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“銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽電池的應用是中國太陽能產業探索發展的方向，它減少了傳統意義上利用硅為基礎材料的污染和高能耗，成本低廉、耗能低、效率高。它的問世，標志著這一具有自主知識產權的太陽電池新產品在中國開始邁向產業化的征程，堪稱我國光伏產業發展中的一個新亮點。”在5月5日開幕的第六屆亞洲太陽能光伏工業展覽會上，中國首支CIGS薄膜太陽能集電管面世。對此，中科院院士、北京大學物理學院教授甘子釗如是說。這一新產品是河南燕垣光伏科技有限公司依托北京大學研發的。 光伏發電成本瓶頸亟待突破 近年來，創新推動太陽能光熱光伏應用技術日新月異，但光伏發電成本高依然是最大瓶頸。 晶體硅太陽電池和薄膜太陽電池是目前光伏市場的兩種主要產品，晶體硅太陽電池占約90%左右的市場份額。但我國光伏產業明顯處于三頭在外的局面：材料在外——多晶硅依賴進口；市場在外——中國光伏產品95%以上出口海外；技術在外——光伏核心裝備和先進技術大多依賴進口。 多晶硅生產工藝的屬性決定了其產業鏈生產環節、尤其多晶硅提純中會存在高能耗、一些技術水平不高的企業甚至存在高污染問題；在應用中，晶體硅太陽電池由于其溫度效應和光譜響應范圍窄的影響，使本來較高的光電轉換效率大打折扣，從而影響光伏組件實際發電量。“2009年，中國光伏發電市場裝機量約160兆瓦，占全球當年裝機總量的2%；2010年，預計裝機約380兆瓦，在全球總裝機量中占3%，國內光伏市場發展依然十分緩慢。”甘子釗院士說。 CIGS薄膜太陽能電池成發展契機 在薄膜太陽電池家族中主要包括了硅基非晶硅、碲化鎘、銅銦鎵硒三大類薄膜太陽能電池。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池具有生產成本較低、能耗低，污染小、不衰減、弱光性能好等特點，光電轉換效率居各種薄膜太陽電池之首，接近多晶硅太陽電池，成本卻是其1/3，被國際上稱為“下一代非常有前途的新型薄膜太陽電池”。此外，該電池具有柔和、均勻的黑色外觀，是對外觀有較高要求建筑物的理想選擇。但CIGS生產工藝復雜，生產設備昂貴，要實現大面積量產，必須提升效率和良品率。 太陽能集電管應運而生 展會上，甘子釗院士向記者介紹：“我國第一支CIGS薄膜太陽能集電管技術，具有中國自主知識產權，雖然與美國、德國等少數技術先進國家相比尚處中等水平，但其市場潛力巨大。” 2009年，北京大學和燕垣光伏合作開發60MW銅銦鎵硒薄膜太陽能集電管項目。經過攻關，確立了以磁控濺射為主，硒蒸鍍沉積為輔的技術工藝，成功解決了制備CIGS一系列關鍵技術和物理問題，并創立了三元疊層硒化法與預制層后處理硒化法制備CIGS薄膜的方法；系統優化了CIGS薄膜硒化與高溫重結晶熱處理工藝。長達一年的中試實驗，研發出新型CIGS管式太陽電池——太陽能集電管，光電轉換效率達到9%，解決了規模化生產良品率偏低的世界性難題。同時，還設計出了用于太陽能集電管產業化生產設備，及完全國產化的具有自主知識產權的工業生產線，解決了薄膜太陽電池生產一次性投資過大問題。 燕垣光伏董事長王慶祥興奮地告訴記者，該項目采用中國人自己的發明工藝，采用量身定做的國產化裝備，探索出了一條擁有完全自主知識產權的CIGS薄膜太陽電池產業化之路。該項目計劃通過3年時間努力，投資78000萬元，完成項目的一期工程建設，建成年產60MW的CIGS薄膜太陽能集電裝置生產基地。 |
