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主题：【原创】有机太阳能：中国发展的的一个战略选择（之一） -- 井底望天
家园 不太赞成这个成本计算 考虑到寿命的问题，有机太阳能电池基板成本必须乘以5左右才能与硅基比较。硅基的不少于10年寿命，很多公司都宣称20-30年寿命。我认为10年是合理的估计。而有机太阳能电池的寿命我估计只有2年。依据是现在的导光板（有机玻璃）寿命大约2-3年，之后就发黄老化。导光板还主要仅仅是灯光照射，还不是阳光直射，有机玻璃也还算比较稳定的有机物。所以低成本的有机太阳能电池的寿命，不大可能超过2年。这样，有机太阳能电池的寿命大约只可能相当于硅基的1/5。这样，2元的有机太阳能电池应当做10元估计。这样基板成本是硅基的一半。这个价钱正好处于有利与无利之间，非常尴尬。
另外，有机太阳能电池不大可能耐高温，所以基本上任何聚光技术都不可能采用。而且，一般这种光敏有机材料50度的温度都会导致迅速老化甚至变性。如果是这样的话，必须使用复杂的冷却技术，那就大大增加成本了。即使不考虑这个冷却问题，硅基使用聚光技术把成本降低一半是可以实现的。一旦实现，有机太阳能电池就没有前途了。
家园 似乎你的信息不太靠谱 先谈一下温度问题，你说50c就有问题，下面这个链接是Konarka在65c的测试结果。
http://powerelectronics.com/power_systems/news/organic-solar-cell-life-testing-0625/
还有就是konarka的电池已经超过2年了，从计算上来看，应该可以至少5年。而我们的材料，比他们的要有利，基本上是10年，封装好的话，可以用20年。
我提到的那家以色列公司，已经宣称可以降一半成本了。就是说，1.5美金一峰瓦。我们可以做到1.5人民币一峰瓦。呵呵。
家园 你的数据难以令人相信 你的链接只能说明konarka的（小批量生产）电池寿命可以超过1年。5年/10年这样的估计，没有数据是无法让人信服的。至于“封装好”，这封装增加的成本可不是一点点。还有就是，降低成本往往要牺牲寿命。大规模生产时的寿命也可能要下降。你说你的技术好，在没有令人信服的数据和实验之前，以目前的数据和经验，我仍然认为2年的寿命估计是最合理的。
至于温度的问题，65度仍然是不能用聚光技术的。而聚光技术，最新的是这个：
[url]http://www.technologyreview.com/energy/22204/
[/url]
这个其实是导光板的逆向应用，可以参考导光板的成本。我见到的网上最低报价是8元/平方米。当然这个报价当不得真。但这个成本很低是可以肯定的。而中国目前基本垄断中低端导光板市场，设计和生产这个都不成问题。当然，导光板仍然是有机材料，其成本仍然要考虑短寿命的影响。不过，导光板的成本足够低，即使2年左右的寿命仍然是可以接受的。基于此，有机太阳能电池要竞争的不是单纯的硅基，而是结合廉价聚光系统的硅基。
家园 你的讲法还是不对 你是你自己说的：
“而且，一般这种光敏有机材料50度的温度都会导致迅速老化甚至变性。如果是这样的话，必须使用复杂的冷却技术，那就大大增加成本了。”
结果我给了你Konarka在65度的报告。
然后你回答：
“至于温度的问题，65度仍然是不能用聚光技术的。”
你不觉得你自己在转换话题吗？人家的产品在65c下面，也“没有迅速老化甚至变形”。
而且这个报告是在2008年6月出的。今天7月份，我们才见过Alan Heeger。他的电池是2007年初放的，已经超过2年了，但是没有任何degrading的现象。按照你说的最多2年，是不是应该有degrading现象出现呢？
而且你的“合理”是靠怎么得出来的？数据，测试，推算？还是自己一拍脑袋？
我可以在给你一个链接：
http://www.sciencedaily.com/releases/2008/10/081014160813.htm
通过应用这种技术，高分子类有机太阳能电池的寿命可以达到5年以上。
“This breakthrough paves the way to commercial organic solar cells with an operational lifetime of over 5 years and efficiencies of over 10%.”
