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未來 我國正走在薄膜化太陽能電池的路上

鉅大LARGE  |  點擊量:929次  |  2020年05月12日  

“光伏發電已經逐漸從特殊領域供電轉向作為常規能源的一種重要補充,并以分散的形式進入電力市場。在可預見的將來,光伏發電必將部分取代常規能源。”十月十六日,太陽能電池領域知名專家、清華大學教授張弓在由清華大學MBA創投與創新俱樂部主辦的環保能源綠色產業論壇上表示,近幾年,世界上光伏電池以及組件產量每年以高于30%的速度上升,并且今后上升的主力將是我國。


他指出,為何我們自己生產的太陽能電池板自己不用,而幾乎全部出口呢?原因就在于太陽能電池的價格太高。


在八月二十六日召開的國務院常務會議上,風電和多晶硅等新興產業被認為“出現重復建設傾向”。


“目前光伏產業中主流的電池產品為多晶硅電池,但成本過高?!睆埞J為,要想解決光伏產業中太陽能電池成本過高的問題,就要想辦法提高光電轉化效率和降低制造成本,那么,薄膜化則成為太陽能電池發展的必由之路,代表未來發展方向的也是薄膜太陽能電池,同時還要求高效率和低成本。


我國能源網首席信息官韓曉平十月二十日在接受記者采訪時表示,薄膜太陽能電池顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池,其用硅量極少甚至沒有,更容易降低成本,同時它既是一種高效能源產品,又是一種新型建筑材料,更容易與建筑完美結合。在國際市場硅原材料持續緊張的背景下,薄膜太陽電池已成為國際光伏市場發展的新趨勢和新熱點。


薄膜太陽能電池雖然早已出現,但由于光電轉換效率低、衰減率(光致衰退率)較高等問題,前些年未引起業界的足夠關注,市場占有率很低。隨著其技術的不斷進步,光電轉換效率得到迅速提高,現在比2年以前約提升了30%-40%,雖然仍然與晶體硅電池相比仍有很大差距,但其用料少、工藝簡單、能耗低,成本方面有一定優勢,越來越被業界所接受。因此近年來薄膜太陽能電池產業得到較快發展。


張弓認為,太陽能電池實現薄膜化后,能極大地節省昂貴的半導體材料,同時,由于薄膜電池的材料制備和電池同時形成,因此節省了許多工序。另外,薄膜太陽電池采用低溫工藝技術,不僅有利于節能降耗,而且便于采用廉價襯底(玻璃、不銹鋼等)。


“薄膜太陽能電池用途十分廣泛,發展速度很快,并且,它還可以實現與建筑一體化,比如說把它用作建筑物的玻璃,融入建筑中。”韓曉平告訴我國經濟時報記者,薄膜電池的最大好處在于它不一定非要太陽直射,即使沒有太陽的時候它也可以發電,盡管沒有太陽時它的發電效率比較低,但它依然可以發電。


韓曉平介紹說,薄膜太陽能電池還可以直接做成蔬菜大棚的玻璃,做成的這種大棚玻璃只有紅光和少量橙色光可以透過,可以促進植物葉綠素的生長,還不占用土地,并且它還可以發電。


中投顧問于今年年中公布的報告顯示:2007年全球太陽能電池產量達到3436MW,較2006年上升了56%,我國廠商2007年市場占有率由2006年的20%提升至35%,而日本廠商市場占有率則由2006年的39%下降至26%,日本廠商市場占有率下降除了受到上游硅料供應吃緊及日本本土市場光伏系統裝置容量下降等因素影響之外,與日本廠商開始布局下一代薄膜太陽能電池發展也有相當大的關系。[page]


2007年薄膜太陽能電池產量增速持續超越整體產業,2007年薄膜太陽能電池產量達到400MW,較2006年的181MW大幅上升了120%,2007年薄膜太陽能電池市場占有率由2006年的8.2%提升至2007年的12%,而2008年已達到15%—20%。薄膜太陽能電池轉換效率進一步提升以及大面積生產的成本優勢發揮之后,其市場占有率有進一步提升空間。


與此相應,繼太陽能組件熱、多晶硅熱之后,薄膜電池又成為國內光伏領域新的投資熱點。


與晶體硅電池相比,薄膜電池的成本下降潛力要大得多,這重要得益于薄膜電池的技術進步日新月異。薄膜太陽能預計未來的產量可能會達到整個太陽能行業的20%,而2007年只有7.6%。薄膜太陽能要做得薄,要提高性能指標,有很多物理方法,比如說離子束方法沉積納米晶硅薄膜這種工藝,假如國內公司能夠在這些方法上有所提升,將會非常有前景。


根據市場調查公司DisplaySearch八月十一日公布的太陽能電池產量趨勢報告,2009年薄膜太陽能電池產量約為358萬千瓦。2005年薄膜太陽能電池在全部太陽能電池產量中約占5%,到2009年預計會超過20%。


不過,韓曉平也對記者表達了自己的擔憂。他告訴本報記者,薄膜太陽能電池在生產制造過程中,會出現很多有害氣體,這些氣體比常規氣體二氧化碳更容易新增地球溫室效應,其效果可能是二氧化碳的幾百倍甚至上千倍。


“就當前的情況對我國來說,我們的導電玻璃生產量力還很弱,還需大量進口,因此薄膜太陽能電池的生產成本也會受到一定程度的影響。”但韓曉平認為,總體來說,薄膜太陽能電池還是一種方向性的技術,因為它能完美地跟建筑物相結合,所消耗的資源相對也較少,其生產成本還有很大的下降空間。


張弓也指出,目前國內尚沒有薄膜電池的規?;a線,并且國外第三代太陽能電池(銅銦鎵硒CIGS電池)生產公司不出口技術。他預計在2—3年內,我國就會出現CIGS的規?;a。之后CIGS電池在我國增產速度會很快,還會帶動我國的光伏市場。


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