某某局開展環(huán)保專項(xiàng)活動……

某某企業(yè)因污染被迫關(guān)停……

某某明星參與環(huán)保公演……

接連不斷的信息向人們宣誓著“全民共敵”時代的到來，更宣誓著環(huán)保無污染時代的到來，一場產(chǎn)品的“綠色”革命就此拉開……

燃料電池VS太陽能電池—絲印業(yè)新興領(lǐng)域前景比拼

一、定義：

燃料電池：燃料電池（FuelCell）是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。
 
太陽能電池：太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。
 筆者解讀：單從兩者的定義來看，燃料電池更像是一個小型“發(fā)電廠”，而太陽能電池則是一個光電轉(zhuǎn)化器。

二、原理：

燃料電池：通過使煤、石油等燃料的燃燒產(chǎn)生的能量將水加熱，得天蒸汽，再利用蒸汽使發(fā)電機(jī)在磁場中旋轉(zhuǎn)達(dá)到發(fā)電的目的，即化學(xué)能－熱能－電能。

太陽能電池：太陽能電池是利用太陽光，使其照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。即光－熱－電或光－電。

筆者解讀：從原理上看，前一種需要通過對燃料的損耗來實(shí)現(xiàn)目的；而后者則只需利用取之不盡用之不竭太陽能來達(dá)到目標(biāo)，因此從節(jié)約能源的角度來看，太陽能電池顯得略高一籌。

三、產(chǎn)品特點(diǎn)：

燃料電池：

1、優(yōu)勢

A．能量轉(zhuǎn)化效率高目前燃料電池系統(tǒng)的燃料－電能轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到45％－50％，而火力發(fā)電和核電的效率僅為30％－40％。

B．環(huán)保性好燃料電池對有害氣體如SOX、NOX及嗓音的排放量都很低，對CO2的排放也因能量轉(zhuǎn)換率的提高而大幅降低。

C．燃料適用范圍廣

D．與發(fā)電站、發(fā)電機(jī)相比燃料電池的占地面積小，建設(shè)周期短，規(guī)模及安裝地點(diǎn)靈活。

E．負(fù)荷響應(yīng)快，運(yùn)行質(zhì)量高，可以數(shù)秒內(nèi)將最低功率變換到額定功率，且電廠可離負(fù)荷很近，降低了變電設(shè)備和電流載波容量，減少輸變線路投資和線路損失。

F．產(chǎn)品可重復(fù)利用

2、劣勢

A．對能源有消耗，有背于節(jié)約能源的要求。

B．雖說對有害氣體的排放量小，但畢竟無法做到完全環(huán)保，因此與環(huán)保主題還是稍有出入。

C．與直接利用燃料產(chǎn)生熱能或電能相比，燃料電池中的化學(xué)物質(zhì)就稍顯昂貴，目前還不適合大眾使用。

太陽能電池：

1、優(yōu)勢

A．電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以存在。

B．環(huán)保性好，轉(zhuǎn)化過程中無有害氣體及物質(zhì)排放，可以說是百分百環(huán)保產(chǎn)品。

C．整個發(fā)電過程中，不存在著對非可再生燃料的消耗，符合社會對再生清潔能源的巨大需求。

C．應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，用于分散的邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島、農(nóng)村可節(jié)省造價昂貴的輸電線路。

D．靈活性強(qiáng)，可大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，是其它電源無法比擬的。
2、劣勢

A．造價高，目前階段發(fā)出1KW電需要投資上萬美元，無法大規(guī)模使用。

B．效率低。

C．以目前的技術(shù)來講，對太陽能的收集還存在著一定的難題。

筆者解讀：雖說兩者皆為環(huán)保產(chǎn)品，但太陽能電池的環(huán)保指數(shù)可以達(dá)到百分百，而燃料電池則難以做到；而從對非可再生能源的消耗方面講，燃料電池是有所消耗，而太陽能電池則無任何消耗。因此，單從以上這兩點(diǎn)硬性要求來看，太陽能電池仍高一籌。

四、技術(shù)分析

燃料電池：

1、技術(shù)瓶頸

雖然隨著政府對燃料電池的研究開發(fā)，中國在燃料電池關(guān)鍵材料、關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新方面取得了許多突破，但是目前該技術(shù)仍存在著儲多問題與挑戰(zhàn)：

