6月27日上午，在第十九届青洽会召开期间，举行了“清洁能源发展——光伏产业技术创新与政策研究”论坛，海内外光伏产业界的专家齐聚青海，分享前沿技术，共谋未来发展，这是青海经济发展的盛事，也是全国光伏行业界的盛事，通过此次论坛，借助国内外专家学者的智慧和力量，必将推动青海扩大开放合作，加快清洁能源领域的科技创新。
硅晶体材料的技术创新和光伏应用
演讲嘉宾：杨德仁
中国科学院院士
精彩内容摘登：自从1954年由贝尔实验室发明了太阳能电池，当时的效率是6%，华盛顿日报报道标题是这样的：有一天这个发明将会改变世界。40年、50年过去以后，太阳能光伏发电的技术的确已经改变了世界。在过去的10年当中，太阳能光伏得到快速发展：从2007年大概每年不到6GW，一直到2017年年安装量达到了100GW，10年时间增长了数十倍，成为发展最快的高科技产业。在这个产业当中，有一系列的太阳能电池和材料，包括了硅晶体，也包括了非晶硅太阳能材料，化合物半导体的太阳能材料，以及我们正在研究的新概念太阳能材料，毫无疑问，硅晶体占了最主要的地位，拥有大概在90%以上的市场份额，成为太阳能光伏的主体。
黄河水电也是太阳能硅晶体电池和电站的主要建设者之一，为什么是硅材料？硅材料有它卓越的优点。第一、它的原料是丰富的，它占了地壳含量的26%，处于第二位。同时，它的成本是低的，和同样的半导体晶体相比，成本只有它的1/5，甚至到1/10。另外，它没有毒，环保，它的工艺成熟，它能够生长大直径，而且少缺陷，太阳能电池单极可以达到25.6%以上，现在最新的报道是26.6%。最重要的是材料稳定，它的太阳能电池的效率可以使用30年，而它的整体效率不超过20%。正是由于这样的成本以及它的性能的优越性，在可预见的未来，太阳能光伏的主体材料和产业依然是硅。
第二，现在正在发展的技术，称为连续加料技术，在晶体生长的坩埚边上，利用颗粒料加入在晶体当中，在不停止生长的情况下，使龙体始终保持生长的过程，这有望在今后的几年当中走入产业链，除此之外，还有两种液体的连续加料技术，通过另外一个喷枪加入，通过毛细血管的能力，使溶体转入到左边的坩埚里面来，使左边坩埚的溶体的熔炼始终保持一定，这样在长晶体的时候，可以不再停下来了。这是一种连续液态加料的方法。
另外，现在对直拉单晶硅正在应用的技术，也就是光遮掩技术，由于直拉单晶硅有比较高浓度的氧，导致了光衰减。而最新的一个技术报道，把通常的直拉硅晶体切成四方型，改成了六边形，通过六边形形状的改变，提高了单晶硅材料的运用，据了解这样可以使得单晶棒的应用率提高19%以上，充分的利用了相关的面积和材料，使得非晶硅的成本降低10%。
还有一种技术，主要是铸造单晶技术，也称为准单晶或者类单晶。它的方法是在晶体生长的时候，利用铸造多晶硅的技术，在晶体的底部坩埚布一层直拉硅单晶，这种技术2012年在产业界已经得到了应用，一度达到了10%多的市场份额。
我们说，在可以预见的将来，硅还是光伏产业的主要基础材料，而随着硅晶体生长和加工新技术不断的出现，也能促进成本的降低，为光伏的平价上网做出重要的贡献。
半导体光伏器件研究进展与发展趋势
演讲嘉宾：郝跃
中国科学院院士
精彩内容摘登：大家都知道，现在化石能源越来越多地受到限制，主要是污染，另外它的成本慢慢也在不断攀升，所以，我们确确实实需要在清洁能源上尤其是光伏产业上做出很大的贡献。我们知道，目前的光伏产业已经到了可以基本上应用的光电，光伏产业的发展得益于光电转换，光电转换的核心是光电的器件，说到光电器件，主要是光的离子性，为今天的光电转换，光伏产业奠定了重要的基础，为此获得了2018年诺贝尔奖。
