鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2555次 | 2019年08月18日
非晶硅太陽能電池市場(chǎng)的展望
由于地理位置不同,光伏發(fā)電成本會(huì)有較大區(qū)別。在發(fā)達(dá)國家中,光伏發(fā)電成本在達(dá)到能和高峰電價(jià)相比的時(shí)間窗口是2010-2020年,能和平均電價(jià)相比的時(shí)間窗口是2020-2050年。綜合考慮,預(yù)計(jì)光伏發(fā)電開始大規(guī)模進(jìn)入人類主流能源時(shí)常的時(shí)間窗口是2020-2030年。根據(jù)圖5-圖6顯示,隨著化石能源的逐步耗盡,可再生能源的發(fā)展必須加快步伐。盡快降低光伏發(fā)電的成本,取代常規(guī)能源,使人類擺脫對(duì)常規(guī)能源的依賴。 3.非晶硅產(chǎn)品的延伸 BIpV,這是光電建筑一體化的更高級(jí)應(yīng)用,即是將光伏器件與建筑材料集成化。將建筑物的外墻、玻璃幕墻、窗戶甚至屋頂本身在合適的朝陽方向上采用光伏組件來代替建筑材料,既作為建材又能夠發(fā)電,一舉兩得。光伏與建筑的結(jié)合有兩種技術(shù):一種是建筑與光伏系統(tǒng)結(jié)合;另一種是建筑與光伏器件結(jié)合。目前我國致力于建筑與光伏器件相結(jié)合的技術(shù)。 非晶硅電池在建筑物上運(yùn)用的優(yōu)勢(shì) (1)材料和制造工藝成本低。這是因?yàn)樯a(chǎn)工藝更簡(jiǎn)化,能耗更低,硅薄膜僅有數(shù)千埃厚度,昂貴的純硅材料用量很少。同時(shí)襯底材料,如玻璃、不銹鋼、塑料等,價(jià)格相對(duì)低廉。 CIGS吸光范圍很廣,其穩(wěn)定性,及光電轉(zhuǎn)換效率為各類型薄膜太陽電池中較高者,因此商業(yè)化程度較快。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下,CIGS太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)19.5%。但由于制成技術(shù)復(fù)雜并且工藝可控性有待提高,阻礙了規(guī)?;a(chǎn)的發(fā)展進(jìn)程,未能與結(jié)晶硅型太陽電池形成有效競(jìng)爭(zhēng)。目前,CIGS電池市場(chǎng)占有率仍低。 4.2有機(jī)材料的發(fā)展 聚合物多層修飾電極型太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)材料柔性好,制作容易,材料來源廣泛,成本低等,但是,其使用壽命和電池效率目前都不能和無機(jī)材料特別是硅電池相比。因此,聚合物太陽能電池能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品,還有待研究。納米TIO2晶體化學(xué)能太陽能電池是目前學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)方向之一。納米晶TIO2太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)是成本低(制作成本為硅太陽電池的1/5-1/10)、工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定好。但是,其光電效率在10%左右,低于非晶硅電池,而且此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步,能否產(chǎn)業(yè)化尚待觀察。 4.3值得注意的問題 CdTe薄膜太陽電池主要原材料是鎘有色重金屬的化合物,金屬鎘及其離子具有強(qiáng)烈的毒性和毒害作用,通過各種污染途徑被人體攝入后會(huì)不斷沉積、發(fā)生作用,最終導(dǎo)致中毒者的骨骼疏松、造血功能和腎臟受損。在為環(huán)境污染付出沉重代價(jià)的今天,在人們的環(huán)保意識(shí)日漸蘇醒和環(huán)保呼聲日益高漲的時(shí)候,毒害影響被廣泛而深入的關(guān)注。 4.4非晶硅的優(yōu)勢(shì) 雖然薄膜電池在國際商品化光伏電池生產(chǎn)中所占的比例很小,但高效率電池可能最終要走薄膜化的技術(shù)路線。采用多薄層、多p-n結(jié)的結(jié)構(gòu)形式的薄膜電池,可實(shí)現(xiàn)40%-50%以上的光電轉(zhuǎn)換效率。FhG-ISE的理論計(jì)算,具有5個(gè)p-n結(jié)的薄膜電池的理論效率可到57%以上。而在各種薄膜電池中,唯有硅薄膜電池原材料儲(chǔ)量豐富,且無毒、無污染,更具可恥許發(fā)展的前景。 自20世紀(jì)80年代以來,中國一些課題組開始研究非晶硅薄膜材料和光伏電池以來,薄膜光伏電池的研究一直受到高度重視。 5.政策環(huán)境 5.1光伏發(fā)展現(xiàn)狀和研發(fā)支持計(jì)劃 目前中國支持光伏發(fā)展的主要政策框架體現(xiàn)在兩方面,一方面是國家能源發(fā)展規(guī)劃,包括“十一五”規(guī)劃及可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃;另一方面是從2006年開始實(shí)施的《可再生能源法》。此外,光伏在扶貧及實(shí)現(xiàn)能源普遍服務(wù)等方面也有著巨大的貢獻(xiàn)。中國政府還對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展給予了大量的支持。 可再生能源發(fā)電是可再生能源發(fā)展的重要組成部分,國家第一次在《“十一五”國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃(2006-2010)》中和中長期能源發(fā)展規(guī)劃中包含了可再生能源發(fā)電的規(guī)劃目標(biāo),國務(wù)院原則上通過了《國家可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,其中可再生能源發(fā)電也占有重要的地位。這些規(guī)劃和目標(biāo)要求都對(duì)我國可再生能源發(fā)電的發(fā)展起到了指導(dǎo)和推動(dòng)作用。有機(jī)構(gòu)依據(jù)規(guī)劃和國家的發(fā)展目標(biāo)對(duì)中國可再生能源發(fā)電裝機(jī)及發(fā)電量作了預(yù)測(cè),見表23。 6.結(jié)論 光伏市場(chǎng)總體需求保持上升形勢(shì),非晶硅薄膜電池已成為光伏產(chǎn)業(yè)一個(gè)重要的發(fā)展方向。預(yù)計(jì):非晶硅薄膜電池至2010年發(fā)展速度最快,利潤水平較高。2010年以后與晶體硅進(jìn)行整體競(jìng)爭(zhēng),利潤逐步降低。預(yù)計(jì)2020年以后,薄膜市場(chǎng)占有率將達(dá)到30%以上。
(3)品種多,用途廣。靈活多樣的制造方法,可以制造建筑集成的電池,適合用于建筑物的安裝。
(4)具備弱光發(fā)電的性能。
(5)非晶硅薄膜電池可以造成透光電池,透光率可從5%到75%,當(dāng)然,隨著透光率的增加,光電池的轉(zhuǎn)化效率會(huì)隨著下降,運(yùn)用到建筑上的最理想的透光率為25%。