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《科创中国·院士开讲》第七期完整视频《科创中国·院士开讲》是“科创中国”与抖音联合打造的大型视频知识类栏目,由中国科学院和中国工程院院士作为主讲嘉宾,栏目在“科创中国”微信公众号同步播出。《科创中国·院士开讲》第七期,由中国科学院院士,中国科学院化学研究所研究员李永舫作为主讲嘉宾,为大家分享太阳能应用及太阳电池的发展。“人类的未来必须依靠太阳能”“太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳照到地球上的只占太阳能量的很小一部分,只要加以利用,就可以解决能量问题。”李永舫院士表示,现在我国50%以上还是要靠化石能源,将来要逐渐提高可再生能源的比例,其中一部分就是要利用太阳能。实际上,化石能源也是来自古代的太阳能。煤是古代的植物埋到地下慢慢变成的,石油是海洋动物经过长时间的化学作用形成的。所以,化石能源也是古代的太阳能积攒下来的。“我们现在的人类把古代亿万年积攒下来的能量,在几百年就差不多消耗光了。将来怎么办?”对此,李永舫院士给出答案:将来,人类主要依赖的能量还是太阳能。硅太阳电池,又一张中国名片太阳电池,也叫太阳能电池,是直接把太阳能转换成电能的装置,主要有晶硅太阳电池、无机半导体薄膜太阳电池和一些新型太阳电池,包括钙钛矿太阳电池、有机/聚合物太阳电池等。目前,硅晶太阳电池已经达到了大规模商业化应用的程度。数据显示,单晶硅太阳电池实验室最高效率达到27.6%,商业化批量生产效率达到23%;多晶硅太阳电池的实验室最高效率为23.3%,商业化批量生产效率可达21%。2014年至今,我国企业/研究机构晶硅电池实验室效率已打破纪录42次。李永舫院士感慨道,“十几、二十年前,印象中效率在17-18%左右,这几年发展非常快,这主要是我们中国人的贡献。我们常说,高铁是我们的一个名片,实际上,硅太阳电池也是我们中国人的一个名片,现在在国际上影响非常大,并且我们是处于国际领先水平”,我们中国的光伏,主要是硅太阳电池,现在产量占全球的三分之二以上。晶硅太阳电池具有诸多优势:原料取之不尽、无噪声、二氧化碳零排放、使用寿命长、规模可大可小……此外,硅太阳电池的成本下降了90%,李永舫院士称,“这是很了不起的”,现在光伏发电的成本,跟平常火力发电、水力发电的成本是可比的,有些地方甚至低于市场电价的成本。从雄安高铁站,到中国空间站太阳电池应用广泛太阳电池的应用涵盖航空航天、建筑、商业、农业、家用电器以及公用设施等,还可以分散地在农村边远地区、荒山、沙漠使用。以雄安高铁站的光伏屋顶为例,每年可为该站提供580万度清洁电力供应。冬奥会部分场馆也有铺设了太阳电池的休息亭,还有光伏车棚,这都是将来重要的应用领域。“我们空间站上的能源就靠太阳能”,李永舫院士设想,将来如果能通过微波输电的话,在空间站上建发电厂,然后再传到地球上,将来可能是一个很重要的方向。轻薄柔的新型太阳电池有机太阳电池是我国从跟随到引领的一个研究领域,李永舫院士2000年进入这个领域,“那个时候我们只能看文献,因为这个方向不是我们中国人原创,但是我们进来以后,很快做出我们自己有特色的工作。从2015年开始,我们中国人报道了窄带隙的有机小分子的受体光伏材料,过去原来一直占主导地位的就是富勒烯衍生物的受体材料。这个窄带隙受体光伏材料出现以后,这个领域就是我们中国领先,效率增长非常快,原来很难做到10%,现在甚至可以达到19%。”最近十几年发展比较快的叫有机无机杂化的钙钛矿太阳电池。钙钛矿电池具有质量轻、成本低的优点,现在正在往大面积应用的方向努力,最近几年有可能就会实现一些应用。