讲到光伏产业，就要说到太阳能电池，以砷化镓为基础的单节、双节、四节四个片节合到一起的太阳能电池，大概都是在转换效率的32%到34%之间。硅的太阳能电池，是现在用得最多的，还是现在的新兴太阳能电池的很多材料，所以我们应该在关注传统的砷化镓为主的高效太阳能电池，以及产业化硅的太阳能基础上，更多地可以关注一下新型的各种新材料太阳能电池。
在硅的太阳能电池方面，现在主要是两种结构，第一种结构是背面金属化，就是现在我们做的太阳能电池，除了片结，就是产生太阳能电池的区域以外，我们还有大量的金属沿线，这些金属的沿线占据了表面大量的面积，这样就会给效率带来一定影响，如果说把这些沿线都放到硅片的背后，在装机的时候，背面可以直接贴到装机的板子上，同时表面所有的面积都留出来，正面的面积全部留出来，作为太阳能的接受层，就提升了单位面积的效率。
第二是抑制结的技术，不断提升太阳能电池的发光效率，目前的抑制结的技术，它的效率是23%到25%左右，从效率的角度讲，抑制结的结构效率是高的，我们通过理论计算，实验室这种结构如果做得好，它的效率可以达到27.5%，所以说，比现在的10%到20%还有相当的增长点。
还有一个重要的发展，硅如果做好了，两面都是可以做太阳能电池的。据估计，到2028年左右，我们双面太阳能电池的比例可能会接近40%。另外一个是把硅的太阳能电池或者砷化镓，几个电池可以叠到一起的叠层太阳能电池，这是未来发展的重要方向，叠层会使整个太阳能电池的效率有一个大幅度的提升。
与太阳能电池新型材料有关的钙钛矿材料，是现在全世界研究的一个热点，目前钙钛矿的效率已经超过了22%，目前还在不断提升。
另外一个非常重要的发展，就是利用硅，硅现有的太阳能电池和钙钛矿的叠层，这种叠有两种办法，一种是把薄膜跟它直接键合在一起，还有一种直接在硅的太阳能电池上生长钙钛矿的电池，两种结构都可以，预计到2025年叠层的硅基的电池将不断增加，从单节变成多节，不断提升效率，同时降低成本。
6月25号，钙钛矿公司宣布消息，用叠层的最新结构，实现效率27.3%，这已经超过了世界单节硅的太阳能电池26.7%的记录。
总之，我们一方面要重视硅太阳能电池新结构、新材料的发展，同时，也要注意跟其他的太阳能电池的结合，在低成本，高光效的情况下，促进整个光伏产业的不断发展。
晶体硅光伏技术全球发展趋势
演讲嘉宾：阿美·阿贝勒
新加坡太阳能研究所首席执行官
精彩内容摘登：光伏在过往的几年取得了巨大的发展，而且在未来十年必将有更大的发展，会有现在10倍的规模。现在不同的技术，在市面上有不同的市场占有率。
光伏发电已经达到了平价上网，包括中国、新加坡这样的地方早就达到了平价上网，但是我们不应该停下来，应该继续努力，未来的目标是光伏发电低于火电的成本。
除了传统的继续提高光伏电池盒组件的效率，降低成本之外，新的研究课题，包括如何更多地关注光伏的度电成本，更多地关注组件的可靠性和实际的发电量。到2020年，光伏的组件目标成本低于0.3美元每瓦，相比旧的时代，光伏电池的转换效率是非常重要的，只有效率提升才能带来整个光伏器件成本的下降和度电成本的下降。
我们知道，在多晶方面，高效多晶技术已经取得了广泛的应用，基于高效多晶技术结合PERC技术，效率在逐渐提升，从2014年的20.8%提高到了2017年的22%。
组件方面，另一个可行的创新是叠瓦组件技术，现在可以切出5个小细片，在一个组件里组装更多的电池。出于可靠性的考虑，双面电池的组合越来越多地应用，双面双波电池在背面的应用能够带来额外的增长。
2020年之后，在多晶电池之后，P型或者N型的单晶电池及现在更新技术的超过21%组件技术将会逐渐在市场上得到广泛的应用。在接下来的几年，SERIS技术将会取得突破，SERIS专利有非常好的选择。
光伏市场将成为万亿美元级别的市场，在未来的20年里面，晶硅电池技术将在这个行业，通过技术创新电池的效率更高，组件将会更好，2025年组件的成本降到0.25元，P型单晶的效率超过21% ， N型将超过22% ，其中最好的N型电池法拉力电池，IBC电池将超过24%，组件的寿命超过35年。我们希望电池技术能有巨大的突破。
