薄膜太陽能電池之CIGS迎春
2014-05-08 10:36:30 來源:OFweek太陽能光伏網 瀏覽次數:0
【前言】
春意盎然的4月,正值農歷陽春時節(jié)。古人有云:等閑識得東風面,萬紫千紅總是春。春天,承載著勃勃生機;春天,孕育著無數的希望;春天,也給人無盡的遐想。而筆者所戀者,唯光伏之春耳。
【透視光伏】
如今的太陽能光伏行業(yè),在經歷了一場暴風雨似的洗禮之后,終于回歸到它理性發(fā)展的時刻。繁榮--衰退--蕭條--復蘇,不得不說,曾經風靡一時的太陽能光伏行業(yè),也逃不出經濟周期性這一鐵律。
回首21世紀初太陽能光伏產業(yè)發(fā)展的黃金十年,光伏恰似一顆璀璨的明珠,閃耀星空。十年的發(fā)展,見證著十年的奇跡。全球太陽能光伏行業(yè)年新增裝機容量從2001年的幾百兆瓦,增長至2011年30.28GW,總裝機量超70GW。如此驕人的成績,不能不說這是光伏行業(yè)發(fā)展史上一個偉大的奇跡。
然而,正當無數各色行業(yè)巨頭紛紛摩拳擦掌涉足光伏之時,2011年受經濟危機的“外患”影響,光伏行業(yè)“內憂”加劇--產能過剩、歐洲補貼削減、“雙反”調查等不利因素接踵而至。行業(yè)景氣度下滑,產業(yè)發(fā)展減速。2012年“光伏寒潮”正式來襲,無數在“寒冬”中煎熬的光伏企業(yè)最終沒能熬過這個“冬天”而在最后一刻倒下,其中也不乏曾經的光伏巨頭。
2013年,全球光伏行業(yè)終于度過低谷迎來復蘇。中歐“雙反”之爭最終達成“價格承諾”協議,美日光伏市場也開始升溫。而度過了漫長的“光伏寒冬期”之后的中國光伏企業(yè),在國內多番利好政策刺激之下,終于看到了希望的曙光。
2014年,受全球光伏市場環(huán)境改善以及國內政策大力推動下,中國光伏有望迎來新的爆發(fā)。而其中最大的亮點,無疑是光伏產業(yè)鏈中投資景氣度最高的終端--光伏電站。2014年的光伏,即將迎來行業(yè)復興的拐點。
【話說薄膜】
眾所周知,光伏可分為晶硅和薄膜兩種電池技術路線。晶硅太陽能電池的有優(yōu)點在于光電轉換效率較高,缺點是生產過程存在污染,適合于強光環(huán)境,而在弱光條件下幾無發(fā)電。而薄膜太陽能電池以其成本低、可柔性化、弱光性好、質量輕等優(yōu)勢,在光伏領域中始終占據著一席之地。
目前,在全球光伏市場中,晶硅電池依然占據約85%市場的主導性地位。然而,隨著薄膜電池技術的不斷進步,其成本也將不斷下降,同時光電轉換效率卻在不斷提高。據OFweek太陽能光伏網了解,以單結、非聚光的形式考量下,薄膜太陽能電池的理論轉換效率可達30%,而比之晶硅電池29%的理論值略高,發(fā)展空間相對更大。
筆者認為,從長遠來看,薄膜太陽能電池憑借生產中無污染、低能耗,順應時代發(fā)展的需求,未來將逐漸取代晶硅太陽能電池,可謂是光伏技術發(fā)展大勢之所趨。從國內政策層面上來說,2013年黨的十八大明確提出要走“新型城鎮(zhèn)化”發(fā)展道路,在新型城鎮(zhèn)化建設的政策導向下,薄膜光伏產業(yè)將在分布式發(fā)電、光伏建筑一體化等項目中獲得更大的發(fā)展機遇。2014年的薄膜光伏,將迎來產業(yè)發(fā)展的春天。