A．用于燃料電池的化學(xué)物質(zhì)，包括質(zhì)子交換膜、固體氧化物和直接甲醇等對于電池性能穩(wěn)定性的控制就十分重要，目前解決這一問題的唯一辦法就是將受控下的這些化學(xué)物質(zhì)以不變的量涂敷在具有較高彈性和滲透性的基板上，這對于目前燃料電池技術(shù)來說是一個巨大挑戰(zhàn)。

B．成本壓力挑戰(zhàn)，生產(chǎn)每千瓦電能所消耗的成本是決定燃料電池時代成敗的決定因素，因此確促產(chǎn)能和產(chǎn)量，減少單位成本是燃料電池這一新興生產(chǎn)業(yè)所面臨的另一挑戰(zhàn)。

2、解決方法——絲網(wǎng)印刷

有人認(rèn)為生產(chǎn)過程中對物料數(shù)量的浪費(fèi)是導(dǎo)致燃料電池成本居高不下的主要因素之一，而減少這種浪費(fèi)、降低成本、提高產(chǎn)能的有效解決方法是——絲網(wǎng)印刷。

A．通過絲網(wǎng)印刷可以使用直徑為0.3毫米焊球來形成倒裝晶片和球柵陣列封裝，甚至可以采用低粘度的物料，如導(dǎo)熱介面材料（TIM）、蓋封材料或傳遞模塑；同時，絲網(wǎng)印刷可以用于晶圓背面涂層，將非常薄而均勻的半固化粘合劑層涂在直徑達(dá)300mm上有很多獨(dú)立芯片的整個硅晶片上，如此高的精度、清晰度、再現(xiàn)性和材料處理能力，使絲網(wǎng)印刷足以成為降低燃料電池組件生產(chǎn)成本的有效解決方案。

B．絲網(wǎng)印刷成熟可靠、高度自動化的工作平臺與機(jī)械化的輸入和輸出，使燃料電池的生產(chǎn)周期得以縮短，從而提高產(chǎn)品的產(chǎn)能。同時，絲網(wǎng)印刷設(shè)備所使用的高速線性馬達(dá)和精確、可再現(xiàn)的定位編碼器，可產(chǎn)生高生產(chǎn)率和低停頓率、和低人工干預(yù)性。

太陽能電池：

1、技術(shù)瓶頸：

A．成本高是目前太陽能電池遇到的最大難題，因此降低成本是太陽能得以發(fā)展的關(guān)鍵。

B．目前太陽能電池中對能量的轉(zhuǎn)換率還停留在較低的水平，而在未來的發(fā)展過程中如何提高能量轉(zhuǎn)化則是太陽能電池發(fā)展的另一個瓶頸。

2、解決方法

A．絲網(wǎng)印刷

絲網(wǎng)印刷是生產(chǎn)太陽能電池的重要工序，其印刷質(zhì)量（厚度，寬度，膜厚一致性）直接影響電池片的技術(shù)指標(biāo)。因此，通過研發(fā)采用創(chuàng)新的絲印技術(shù)途徑可提高轉(zhuǎn)換率，從而降低太陽能電池成本。

B．硅是太陽能電池的主要材料，而目前我國生產(chǎn)硅片的能力還很低，多數(shù)依靠進(jìn)口，導(dǎo)致太陽能電池的成本極高，因此要想降低成本，要想太陽能發(fā)電得到大規(guī)模推廣，首先應(yīng)該降低硅的成本，或是找到更廉價的替代材料。

筆者解讀：在發(fā)展的過程中兩種產(chǎn)品均遇到了不同程度的技術(shù)瓶頸，但就解決方法來說，燃料電池所需的絲網(wǎng)印刷技術(shù)目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)；而太陽能電池需要的新絲網(wǎng)印刷技術(shù)以及新型材料則尚無太多瞄頭，因此說從瓶頸方面來講，燃料電池稍占上風(fēng)。

總結(jié)：縱向?qū)Ρ热剂想姵嘏c太陽能電池后，我們不難發(fā)現(xiàn)從環(huán)保、節(jié)能等方面來說太陽能電池的市場前景要比燃料電池更為廣闊一些，但這并不意味著燃料電池沒有市場，相反燃料電池因其優(yōu)于其它同類產(chǎn)品的環(huán)保性、能量轉(zhuǎn)化率以及適用范圍，也必將有一個非常好的發(fā)展空間，而作為左右太陽能電池與燃料電池發(fā)展的關(guān)鍵性因素，絲網(wǎng)印刷在這兩種產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展前景也必將是無可限量的。

（編輯：全球電池網(wǎng)）