德国的能源转型——模式、政策与现实
演讲嘉宾：哈里·沃斯
德国弗劳恩霍夫研究所博士
精彩内容摘登：德国弗劳恩霍夫研究所目前是全球最大的光伏能源研究所，研究的领域除了核心光伏以外，也研究光热、建筑能源新技术以及能源系统等其他方面。
德国最大的一个目标就是在未来的数十年内，能够极大化降低二氧化碳的排放量。具体如何达成，在与政府之间进行项目和研究时，我们以一些可行的技术，包含了发电端，包含了燃料、储能设备，以及整个的配套措施，以具体可行的技术角度出发，看看现有的光伏、风电等等的装机容量至少需要扩大多少才能达到这样的目标。光伏必须要4倍的装机量，德国目前有40多GW的装机量，如果按照这个，到2050年要完成166GW时，相当于4倍，其他还有海上风电、陆上风电，海上风电更高，陆上风电现在有4倍，甚至更高。
实际上政府做到现在为止状况如何？德国的实际碳排放量以及减排目标，在2010年的时候减排目标达到20%，这个目标已经达成，而截至2017年，我们只减排了27%，没有办法进一步再往下推动。问题在于德国政府设定的减排目标，在实际政策和措施方面并没有达到理想中的效果。
光伏在德国已经过多年的推动，目前德国有大概160万组户的光伏系统。在2010年到2012年之间是非常大力推广光伏的，可是它的政策却没有达到相应的支持，造成后面这几年的装机容量每年基本都保持在相对的低点。不止是国家目标容量没有达到，如果要实现上面所说的减排目标，实际需要的容量更大，这之间的差距还是相当距离。
大家可以看到，在2017年的时候，再生能源总的产电贡献达到了39%，其中光伏达到7.2%，这对于电网，还有对于传统的能源电站造成了相当大的压力。随着再生能源装机容量的增加，补贴费用不断增高，德国的补贴费用是转嫁为电价，民生用电的费用从2000年开始到2017年不断往上升，工业用电费用保持低点，现在降下来了，这是因为工业用电不参与分担补贴。还有大家很关心的是限电问题，再生能源介入电网后的限电问题，德国也是因为随着再生能源比例提高，碰到了相对应的状况，光伏其实在德国的限电问题不是太严重。
规模化水-光-风多能互补系统运行调控理论与工程实践
演讲嘉宾：练继建
天津大学前沿技术研究院院长
精彩内容摘登：十九大报告指出，要构建清洁低碳、高效安全的能源体系。在后水电的发展时代，风光为代表的清洁能源的开发，必将有跨越式的发展。从世界能源的发展趋势来讲，本世纪以来，以风光为代表的可再生能源在能源总供应量的占比逐渐提高，特别是最近十年来，以水电、光伏发电、风电这些可再生能源装机的规模发展迅速。
根据我国特殊的能源结构，还有我们的开发程度，以及能源的消纳结构和电网结构，我们国家风电、光伏发电的开发模式有两种模式，一个是三北地区，就是离负荷中心比较远，远距离传输消纳是必需的，所以规模化水-光-风多能互补是一个模式。这种就地消纳的能力比较强，而且沿海的风电资源，海上风电资源相对比较丰富，所以要高效、低成本、规模化开发海上风电，配比适当的海上的光伏，还有抽取数据也是一种主流的发展模式。
在黄河上游，规模最大的水-光-风多能互补工程就是龙羊峡水-光-风多能互补，龙羊峡的调峰调频能力都在提高，经济社会生态效应非常显著，为多能互补开发起到了良好的示范作用。
水-光-风多能互补平台把2∶1用到水光互补以后，因为光伏风电介入以后，原来的互补保证率是60%，降到了40%。羊曲也是60%降到55%，这些研究的结论，都是针对电源侧开展研究，没有考虑电网系统的优化，输出线路的调整跟优化，还没有把智能电网的一些技术纳入进来，如果将这两点相互结合起来做优化，那我们将来会有更大的发展空间。