希望你拿出一个研究报告，说有机太阳能电池，只有2年寿命。呵呵。
- 复 你的讲法还是不对
家园 konarka的报告 所说的65度是实验室stress温度。而且做为performance degrade 的标准定在了20%，通常是10%（你可以看你自己给的另外一个链接）。以20%的标准，在65度的温度下stress了1000个小时，这比硅的标准是低得太多了。硅片做温度stress，65度真是毛毛雨了。所以说50度情况下迅速老化，至少从你给的这个链接看并不离谱。
在你另外一个链接里，提到做为对照的以前的材料，
But to date, the lifetime of these cells is far too short for commercial applications, for which 5 years is seen as a minimum.这个链接中的图片提到点stress条件，100度。做为对照组--老技术生产的样品，只过了区区两小时，材料老化得就惨不忍睹了。新材料很有意思，能够支撑100度，貌似100小时后还不老化，虽然效率目前还不到4%。硅的实验室产品效率记录已经到了25%，接近29%的理论极限了。
我预计有机材料的电池板进入发电市场，还得有个10年。
家园 高分子材料寿命确实是一个难点 主要是异质结构问题。小分子没有这个麻烦。
有机材料在便携和离网上的优势，是可以马上实现的。在发电上网，估计要看封装水平可不可以达到20年。
晶体硅从2005年开始，成本已经下不来了。现在的成本下降，基本上靠无机薄膜。
家园 铜铟镓硒（CIGS）柔性电池据说军方已经在预订了 看到过国内某单位的实验室产品 确实比较软 有弹性
不过离中试还有段距离
据说军方已经在预订了
家园 【原创】有机太阳能：中国发展的一个战略选择（之三） 五
当然，平心而论，这个世界上不存在没有补助的能源。你看一下石油，天然气，煤炭和核电站，不论是美国，中国，日本，还是欧洲，都补贴得挺厉害的。因此硅晶体太阳能要争取政府补贴，算是师出有名。
不过，这个行业自己也必须争气，把成本降下来。按照硅谷半导体行业的历史经验，就是每十年，生产成本就要降一半。以硅晶体太阳能的发展来看，从1979年的世界总产量5MW，到2006年，变成了2000MW，而电池系统批发价，则是从32美元，下降到了3美元多。确实做到了每10年，降一半。
这个过程的实现，主要来源于科技进步，工艺革新，产能扩大，良性竞争，和规模效应。在制造工艺上的进步，是硅基电池的光电转换率越来越高，电池厚度变薄了，电池重量变轻了。
1995年，在斯坦福大学教电力工程的Richard Swanson教授，自己跑出来开了公司SunPower。他当时就是确信太阳能电池的成本，进入了标准的经验曲线，就是成本和产量变化。这个曲线表明了每当产量翻倍的时候，价格就要下降18%。后来他的公司，在2002年，得到了半导体大公司Crypress的亲眯，大量注资。并于2005年间成功上市，和后来中国由施正荣博士创立的无锡尚德，成了股市上大宠儿。
因为美国在半导体行业的巨量优势和数十年经验，将成本大幅度降下来的第一条道路，就是将产业超大规模化。这条道路的理论奠基是在2004年，当时在HP任职的Marvin Keshner和同伴Rajiv Arya为美国能源部国家再生能源研究所，撰写了题为“超大规模电池系统制造对成本降低的潜力研究”的报告。在这个报告中，他们认为最终可以将太阳能电池系统降低到每峰瓦一美元。
在报告中，他们提到的各项革新，包括生产过程自动化来减少停工，增加产出，优化系统生产线的停工和维修周转，大规模提高生产线的生产能力，选用最优化的25到30年使用寿命的材料，缩短工序间的运输距离，减少中间过程等等。而Keshner后来创立了OptiSolar公司，来实现他提出的方案。
其实美国选择了硅晶体作为其太阳能的道路，和这批硅谷的半导体大牛们的推动有关系。这批人士大多有在大规模集成电路，平板显示器，计算机硬盘等等领域，有非常丰富的经验，因此用这些经验来做一个行业的华丽转身，不足为奇。
从工艺上来看，就是从半导体到电池板只不过是产品变化，而整个低成本，高产量，流水线，半导体为基础的制造过程最好就可以重复使用。其实在高科技革命之前，美国的半导体芯片和电路板，是在能源工业的电网和输电技术的基础上兴起的。而以半导体的处理器芯片和三级管，则为人类带来了大规模生产的收音机，电视机，电脑和其他消费电子产品。
