作為下一代光伏發(fā)電技術(shù)，薄膜光伏產(chǎn)業(yè)越來(lái)越為行業(yè)人士所重視。在前日舉辦的OFweek 2018（第九屆）中國(guó)太陽(yáng)能光伏高峰論壇上，南開大學(xué)的孫云教授展開了主題為《薄膜太陽(yáng)電池發(fā)展及挑戰(zhàn)》的高水平演講。他在演講中將硅基薄膜、碲化鎘、銅銦鎵硒三種薄膜太陽(yáng)電池與晶硅電池進(jìn)行了比較。
南開大學(xué)教授孫云
其中硅基薄膜由于轉(zhuǎn)換效率太低已經(jīng)被淘汰；碲化鎘薄膜電池實(shí)驗(yàn)室效率紀(jì)錄達(dá)到22.1%，產(chǎn)線組件效率達(dá)到15%-17%，效率高而且不衰退，但是缺點(diǎn)是需要使用重金屬材料；銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)室效率紀(jì)錄達(dá)到22.9%，產(chǎn)線組件平均效率達(dá)到14%-16%，優(yōu)點(diǎn)是效率高且不衰退，缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備工藝要求較高。
CIGS太陽(yáng)能電池超強(qiáng)的發(fā)電能力
孫云教授認(rèn)為，CIGS太陽(yáng)能電池具備更好的發(fā)展前景。在澳大利亞沙漠太陽(yáng)能研究中心DKASC測(cè)試 中，CIGS電池年發(fā)電量高于晶硅電池10% 。同樣的情況出現(xiàn)在了云南石林建設(shè)的一座電站上，該電站容量1MW，采用CIGS電池組件，經(jīng)測(cè)算，與之前在園區(qū)建設(shè)的晶硅組件相比，其發(fā)電量高出10%。
為什么CIGS薄膜電池能夠多發(fā)電呢？孫云教授分析認(rèn)為，首先CIGS比晶體硅及CdTe電池有更寬的光譜響應(yīng)；其次CIGS弱光下有更高的發(fā)電效率；另外在高溫、遮陰環(huán)境下，CIGS具備更穩(wěn)定的發(fā)電性能。
薄膜太陽(yáng)電池的挑戰(zhàn)
為突破晶硅壟斷的光伏市場(chǎng)，孫云教授認(rèn)為薄膜電池需要將產(chǎn)品趨向于多元化，削弱晶硅產(chǎn)品同質(zhì)化。不同光伏電池產(chǎn)品具有不同的性能優(yōu)勢(shì)，各有其市場(chǎng)與消費(fèi)群體定位，其性價(jià)比往往沒有可比性，產(chǎn)品多元化是降低同質(zhì)產(chǎn)品惡性競(jìng)爭(zhēng)有效戰(zhàn)略。
在應(yīng)用多樣性方面，薄膜電池可以偏向于分布式電站、BIPV、光伏建材構(gòu)件等領(lǐng)域。而且在CIGS電池在光伏建筑一體化已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，有很多成功案例。另外，薄膜電池因其柔性可彎曲的特點(diǎn)，還可以廣泛應(yīng)用在背包、幕墻、弧形屋頂、車頂?shù)雀黝悎?chǎng)景中。如此一來(lái)，薄膜產(chǎn)品可削弱晶硅產(chǎn)品的同質(zhì)化，未來(lái)發(fā)展可期。
而在電站發(fā)電的主流市場(chǎng)，孫云教授預(yù)測(cè)認(rèn)為，一旦薄膜電池進(jìn)入組件市場(chǎng)，占據(jù)10%即可達(dá)到10GW以上。而想要進(jìn)入組件發(fā)電市場(chǎng)，CIGS電池產(chǎn)線國(guó)產(chǎn)化及成熟穩(wěn)定是關(guān)鍵。
在演講中，孫云教授假設(shè)：CIGS電站與多晶硅電站均以10MW為單位，CIGS組件效率為15%，多晶硅組件效率為16%，兩者售價(jià)相同，兩電站在同一地點(diǎn)，CIGS電站年發(fā)電量高于晶硅電站8%，CIGS組件25年衰退5%，晶硅組件衰退20%。
以此條件將CIGS電站與多晶硅電站進(jìn)行了收益比對(duì)，發(fā)現(xiàn)CIGS項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率遠(yuǎn)高于晶硅，項(xiàng)目投資回收期縮短一年；而且CIGS電站年發(fā)電量高于晶硅電站8%及較低的衰減率，其影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于初期投資成本的變化。
但是以上結(jié)論能夠?qū)崿F(xiàn)的關(guān)鍵在于15%的量產(chǎn)效率、年發(fā)電量高8%、與晶硅等同的價(jià)格三點(diǎn)。孫云教授表示，CIGS量產(chǎn)平均效率15%已經(jīng)可以達(dá)到；電池穩(wěn)定不衰退，電站年發(fā)電量高于晶硅電池8%也已經(jīng)被證實(shí)；關(guān)鍵在于設(shè)備與工藝的穩(wěn)定成熟，并達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)，使得CIGS組件價(jià)格與多晶硅等同這一條件需要努力實(shí)現(xiàn)。
孫云教授最后表示，對(duì)CIGS高效薄膜太陽(yáng)電池關(guān)鍵核心技術(shù)與裝備實(shí)施國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)，提高關(guān)鍵環(huán)節(jié)的創(chuàng)新能力，形成薄膜太陽(yáng)電池技術(shù)創(chuàng)新體系，解決關(guān)鍵核心技術(shù)與高端裝備對(duì)外依存度高、高端裝備制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后等問(wèn)題，全面提升大面積薄膜半導(dǎo)體材料核心裝備的創(chuàng)新能力，不僅可提升我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)對(duì)我國(guó)新型薄膜材料和器件的科技發(fā)展、工業(yè)化升級(jí)轉(zhuǎn)型具有重大戰(zhàn)略意義。
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