其他区域的水-光-风多能互补模式，我们也做过一些研究，跟黄河上游相比，雅砻江最大的优势是水电的互补能力特别强，雅砻江流域可以规划22个电站，现在已经建成了一半，理论上装机的风电和光伏发电也达到3000万，把水电翻了一倍，但是真正的问题是送出通道不足，他们的开发成本比较高，他们的互补性比较高，目前比较成熟的是他们有一个减频道输出的线路，容量还是有冗余，是可以把风光上网的。
水光风力俱相融，星象烟云喜共和。我把这个送给各位同仁，开创大规模的水-光-风多能互补技术和产业具有引领作用。
大型光伏电站建设的生态环境效应研究
演讲嘉宾：周孝德
西北旱区生态水利国家重点实验室学术委员会副主任
精彩内容摘登：光伏产业过去的十年发展巨大，应该说是快速发展，特别是近五年，不管是全球还是全国，青海在光伏产业发展中令人瞩目，世界光伏发展看中国，中国光伏发展看青海。当然对光伏产业的发展，包括我们开展的光伏电站对生态环境的影响，是完全符合国家生态文明建设战略需求，以及国家科技发展的需求。
更重要的要满足青海发展的需求，青海地处青藏高原腹地，涉及两群三带的生态安全屏障建设的青藏高原的生态屏障，对我国生态安全屏障的构架发挥了极其重要的支撑作用，青海囊括了高寒草地退化区、三江河源区、荒漠及荒漠化地区，农牧交错带，矿产开采区等等，与此同时，青海是太阳能资源的富集区，光伏等再生能源产业的发展迅速，相继建成了共和光伏发电和柴达木光伏发电基地。那么，如何评价协调光伏开发利用与生态保护环境之间的关系，是青海未来清洁能源开发发展中必须考虑的重大问题。
光伏电站的建设，规模化的光伏力争把大部分太阳能转化为电能，改变了电场周围的局地地表能力的分配，并且随着规模不断扩大，势必会对局部地区以及周边地区的生态环境要素产生影响。这区域当中，光伏电站的建设对于小气候的调节，水土功能的调控，以及植被的恢复重建等的影响程度如何，是我们所关心的关键的科学问题。这一问题从实际情况定性来判断，光伏电场的建设对生态文明建设是起不到改善作用，但从定量的角度而言，其影响的机制是什么，我们不清楚，它的作用机制不明确，因此，在大型光伏电站建设新局面下，特别是大规模的建设，怎么样定量地来研究光伏电站建设对生态环境的效益，探索和研究如何在保障生态环境安全，维护高原生态基本功能和健康开发利用的情况下，来实现双赢，是光伏企业需要履行的社会责任和解决的关键问题。
基于上述的背景，我们重点实验室就光伏电站在生态环境下开展了三项工作。
任务1：从宏观的角度来探明大型光伏电站建设对区域气候土壤、植被的影响机制。
任务2：从微观层面上，揭示大型光伏电站建设生态恢复与土壤养分、微生物响应机理。
任务3：要构建光伏电站影响下区域生态环境效应评估体系。一定要给出定量的评价结论。
为完成这三个任务，我们从实施层面上设计中长期现场监测，并分两期执行。这个项目必须基于长时间的现场观测，分两期实施，一期历时3年，从今年开始到2020年，第二期从2021到2025年。在空间层面上，我们的研究范围当然是地处柴达木盆地南面的共和县显著的高原大陆性气候特征，地势高，典型的温度草原生态系统，周围有少量沙丘分布，趋势园区属植被脆弱区，由于降水偏少和过度放牧等原因草场退化比较严重，沙漠化趋势明显。后期拓展到整个共和太阳发展园区的几百平方公里范围，来系统地、全面地、长期地观察和判断光伏电站大规模建设对生态环境的影响，定量地给出解决方案。
我们将完善地面定位监测站点的建设，深入定量分析气候、土壤、植被等要素，以及生态环境的因素，定量给出生态指标的变化量值及综合的效应评估指数，为植被脆弱区大型光伏电场园区生态规模新模式的提出提供科学的理论依据，为大型光伏电站的连续生态环境的保护决策提供技术支撑，为健康开发利用丰富的光伏资源保障与维护高原的生态安全提供决策依据。
