何为“4倍聚光+跟踪”技术？

　　据何祚庥介绍，“4倍聚光+跟踪”光伏发电技术由两部分组成：4倍聚光技术和跟踪技术。

　　“4倍聚光”技术是指将原本照射在4倍单位面积的光量集中照射在一倍单位面积上。而这个过程是通过陈应天所发明的“光漏斗”实现的。

　　“光漏斗”简单说就是利用几面特殊材质的“镜子”，围成像碗一样的八面体，“碗底”由聚光电池组成。“当然，‘光漏斗’的形状是经过运算而确定的”，何祚庥说。

　　这个精心设计的“光漏斗”的奇妙之处就在于，它仅通过一次反射，就可以均匀地将任何方向照射过来的光线汇聚到太阳能电池板上。相比其他聚光手段，这一“八面玲珑”的“光漏斗”可以极大减少由于热应力和受热量不均而对光电池造成的损坏。

　　经过测算，经过“光漏斗”汇聚后的光量是未经汇聚光量的4倍。由于光线的强度越大，光电池的发电量也就越大，所以从理论上说，添加“光漏斗”的光电池的发电量是平板光电池的4倍。“但是由于受到反射、吸收等因素的影响，实测证明，这个4倍光强直接照射的光电池是普通光电池发电量的3.3倍。”何祚庥补充说。

　　太阳跟踪技术是“4倍聚光+跟踪”中的另一项技术。这项技术与传统的跟踪系统相比也有本质的不同。传统的太阳跟踪系统需要对太阳进行测量、定位，然后建立坐标系，最后返回一个控制信号使仪器对电池板进行方位调节。这个复杂的过程存在可靠性差、跟踪精度低和不易维修等缺点。

　　“陈应天早年曾在剑桥大学进行过天文学研究。他受天文望远镜的启发，利用一个非常简单的方法，也就是天文望远镜跟踪的方法，摆脱了这些难题。”

　　由于几百年的天文学研究早已得出地球围绕太阳公转和自转的高精密运行公式，因此，陈应天将这些公式输入芯片，就可以使‘光漏斗’可以高精度地追逐太阳，大幅度降低了跟踪成本。

　　“正是‘光漏斗’和跟踪技术的结合，使这项技术的发电成本降到了传统平板光电池的1/3，但单位发电量却比传统平板光电池高出55%。产业化之后，将可以使光伏电池的投资金额由每千瓦8万多元下降到2.6万多元，而如果认为这一‘光漏斗’的使用寿命是25年，年日照时间是1967小时，可算出相应的发电成本下降到0.51元/度。”何祚庥评价说。

　　由于硅是制造光电池的主要材料，为了进一步减少光伏发电的成本，陈应天又发明了“太阳能炼硅”。

　　他利用他所发明的无光象主动光学理论和相关技术，制作了一个新型的太阳能炉，能够有效、稳定地将10000倍或更高一些的太阳光聚集在网球大小的范围内，并能在几秒钟之内将钨板熔化。而这个太阳炉不包括研发费用在内的成本仅约为20万元。

　　经过实验，这个新型太阳能炉可以在两三秒内，将纯度约为99%的工业用硅提纯到纯度为99.9999%的太阳能级高纯硅，而且在冶炼过程中的能源消耗只有传统的西门子法的1/10。

　　何祚庥表示，新方法能将现有的提纯耗能指标由每公斤200至400度电降为每公斤30至40度电，其提炼成本也将可能降为20美元/公斤，从而使4倍聚光发电装置的发电成本再下降20%。