这个基础的核心，就是美国人把持的两大技术核心—能源和半导体。第一次半导体革命，带来了电脑和消费者电子产品，而第二次半导体革命，就是半导体向能源的回归，把自己变成能源的来源。
六
从这里可以看出美国人的道路，那就是要把新能源的发展，和国家对关键技术的控制，紧密地联系在一起。通过对能源技术和半导体技术的合流，来主导世界的技术发展方向，并以此来确保美国的国际竞争力。因此在这个技术上，开辟出一条完全不同的新路，来打破美国控制的局面，就是一个国家未来国际竞争力之争。
看不明白这一个关键，就会被人家拿出来的一大推技术理由把你忽悠糊涂了。人家摆出一大堆道理，把硅晶体的优势说得玄玄乎乎，最好就是让你一起上船，把产业链里最低端，利润最薄的那一块给你糊口，然后人家就控制最关键的技术，吃最大的鲍鱼，还和你一起建立全球领先的产业链呢。
结果是什么呢？不如你做那些容易活？你生产，俺卖给你天价的生产线？专利费还是俺要了，你就做成品，好不好？
欧洲人当然没这么傻。人家在进来抢这个蛋糕的同时，比如说德国公司Q-Cells的兴起，也不忘一颗红心，多种准备。一方面拼命发展自己占优势的太阳热能，一方面加大对非硅晶体太阳能的研发，例如在有机太阳能的投入上，也是上了国家计划。
当然美国人也是有两手准备，担心一旦别的国家在非硅晶体上有所突破，那自己的黄粱梦一破，就束手无策了。他们同时进行的就是俺说的第二条道路，发展非硅晶体道路。
这条路子的头一个波浪，就是俺成为第二代的薄膜太阳能。这里面有希望通过计算机硬盘镀膜的溅射技术（sputtering）来实现CIGS薄膜的Miasole公司，以及同类的NanoSolar公司，也包括做纳米结构二氧化钛的Konarka（后来转做有机太阳能），还包括做碲化镉的First Solar等公司。
原先大家的目标是在2015年，希望可以做到1美元一峰瓦的价格，不过First Solar在2008年的最后一个季度，因为产量规模大的原因，暂时突破了0.98美元一峰瓦的记录。而以CIGS技术为基础的公司，则将目标定到了0.75美元。不过这些都还是在设备成本的范畴上，加上安装成本，要到2美元，还是有一段距离。
而同时号称第三代太阳能的有机太阳能开始横空出世了。将整个行业的发展带入了一个更加精彩纷云的局面。
表1 主要太阳能电池技术分类比较
技术分代 太阳能电池类型 原材料 生产工艺 光电转化效率
第一代：
晶体硅太阳能电池 单晶硅 生产过程污染高，能耗大 工艺繁琐，成本高昂 16％－18％
多晶硅 生产工艺较单晶硅简单，但成本仍较高 12％－14％
第二代：
无机薄膜太阳能电池 非晶硅薄膜 生产消耗的硅料相对第一代太阳能电池有所减少 生产工艺较第一代太阳能电池有较大简化，但受到高真空过程的局限，生产设备也较昂贵 6％－8％
铜铟镓锡 铟的储量稀少，不足以支撑大规模生产 11％
碲化镉 原料镉有剧毒，碲储量比白金还稀少 9％
第三代：
新技术概念 有机太阳能电池 原材料成本低廉 生产工艺简单 6％－7％
染料敏化太阳能电池 生产工艺比有机太阳能电池复杂，电池中包含液态电解质 5％－12％
家园 【原创】有机太阳能： 中国发展的一个战略选择（之二） 三
要发展太阳能这种新能源，其中一个最大的障碍，就是突破旧能源利益集团，对这种发展带来他们的利益蛋糕损失而做出的反弹。
在美国这种障碍，就表现在国会里的政策之争，以共和党为主体的石油集团，军工集团，和以民主党为主体的硅谷半导体集团（依靠硅晶体太阳能的华丽转身）在政策上杀个你死我活。而比较中立的电力公司，就利用地方势力控制的国会议员，保证自己在这个争斗中的最大利益。而前一阵，以民主党主导的国会通过的碳排放法，就以电力公司得利，石油公司损失告终。
在欧洲的局面则完全不同。由于欧洲人的旧能源供应，要么被俄罗斯掐着脖子，要么被美国捏着卵子，对旧能源的眷恋不是那么显著。比如欧洲的大石油巨头，英国占了BP和壳牌（和荷兰合资），法国的道达尔不是以国内为主（法国的核能占大头），德国甚至没有大公司，都使斗争的天平往新能源一边倒的倾斜。不过欧洲的主要问题，是缺乏政治上的统一，没有办法对现有的以各个国家为基础的电力公司和能源网络，进行有效的整合。在加上欧洲人的慢半拍脾气，都导致的政策的缓慢施行。
