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漢能控股:薄膜太陽(yáng)能電池更具后發(fā)優(yōu)勢(shì)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1344次  |  2021年09月13日  

我國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:訪漢能控股集團(tuán)全球研發(fā)中心總裁兼首席執(zhí)行官丁建


晶硅還是薄膜?業(yè)界有關(guān)這兩種太陽(yáng)能電池技術(shù)路線的討論一直沒(méi)有停止過(guò),可謂仁者見(jiàn)仁智者見(jiàn)智,目前仍莫衷一是。


作為我國(guó)光伏界的后起之秀漢能控股集團(tuán)專注于薄膜太陽(yáng)能電池,按照該集團(tuán)董事局主席李河君的規(guī)劃,漢能薄膜電池產(chǎn)量在今年年底達(dá)到3吉瓦,屆時(shí)漢能將成為全球首屈一指的薄膜電池制造商。


在這個(gè)光伏的寒冬,為何漢能會(huì)逆市而上,選擇薄膜電池技術(shù)作為主攻方向?帶著這個(gè)問(wèn)題,記者最近專訪了該集團(tuán)全球研發(fā)中心總裁兼首席執(zhí)行官丁建,在他看來(lái),無(wú)論是從技術(shù)還是市場(chǎng)角度看,較之傳統(tǒng)晶硅電池,薄膜電池都更具后發(fā)優(yōu)勢(shì)。


技術(shù)持續(xù)提升

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在光伏技術(shù)江湖里,晶硅和薄膜就像兩位劍客,各懷絕技,互不相讓??v觀歷史,晶硅電池出道較早,且技術(shù)相對(duì)成熟穩(wěn)定,轉(zhuǎn)換效率高,由此也占據(jù)了市場(chǎng)的大頭,而薄膜電池則堪稱后起之秀,其技術(shù)也在持續(xù)提升,潛力不可限量,正不斷威脅和蠶食晶硅電池的霸主地位。


丁建告訴記者,目前薄膜電池技術(shù)重要分為硅基薄膜、CIGS(銅銦鎵硒薄膜)、碲化鎘三大流派。一般來(lái)說(shuō),制造晶硅電池所需硅片厚度達(dá)到200微米,而制造薄膜電池則是將硅等光電特性的元素沉積在玻璃、塑料等材料上,其厚度往往只有幾微米,所以非常節(jié)省原料。


在2009年,硅材料價(jià)格曾經(jīng)一度高達(dá)400美元/公斤,原料價(jià)格走高迫使很多公司開(kāi)始大舉進(jìn)軍薄膜領(lǐng)域。隨后因?yàn)閲?guó)內(nèi)硅材料產(chǎn)量的擴(kuò)張,其價(jià)格不斷跳水,截至去年底已經(jīng)降至19美元/公斤,這就進(jìn)一步降低了硅基薄膜電池的制造成本。


除此之外,薄膜技術(shù)也在提高轉(zhuǎn)換效率方面奮起直追晶硅電池。目前,晶硅電池組件轉(zhuǎn)換效率維持在16%,未來(lái)可能達(dá)到18%左右。


美國(guó)第一太陽(yáng)能公司大規(guī)模生產(chǎn)的碲化鎘薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到12%。而早在兩年以前,CIGS的轉(zhuǎn)換效率一直難以提高,即使提高其成品率卻又偏低,但是自去年以來(lái),情況發(fā)生了戲劇性的變化,CIGS轉(zhuǎn)換效率從11%一路攀升至現(xiàn)在的14%,令人側(cè)目。但這項(xiàng)技術(shù)仍然在不斷飛躍,預(yù)計(jì)到2014年底,其轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到15%甚至是17%,這將使得晶硅電池公司壓力驟增。

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早在兩年以前,漢能采購(gòu)了鉑陽(yáng)精工的制造設(shè)備開(kāi)始進(jìn)行硅基薄膜電池生產(chǎn),目前已經(jīng)分別在四川、廣東、海南等省建立了生產(chǎn)基地,預(yù)計(jì)今年年底產(chǎn)量將達(dá)到3吉瓦,規(guī)模效應(yīng)逐漸凸顯,硅基薄膜電池的制造成本將進(jìn)一步降低。