【聚焦CIGS】
談到CIGS,相信光伏業(yè)界人士早已耳熟能詳。所謂CIGS薄膜太陽能電池,是由銅(Copper)、銦(Indium)、鎵(Gallium)、硒(Selenium)等幾種化學元素的化合物作為原料生產的薄膜化合物太陽能電池,其制備工藝有共蒸發(fā)法和濺射硒化法等。近年來,CIGS薄膜太陽能技術以其光吸收能力強、發(fā)電性能穩(wěn)定、光電轉換效率高、生產制造成本低、能源回收周期短等特點,已經成為薄膜太陽能研究的“寵兒”。
據OFweek太陽能光伏網了解,德國高科技設備制造商Manz公司攜手德國巴登-符騰堡邦太陽能暨氫能研究中心(ZSW)使用共蒸發(fā)的生產制備工藝共同開發(fā)的CIGS薄膜太陽能電池新技術的轉換效率高達20.8%,再次創(chuàng)造新紀錄。并且已正式由德國Frauenhofer太陽能中心(ISE)認證,同時也打破多晶硅太陽能電池實驗效率。新一代CIGS技術能有效降低生產成本,迅速實現批量生產,提高該公司在太陽能市場上的競爭力。與現有歐洲、美國和日本的主要CIGS薄膜太陽能電池企業(yè)13%的產品轉換效率相比,Manz公司量產的CIGS光伏組件的轉換效率逼近15%,其產品競爭力優(yōu)勢更為明顯。
就中國國內市場而言,發(fā)展CIGS薄膜太陽能電池有著得天獨厚的天然優(yōu)勢。針對其主要原材料銅、銦、鎵、硒而言,有別于晶硅電池原材料受制于歐美日等國家地區(qū),中國豐富的稀土資源,為CIGS薄膜太陽能電池在中國國內的發(fā)展奠定了堅實的基礎。
在太陽能電池領域,CIGS薄膜太陽能電池也被譽為“太陽能能源的未來”。并且逐步開展大規(guī)模廣泛的應用。作為CIGS在中國國內應用的典型案例,筆者以北京桑林藍天自控技術有限公司開發(fā)的云南石林1兆瓦級薄膜太陽能并網電站為例,該電站是中國國內最大CIGS并網光伏電站,其發(fā)電效率高于臨近的單晶硅太陽能組件約10%,也是全國首例最大的商業(yè)化光伏電站。該項目填補了中國國內沒有CIGS裝備電站的空白,開創(chuàng)了中國建設CIGS發(fā)電裝備示范的先河。
【展望未來】
不可否認,國家政策一直是光伏行業(yè)發(fā)展的主推手。今年初,國家能源局確定2014年國內光伏電站新增裝機14GW。其中分布式光伏占比60%,約為8GW,地面光伏電站約6GW。可見,中國光伏行業(yè)發(fā)展將再次迎來機遇期。
事實上,CIGS薄膜太陽能電池憑借其光吸收能力強、發(fā)電性能穩(wěn)定、光電轉換效率高、生產制造成本低、能源回收周期短,以及輕柔便攜、透光性好、適用性強等特點上的優(yōu)勢,可廣泛適用于偏遠地區(qū)獨立電站、小型民用屋頂光伏電站、大型商用屋頂光伏電站、建筑一體化、分布式光伏電站、光伏系統(tǒng)解決方案等多個領域,而其中BIPV和光伏電站勢必成為行業(yè)競爭的主戰(zhàn)場?上攵,CIGS的前景是十分光明的。
展望未來,隨著薄膜太陽能電池技術的不斷發(fā)展,薄膜光伏市場份額將不斷擴大,CIGS必將成為光伏歷史舞臺中的主角。換言之,正處在技術革新中的CIGS薄膜太陽能電池,即將開創(chuàng)一個嶄新的“薄膜時代”。