映企业的技术需求,缩小研发与商业化之间的差距。目前,#韩华Q CELLS、UniTest Inc.(086390) 、JUSUNG ENGINEERING Co.,Ltd.(036930) 、HD HYUNDAI ENERGY SOLUTIONS CO.,LTD.(322000) 等企业已加入该协商机构。
应用领域不仅限于地面发电,还可扩展至太空。轻薄的钙钛矿太阳能电池正作为卫星或太空数据中心(其对重量和空间要求极高)的电源而备受关注。相关领域正与核心太阳能电池任务区分开来,另行商讨合作方案。
申项目总监强调,韩国若要基于下一代太阳能电池技术确保新的产业主导权,就必须将研发成果转化为大面积制造和商业化应用。
他表示:“我国在钙钛矿领域具备世界级的研发竞争力”,并称“由于该技术与显示器(OLED)及半导体工艺存在关联,若能利用大规模制造设备,我国完全具备胜算。”
◇K-Moonshot项目项目负责人申贤贞
△1967年出生 △延世大学陶瓷工程学学士 △美国凯斯西储大学材料工程硕士、博士 △德国马克斯·普朗克金属研究所研究员 △三星综合技术研究院研究员 △国民大学教授 △美国得克萨斯大学达拉斯分校客座教授 △现任成均馆大学能源科学系教授 △现任成均馆大学成均能源科学技术研究院副院长 △现任K-Moonshot项目项目总监(太阳能电池任务)