中国则具有比较大的政治优势。虽然说中央权威在改革30年后，不断衰落，但由于中国的旧能源体系，还没有形成类似美国那样，在政治结构里的强大势力，而且各级地方政府对新能源蛋糕的垂涎也相当踊跃。甚至旧能源的企业，也巴不得抢进新能源阵营，希望鸟枪换炮。
所以政治上来说，中国在新能源的发展上，只要不要做到一家通吃，而是可以照顾到利益均沾，这个大饼应该可以做得很大，很快，让各家食客可以开怀畅饮，而不需要翻桌子。
太阳能在发展的过程中，要想取代旧能源，一个最大的障碍，就是成本问题。
以美国为例，目前的晶体硅太阳能系统成本（PV module）大概是3-4美元之间，衡量的单位是每个峰瓦（Peak Watt）。这个可以叫做设备成本。但是人家是不能只是用你的设备，就可以生产电力的。那就要再加上直流交流转换器，安装架子，安装费用等等，这个才是最后的总成本。
美国的这个成本差不多就是加倍，到了6-8美元之间。然后通过这个推算，就可以实现每度电的发电成本是18-36美分。可是问题在这里就出现了，美国大部分的火电网提供的电力，每度电都是小于1毛钱。这样你如何和人家竞争呢？
一个办法当然就是国家财政补贴。俺政府帮你把中间的差价给填了。这个办法，全世界都是一样。前几年太阳能工业一下子猛冲了上去，一大主要原因是因为德国和西班牙政府补贴政策。那时候中国的主要太阳能生产，大约98%的产品是往外面去了。
这个财政补贴政策是成功的，但是只能短暂，不能长期运作，不然这个政府财政要破产。
四
本来政府补贴的意思，主要是给予太阳能这个新兴产业一个政策和财政支持，还是希望你们自己可以通过这个补贴，在几年时间里达到科技进步。当然德国和西班牙政府的补贴，也靠了中国制造因素（China Factor，意思是只要老中一起哄，价格就杀下来），帮助了德国和西班牙装备了清洁能源，和发展了技术力量。
至于中国的生产商们如何把价格降下来，那就八仙过海，各显神通了。反正制造硅晶体太阳能需要的高能耗，国家有低价能源嘛。而且制造过程产生的废料如何处理，那也是一个大成本。俺们中国的土办法，不就是往农村的土地偷偷的一倒，就解决了嘛。什么？这些废料会污染土地和水源，会造成那些村民得癌症？那关俺们啥子事哦。记得把钱分给村干部，分给县里的公安，政法。还有别忘了那些记者。没问题。
不过今天硅晶体太阳能碰到了难题，那就是德国和西班牙不补了，让你们自己开玩了。这就要轮到美国和中国政府的补贴上来了。
美国政府的补贴有一个大问题，就是经济危机状况下，地主家里没有什么余粮。那么要采取的另一个方法，就是把传统能源火电的成本拉上去。就是说俺收你碳排放税，把你的发电成本加高。可是你要把火电成本，从现在的低于1毛钱，加大到4毛钱，羊毛出在羊身上，那些消者们就要急眼了，和你拼命了。所以国会一场打斗，这方面没有多少进展。当然，还有就是中间道路，俺政府补一点，你们火电自己补一点（俺就不抽你碳排放了），把成本差距缩小一点。
中国政府还是有钱，那么做法也就简单一点，那就是俺政府的发改委提高太阳能的上网电价，比如说1块钱一度电。你火电的上网电价4毛钱，没事，反正你最后卖出去一样价。俺政府补给你。
这个办法对现在中国过多的硅晶体太阳能产能，也是一条出路。温总理在经过实际调研之后，得出了结论，就是不能把“清洁输出国外，污染留给自己”，那么至少暂时俺们可以清洁也留给自己用了，是一个进步。
不过这个行业的所有人都清楚，政府政策补贴只是一个短期效应，要真正的实现长期的产业发展，还是要实打实的把成本给降下来。
那要降多少呢？美国人的目标是2美元每峰瓦。这样才可以在没有政府补贴，或者说少量政府补贴的情况下，和传统能源竞争。
如何降低价格？一个就是现在占主导地位的硅晶体太阳能厂家，通过大规模的生产过程优化和技术革新来实现。另一个就是非硅晶体太阳能技术的发展，来达到这个降低价格的过程。
前面俺们谈到的第二代和第三代都是后一条道路的尝试。对这个行业最重要的发展因素，就是你可以发展出低成本的替代产品。而任何维护硅晶体发展道路的人，要回避的就是这个问题。他们最好的武器，就是拿光电转化率来做文章。不过这种狡辩方式，提供多少理论上的冠冕堂皇的修饰，如果硅晶体太阳能无法做到降低成本，人家市场最后会投谁的票，那是大家都心里清楚的。
套用现在流行的一句话，群众的眼睛是雪亮的。