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破解薄膜太阳能中国式困境自主创新与引进技

发布时间:2019-08-15 18:14:13

  近日,一则来自美国巨头First Solar的消息再次引发业界对薄膜前景的关注,据该公司宣布,其碲化镉(CdTe)薄膜的转换效率首次超越组件,达到创纪录的18.6%。业内专家表示,当晶硅技术达到其理论上的转换效率上限时,创新仍有较大提升空间,未来将走进薄膜时代。然而,我国薄膜技术水平与国外差距较大,国内薄膜太阳能产业发展仍然缓慢也引起业界担忧,薄膜太阳能的 中国式 困境亟需寻求破解之道。

  薄膜太阳能的有利与不利

  众所周知,晶硅和薄膜是太阳能的两大主要技术阵营。 目前光伏产业中主流的电池产品为多晶硅电池,但成本过高。 领域知名专家、清华大学教授张弓表示,要想解决光伏产业中太阳能电池成本过高的问题,就要想办法提高光电转化效率和降低制造成本,那么,薄膜化则成为太阳能电池发展的必由之路。

  薄膜太阳能技术最主要的竞争优势是在成本。由于薄膜材料需要的反应温度低,可以在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上淀积,易于大面积连续化生产,材料、器件、商品化的组件在一个车间内同时完成,节省了许多工序。同时,太阳能电池实现薄膜化后,用硅量极少甚至没有,能极大的节省昂贵的半导体材料,也更容易降低成本。

  其次,与晶硅太阳能电池比较,薄膜太阳能电池产品更加多元化,在一些不适应用晶硅电池的领域,更能发挥作用,比如在建筑屋顶、半透明外墙、遮阳系统等领域。由于柔性特点,薄膜太阳能电池甚至可以做在衣服上面、帐篷上面,而高效率的特点,使得薄膜太阳能电池可以应用于飞机、飞艇、太阳能电池汽车等领域。

  但是,薄膜电池的广泛应用也有市场障碍,当前多晶硅缺料的问题正在缓解,价格也大幅下降,这势必冲击各类薄膜电池在成本上的优势。此外,有资料显示,薄膜太阳能电池的设备投资,几乎是晶体硅电池设备投资额的10倍,筹资难度增高。

  中国薄膜产业的发展历程

  目前,制造薄膜太阳能电池的生产技术非常多,已实现量产的技术主要有非晶硅、碲化镉(CdTe),铜铟镓硒(CIGS)三种,另外还有染料敏化、砷化镓、高分子聚合物材质等不同薄膜太阳能,但均未达到量产条件。其中非晶硅薄膜太阳能电池技术发展最早、所占市场份额最大,也是目前中国厂商发展薄膜太阳能电池的主要方向。

  我国从上世纪80年代中后期就已引进非晶硅电池技术,哈尔滨科罗拉太阳能电力公司成为当时最早引进非晶硅太阳能电池生产线的发电企业;九十年代初,深圳宇康太阳能电池公司(拓日前身)引进第二条1MW非晶硅薄膜太阳电池生产线;九十年代中下期,深圳创益、深圳日月环等多家企业纷纷复制宇康公司生产线,非晶硅电池产业进入稳步发展态势。不过这段时期的产品均为单结非晶硅薄膜,产品转换效率只有 %-5%。

  进入本世纪后我国非晶硅电池产业进入快速发展时期。自2004年天津津能开始引进2.5MW技术水平更高的微非迭层电池(a-Si/uc-S)生产线后,常州源畅、赣能股份、河北新奥集团、烟台通用光伏、南通强生光电、保定天威集团等厂商,纷纷宣布涉足薄膜太阳能电池产业,并在年掀起了一波薄膜太阳能电池投资热。2009年民营清洁能源巨头控股集团正式进军太阳能领域,并在四川、广东、海南、浙江、山东、江苏等地迅速建成薄膜太阳能产业研发制造基地,截止2012年底总产能已达到 GW。

  由此,中国太阳能光伏产业格局发生重大变革,薄膜太阳能电池占整个中国太阳能电池产能的比例,根据拓墣产业研究所预计,将有望超过20%。而经过多年的自主研发,我国的非晶硅电池组件的转换效率也提高至6%~10%,并得到发达国家的认可。

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