此外,漢能還于2011年成立了全球研發(fā)中心對(duì)薄膜電池技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。并于今年六月并購(gòu)了德國(guó)Q-CELLS公司旗下薄膜電池制造商Solibro。Solibro所擁有的CIGS電池的共蒸鍍技術(shù)是薄膜光伏領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)。在去年底,Solibro的CIGS實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17.4%,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。


丁建表示,漢能將站在巨人的肩膀上,繼續(xù)改進(jìn)提升研發(fā)技術(shù),并將其與漢能本身的規(guī)模優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)新的跨越。


市場(chǎng)前景廣闊


丁建表示,晶硅電池占據(jù)85%以上的市場(chǎng)份額,而剩余的15%則由薄膜電池包攬,其中硅基薄膜電池的比重約為10%,CIGS和碲化鎘等類型薄膜電池的比重約為5%。盡管薄膜電池未占主體,但是較之傳統(tǒng)晶硅電池,薄膜電池可謂標(biāo)準(zhǔn)的潛力股。多種顯著特點(diǎn)決定了其應(yīng)用市場(chǎng)將極為廣闊。


首先,硅基薄膜電池的溫度轉(zhuǎn)換系數(shù)低,即轉(zhuǎn)換效率較不受氣溫影響,且受光照度影響也較小,即在低照度下仍可維持較佳的轉(zhuǎn)換效率。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在裝設(shè)相同瓦數(shù)的發(fā)電機(jī)組情況下,非晶硅薄膜的年度總發(fā)電量比傳統(tǒng)結(jié)晶硅高出約10%。日本有關(guān)機(jī)構(gòu)也做過(guò)實(shí)驗(yàn),顯示薄膜電池有著極高的穩(wěn)定性。


正是因?yàn)榫哂袦囟认禂?shù)優(yōu)良且弱光性好的特點(diǎn),加之制造成本低廉,使得硅基薄膜電池可以被大面積廣泛應(yīng)用于晝夜溫差較大且土地成本低廉的大型荒漠太陽(yáng)能電站建設(shè)。不僅如此,有數(shù)據(jù)還顯示,在高溫的熱帶地區(qū)薄膜電池發(fā)電量要比晶硅電池高出20%。而目前,位于熱帶的非洲、南美市場(chǎng)仍未開(kāi)啟,未來(lái)薄膜在這些地區(qū)的應(yīng)用空間勢(shì)必非常大。


其次,薄膜電池還有一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是適合做與建筑結(jié)合的光伏發(fā)電組件:雙層玻璃封裝剛性的薄膜太陽(yáng)能電池組件,可以根據(jù)要,制作成不同的透光率,可以部分代替玻璃幕墻,而不銹鋼和聚合物襯底的柔性薄膜太陽(yáng)能電池適用于建筑屋頂?shù)纫煨偷牟糠?。既具有漂亮的外觀,又能發(fā)電,其透明導(dǎo)電薄膜還能很好地阻擋外部紅外射線的進(jìn)入和防止內(nèi)部熱能散失。城市土地的稀缺性,決定了薄膜太陽(yáng)能具有更廣闊的發(fā)展前景。


丁建介紹說(shuō),薄膜電池未來(lái)的最終走向是柔性化和超薄化。柔性化指的是將硅等元素沉積在柔性材料上制造出薄膜電池,可以彎曲甚至折疊;超薄化則重要指薄膜厚度可以進(jìn)一步縮減,未來(lái)會(huì)做到40微米。CIGS在這兩方面具有明顯優(yōu)勢(shì),上述兩大特性使得薄膜電池可以用于農(nóng)業(yè)大棚、背包、帳篷、桌子以及日常生活小件,人們獲取電力將更加方便快捷。


他預(yù)計(jì),柔性材料的應(yīng)用將在2015年左右開(kāi)啟,而且是先后民用,應(yīng)用如無(wú)人機(jī),而民用則可以是汽車,比如電動(dòng)高爾夫車、巡邏車等等。


除此之外,薄膜電池的制造過(guò)程較之晶硅電池更加清潔,具有環(huán)境友好的特點(diǎn),這與漢能著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展清潔綠色能源的理念不謀而合。


丁建表示,薄膜電池生產(chǎn)線的初始投資正在快速下降,目前已降至晶硅電池的4倍,而晶硅電池投資則在上漲,綜合來(lái)看,薄膜電池?zé)o論是從自身特點(diǎn)還是從投資成本上都具有明顯的后發(fā)優(yōu)勢(shì),這也是為何漢能主攻薄膜電池的原因所在。



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