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大多数光伏发电厂的回本时间要8年-10年，如果配套使用一款集光器的话，可将光伏发电厂的建设回本时间缩短至2年-3年，是不是感觉很神奇？ 这款集光器的名字叫“量子点荧光太阳集光器”，它的发明者是宁波大学信息学院集成电路工程专业2017级研究生束俊鹏。他于今年7月成立国内首家荧光太阳集光器提供商——宁波极阳科技有限公司。据悉，公司目前已受到光伏行业“优质制造商TOP10”浙江宝利特新能源股有限公司、上市公司南通天盛新能源股份有限公司等企业的青睐，并与其达成初步意向合作，合同总金额达1000余万元。 立足创新 三大核心技术解决行业“三高” 在长期的科研实践过程中，束俊鹏发现量子点荧光太阳集光器行业的“三大技术痛点”——逃逸率高、稳定性差、次品率高，这被团队成员戏称为光伏行业的“三高”问题。 在平板型聚光光伏应用领域，发光体扮演着非常重要的角色——收集太阳光子。 但是，目前国际市场上的产品却因为存在平面结构难以优化，高性能发光体的缺失，模拟验证方法的不完善而普遍存在上文提到的“三高”问题，这三大痛点阻碍了荧光太阳集光器进一步发展。 针对行业“三高”问题，束俊鹏团队提出三大核心技术。 首先，针对器件平面结构难以优化问题，宁波极阳科技有限公司团队成员采用stokes技术优化结构，包括新型高折射率OSTE聚合物与光谱转换技术的叠层结构，大大提高产品的光子捕获率，将集光效率提高41%。 其次，团队成员采用醇脂聚合技术制备发光体替换传统的有机染料，这一技术大大提高了发光量子点产率以及结构稳定性，从而解决产品高性能发光体易分解的问题，延长产品使用寿命22%。 同时，团队成员创新模拟验证方法，建立蒙特卡洛光子追踪模型，实现高效的参数优化与器件制备，将次品率降低39%。基于以上三大核心技术，团队成员已申请20项国家发明专利，发表SCI、EI学术论文8篇，同时获得多项国家级、省级项目支持，形成技术壁垒。 通俗来说，荧光太阳集光器是太阳能电池的“阳光捕手”，“把那些‘逃逸’的太阳光给‘捕捉’回来。”束俊鹏笑着告诉记者。 聚焦一线将企业回本的时间缩短70% 解决上述问题后,宁波极阳科技有限公司应运而生，这是国内首家专业从事高性能量子点荧光太阳集光器研发、设计与销售的科技公司。经过两年的商业化探索，束俊鹏团队已研发出三款商业化产品。三款不同的产品能与现今市场上主流类型的太阳能电池相匹配，以满足不同光伏组件提供商的定制化需求。 与该行业全球领先企业美国solar window和西班牙onyx solar的主营产品相比较，极阳科技的产品在集光效率提高41%、使用寿命提高22%、次品率下降39%的情况下，价格还降低了26%。 以建立一座年发电量为1200MW的小型光伏发电厂为例，运用极阳科技有限公司集光器后，可使其建造成本由30亿元降低至25亿元，同时铺设面积减少125万平方米。此外，普通光伏发电厂回本时间长达8年-10年，而10年后，太阳能电池又将面临更新换代的问题。而利用该公司的技术，可以将回本时间缩短至2年-3年，帮助发电厂年营业额增长200%，真正为国家光伏产业战略布局发展铺平道路。 在发展规划方面，公司希望在两年内实现120万平方米的销量，中期希望通过研发新型量子点技术占据全国50%的市场，而未来则希望能够积极开拓海外市场，成为行业的标准制定者。 展望未来 希望“阳光捕手”带来更多“阳光” 一个年纪轻轻的研究生为什么能够攻克技术难关？原来，束俊鹏在本科期间就深入学习半导体物理与器件的相关基础知识并选修太阳能工学等课程，为自己开展微纳光子学器件的研究奠定坚实的理论基础。 读研后，束俊鹏接触到了基于量子点合成与制备技术。通过查阅相关文献，他了解到量子点可以做成高性能的电致发光器件，也可以做成具有超高灵敏度的微纳光电探测器。束俊鹏自然而然地联想到：量子点能否用到聚光型光伏器件上？ 这一想法激起了他浓厚的兴趣，但说起来容易做起来难。实验初期，由于实验环境并不能达到理想的无尘需求，使他遇到了很大的困难。在解决实验室的问题后，如何合理地把量子点运用到集光器上，成了实验的另一大难题，在多次运用数学模型计算失败后，他向老师们寻求意见，在指导老师的启发下，他发现算法课上讲过的蒙特卡洛方法值得一试。这一念头的萌发，成就了现在团队的核心技术——蒙特卡洛光子追踪模型。 2018年5月31日，国家能源局等部门印发《关于2018年光伏发电有关事项的通知》(业内称为“5·31新政”)，提出进一步降低光伏发电的补贴强度。重压之下，大批高发电成本的光伏组件提供商纷纷倒闭。量子点荧光太阳集光器由于可大幅降低光伏单位发电成本，受到光伏业内广泛关注。 未来，该产品还可以在生活中得到广泛应用。产品中含有独特的荧光量子点，可以吸收太阳光中的紫外线，应用到玻璃幕墙中，不仅可以做到环保发电，还可以在美观的情况下降低紫外线的辐射，减少紫外线的损伤。 |
