作为下一代光伏发电技术,薄【báo】膜光伏产业越来【lái】越为行业人【rén】士所重视。在前日举【jǔ】办【bàn】的OFweek 2018(第九届)中国【guó】太阳能光伏高峰论【lùn】坛上【shàng】,南【nán】开大学的孙云教授展开了主题为《薄膜太阳电池发展及【jí】挑战》的高水【shuǐ】平【píng】演讲。他【tā】在演讲中将硅【guī】基薄【báo】膜、碲化镉、铜铟镓硒三种薄膜太阳电【diàn】池【chí】与【yǔ】晶【jīng】硅电池进行了比【bǐ】较。

其中硅基薄膜由于转换效率太低【dī】已经被淘【táo】汰;碲化镉薄膜电池实验室效【xiào】率纪【jì】录达到22.1%,产【chǎn】线【xiàn】组【zǔ】件效率达到15%-17%,效率高而且不【bú】衰【shuāi】退,但【dàn】是缺【quē】点是需要使用【yòng】重金属材料;铜铟【yīn】镓【jiā】硒(CIGS)薄膜太阳能电池实验室效率纪录【lù】达到22.9%,产线组件平【píng】均效率【lǜ】达到【dào】14%-16%,优点是效率高且不【bú】衰退,缺点是【shì】对设备工艺【yì】要求较高。

CIGS太阳能电池超强的发电能力

孙云教【jiāo】授【shòu】认为,CIGS太【tài】阳能电池具备更好的【de】发【fā】展【zhǎn】前景。在澳大利【lì】亚沙漠太阳能研究中心DKASC测试 中【zhōng】,CIGS电池【chí】年【nián】发电量高【gāo】于晶硅电池10% 。同【tóng】样的情况出现【xiàn】在【zài】了云南石林建【jiàn】设的一【yī】座电站上【shàng】,该【gāi】电站容量1MW,采【cǎi】用CIGS电池组件,经测算,与之前在园区【qū】建设的晶硅组件相比,其发电量【liàng】高出10%。

为什么【me】CIGS薄膜电池能够多【duō】发【fā】电呢?孙【sūn】云【yún】教授分【fèn】析认为,首【shǒu】先CIGS比晶体硅及CdTe电【diàn】池有更宽的【de】光谱响应;其【qí】次CIGS弱光下有更高【gāo】的发电效率;另【lìng】外在【zài】高温、遮【zhē】阴环境下,CIGS具备更稳定的发电性能。

薄膜太阳电池的挑战

为【wéi】突破晶硅垄断的光【guāng】伏市场,孙云教授认为【wéi】薄膜电池需【xū】要将产品趋向于多元【yuán】化,削弱晶【jīng】硅【guī】产品同【tóng】质【zhì】化【huà】。不【bú】同光伏电【diàn】池产品【pǐn】具有不同的性【xìng】能优势,各【gè】有其市场与消费群体定【dìng】位,其性【xìng】价比往往没有可比性,产品【pǐn】多元化是降【jiàng】低同质产品恶性竞争【zhēng】有效战略。

在应用多【duō】样性方面,薄【báo】膜电池可以偏向于分布式电【diàn】站、BIPV、光伏建材构【gòu】件等【děng】领【lǐng】域。而且【qiě】在CIGS电【diàn】池在光伏建筑一体【tǐ】化已经得到了广泛的【de】应用【yòng】,有很多成功案例。另外,薄膜电池因其柔【róu】性可弯【wān】曲的特点,还可以广泛【fàn】应用在背包【bāo】、幕墙、弧形屋顶、车顶等各类场【chǎng】景中【zhōng】。如此【cǐ】一来【lái】,薄膜【mó】产品可削弱晶硅产品的同质化【huà】,未来发【fā】展可期。

而在电站发【fā】电的主流市场,孙云教授预【yù】测认为【wéi】,一旦薄膜电池进入组【zǔ】件市【shì】场,占据10%即可达【dá】到【dào】10GW以上【shàng】。而想【xiǎng】要进入组【zǔ】件发电【diàn】市【shì】场,CIGS电池产线国产化及成熟稳定是关键。

在演讲中,孙云教授【shòu】假设:CIGS电【diàn】站与多晶硅电【diàn】站均【jun1】以10MW为单位,CIGS组件效率为15%,多晶硅【guī】组件效【xiào】率为16%,两者售价相同,两电站在同一地点,CIGS电站年【nián】发【fā】电量【liàng】高于晶硅【guī】电站【zhàn】8%,CIGS组件25年衰退【tuì】5%,晶【jīng】硅组件衰退20%。

以此条件将【jiāng】CIGS电【diàn】站与多晶硅【guī】电站进【jìn】行【háng】了收益【yì】比【bǐ】对【duì】,发现CIGS项目内部收益率【lǜ】远高于晶硅,项目投【tóu】资【zī】回【huí】收期缩短一年;而且【qiě】CIGS电站年发电量高于晶硅电站8%及较低的衰减率,其影响要远远高于初【chū】期投资成【chéng】本的变化。

但是以上结【jié】论能够实现的关键在【zài】于15%的【de】量产效率【lǜ】、年发电量高8%、与晶【jīng】硅等同【tóng】的价【jià】格三点【diǎn】。孙云教授表示,CIGS量产平均效率15%已经可以达【dá】到;电池【chí】稳定不衰退,电站年发【fā】电量高于晶【jīng】硅电池【chí】8%也已经被证实;关键在于设备【bèi】与工艺的稳定成熟【shú】,并【bìng】达到大规模生产,使【shǐ】得CIGS组件价格【gé】与多【duō】晶硅等同【tóng】这一条件需要努力实现。

孙云教【jiāo】授最后表示,对CIGS高效薄【báo】膜太阳电池关键核心技【jì】术与装备实施国产化攻关【guān】,提高【gāo】关键【jiàn】环节的创新能力【lì】,形成【chéng】薄膜【mó】太阳电【diàn】池【chí】技术创新体系【xì】,解决关键【jiàn】核心技【jì】术与高【gāo】端装备对外依存度【dù】高、高端装备制造业【yè】和【hé】生产性服【fú】务业发展滞后等问题【tí】,全面提升大面积薄膜半导体材【cái】料核心【xīn】装备的创新能力,不仅【jǐn】可【kě】提升我国新能源【yuán】产业的国际【jì】竞争【zhēng】力,同时【shí】对我国新型【xíng】薄膜材【cái】料和器件的科技发展、工业化【huà】升级转型具有重大战略意【yì】义【yì】。