近日,國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》,并同時(shí)發(fā)布了《能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新行動(dòng)路線圖》,其中大幅提高銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe)電池效率,建立完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)生產(chǎn)線被列為太陽能利用路線2030年重要目標(biāo),同時(shí)在創(chuàng)新行動(dòng)中還著重強(qiáng)調(diào)了要研究碲化鎘、銅銦鎵硒等高效薄膜電池的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、工藝及設(shè)備,掌握銅銦鎵硒薄膜電池原材料國產(chǎn)化技術(shù)。
在目前全球太陽能系統(tǒng)仍以晶硅電池為基礎(chǔ)的大背景下,怎樣突破我國薄膜太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸?如何勾勒薄膜太陽能高端裝備的產(chǎn)業(yè)路徑?薄膜太陽能產(chǎn)業(yè)何以推動(dòng)我國太陽能行業(yè)發(fā)展?帶著這些問題,本報(bào)記者日前專訪了國內(nèi)銅銦鎵硒技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的先行者——南開大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院教授孫云。
產(chǎn)業(yè)前景看好
中國能源報(bào):目前薄膜太陽能電池的主流技術(shù)有哪些,發(fā)展現(xiàn)狀如何?
孫云:已經(jīng)能進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)的薄膜電池目前主要有3種:硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)。
過去,市場(chǎng)對(duì)薄膜太陽能電池技術(shù)存在誤解,認(rèn)為其轉(zhuǎn)化率低、有衰退,但這一誤解主要緣于硅基薄膜電池。非硅薄膜太陽能技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展已突破多項(xiàng)技術(shù)難題,成本快速下降,轉(zhuǎn)換效率上升強(qiáng)勁。目前薄膜太陽能主流技術(shù)是銅銦鎵硒薄膜太陽能電池和碲化鎘薄膜太陽能電池。
從國際上來看,目前上述兩種技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)有美國的First Solar和日本的Solar Frontier,這兩家公司的技術(shù)都比較成熟,產(chǎn)能均達(dá)到吉瓦級(jí)?,F(xiàn)在銅銦鎵硒薄膜太陽能電池和碲化鎘薄膜太陽能電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率均超過了主流多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率,組件生產(chǎn)的平均效率也達(dá)到了多晶硅組件水平。
從國內(nèi)來看,已經(jīng)有多家企業(yè)參與到薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)的投資中來,其中漢能薄膜發(fā)電更是通過一系列技術(shù)并購,成為領(lǐng)先的薄膜太陽能企業(yè)。此外,作為國內(nèi)首座銅銦鎵硒并網(wǎng)光伏電站,北京桑林藍(lán)天自控技術(shù)有限公司位于云南石林的1兆瓦光伏項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)良好。
但是,目前來看,銅銦鎵硒在全國范圍的推廣應(yīng)用力度還遠(yuǎn)不能和采用晶硅電池的電站數(shù)相比。
中國能源報(bào):目前來看,多晶硅電池仍然在太陽能市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo),同時(shí)單晶硅也強(qiáng)勢(shì)回歸,在這種背景下,薄膜太陽能電池的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪里?
孫云:薄膜電池材料消耗少、制備能耗低。在柔性襯底上制備的薄膜電池,具有可卷曲折疊、不拍摔碰、重量輕、弱光性能好等優(yōu)勢(shì)。
提升轉(zhuǎn)化率、降低發(fā)電成本是光伏發(fā)展的主題。目前晶硅電池轉(zhuǎn)化率的提升空間相對(duì)有限,薄膜電池的提升空間還非常大,成本降低空間也很大。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,銅銦鎵硒電站發(fā)電能力高于晶硅電站5%-10%,一旦產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟,其產(chǎn)量達(dá)到吉瓦級(jí),度電成本必定要低于晶硅電池,而且制造過程的能耗和對(duì)環(huán)境的污染,大大低于晶硅電池。從技術(shù)成熟度和生產(chǎn)成本上看,銅銦鎵硒薄膜發(fā)電產(chǎn)業(yè)化有非常好的前景。