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薄膜太陽能電池迎發(fā)展新風(fēng)口

作者: | 發(fā)布日期: 2024 年 01 月 23 日 14:21 | 分類: 產(chǎn)業(yè)資訊

多家研究機構(gòu)指出,我國銅銦鎵硒太陽能電池產(chǎn)業(yè)正處于起步階段,相關(guān)研究工作不斷開展,部分地區(qū)啟動了應(yīng)用試點,但沒有形成產(chǎn)業(yè)鏈。

3%至4%——這是目前薄膜太陽能電池在全球的市占率,雖然與晶硅太陽能電池相比體量還很小,但隨著晶硅太陽能電池降本難度越來越大,光伏產(chǎn)業(yè)正迎來新一輪技術(shù)創(chuàng)新迭代周期,以銅銦鎵硒為代表的薄膜太陽能電池有了更多用武之地。

多家研究機構(gòu)指出,我國銅銦鎵硒太陽能電池產(chǎn)業(yè)正處于起步階段,相關(guān)研究工作不斷開展,部分地區(qū)啟動了應(yīng)用試點,但沒有形成產(chǎn)業(yè)鏈。銅銦鎵硒太陽能電池適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)獨立電站、民用屋頂光伏電站、商用屋頂光伏電站、建筑一體化等多個領(lǐng)域,預(yù)計未來發(fā)展前景向好。

工序簡單成本低

“與傳統(tǒng)晶硅太陽能電池相比,銅銦鎵硒太陽能電池最大的優(yōu)勢在于成本?!蹦祥_大學(xué)光電子薄膜器件與技術(shù)研究所教授、博士生導(dǎo)師孫云告訴《中國能源報》記者,“銅銦鎵硒是一種多元化半導(dǎo)體新型光伏材料,比硅、鍺等單質(zhì)元素半導(dǎo)體有更為優(yōu)異的物理性能,由此制備的電池產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定且廉價?!?/p>

產(chǎn)業(yè)研究與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略咨詢機構(gòu)中投顧問指出,銅銦鎵硒太陽能電池具有性能穩(wěn)定、抗輻射能力強等優(yōu)勢,光電轉(zhuǎn)換效率在各種薄膜太陽能電池中也名列前茅,已接近晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率,成本卻僅為后者的1/3。

理論上,晶硅太陽能電池和銅銦鎵硒太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高分別可達(dá)29%和33.4%,銅銦鎵硒太陽能電池理論轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)高于晶硅太陽能電池。晶硅太陽能電池和銅銦鎵硒太陽能電池實驗室最高轉(zhuǎn)換效率分別為26.7%和23.4%,量產(chǎn)組件轉(zhuǎn)換效率分別為20%和16.5%。銅銦鎵硒太陽能電池發(fā)展空間很大。

孫云介紹,晶硅太陽能電池生產(chǎn)需要經(jīng)過4次高溫、5次低溫度、3次清潔流程,以及5次進(jìn)入真空室,共涉及18道工序;而銅銦鎵硒太陽能電池僅需12道工序,不僅工序更簡化,能耗也更低。

試點項目開始落地

2021年以來,湖北、江西、河北、河南、江蘇、陜西等地均發(fā)布鼓勵政策,提出重點研發(fā)銅銦鎵硒等薄膜電池材料,加快推進(jìn)新一代光伏電池研發(fā),打造產(chǎn)業(yè)鏈、支持產(chǎn)業(yè)化。

孫云表示,如今,我國銅銦鎵硒薄膜材料與器件的理論體系和技術(shù)已基本完整、清晰,產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展不再盲目。杭州尚越光電、中建材凱盛科技等企業(yè)擁有正在運行的銅銦鎵硒太陽能電池生產(chǎn)線,最高產(chǎn)能達(dá)300兆瓦。

值得一提的是,作為薄膜太陽能電池的代表,銅銦鎵硒最大的特點在于薄且柔。這種特征使銅銦鎵硒太陽能電池的應(yīng)用場景不僅在地面和房頂,還擴(kuò)展到建筑物表面。

以安徽蚌埠為例,自2022年蚌埠創(chuàng)建光伏建筑應(yīng)用試點城市以來,在新建居住建筑、公共建筑、工業(yè)建筑領(lǐng)域推動光伏建筑一體化應(yīng)用,探索拓展光伏應(yīng)用場景。蚌埠市委黨校薄膜發(fā)電瓦項目、南山公園紀(jì)念堂項目先后投產(chǎn)。數(shù)據(jù)顯示,截至目前,蚌埠已有630個單體銅銦鎵硒薄膜太陽能發(fā)電項目投運,并網(wǎng)容量達(dá)568兆瓦,年發(fā)電量約5.39億千瓦時,相當(dāng)于每年節(jié)約16.24萬噸標(biāo)煤,年減排二氧化碳約40.44萬噸。

清華大學(xué)碳中和研究院院長助理、環(huán)境學(xué)院教授魯璽指出,在光伏技術(shù)方面,未來10年將呈現(xiàn)大型化、輕薄化趨勢,多種電池技術(shù)并存已成為必然。

推動產(chǎn)業(yè)規(guī)?;?/strong>

不過,和晶硅太陽能電池相比,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池市占率仍然較低。隨著銅銦鎵硒薄膜太陽能電池優(yōu)勢被發(fā)現(xiàn),未來有望占據(jù)光伏市場的一席之地。

孫云表示:“目前,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)換效率實驗室世界紀(jì)錄已達(dá)到23.6%,我國20%的實驗室效率技術(shù)基本成熟,將新技術(shù)與新認(rèn)知引入產(chǎn)線實現(xiàn)技術(shù)升級,使組件平均效率提升至18%以上是毋庸置疑的。”

為此,孫云提出,在碳達(dá)峰碳中和背景下,抓住光伏建筑一體化這一機遇,先滿足小眾市場,不與晶硅太陽能電池比拼價格,爭取獲得較高利潤,支撐加大研發(fā)投入,降本提效,穩(wěn)步擴(kuò)大再生產(chǎn)。

“薄膜電池產(chǎn)業(yè)正處于爬坡階段。在利好政策支撐下,引導(dǎo)資本介入,或建立銅銦鎵硒薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金。同時,建立政產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新體系公共平臺,實現(xiàn)人才本土化,構(gòu)建工藝技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊、資金保障與管理團(tuán)隊、設(shè)備開發(fā)與制造團(tuán)隊,構(gòu)成三維一體的創(chuàng)新體系,為企業(yè)提供共性技術(shù)服務(wù),與電池制造企業(yè)聯(lián)合攻關(guān),不斷助力銅銦鎵硒薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?!睂O云說。

來源:中國能源報

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