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光伏技术之争:CIGS能否拯救薄膜?

2014-12-04 20:15
逆光飞舞
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  日前,《汉能集团员工致协鑫集团董事长朱共山的声明书》事件,仿佛一下子引爆了晶硅和薄膜这两条光伏技术路线之间的矛盾。其实,我们根本无需深究事件始末。在协鑫集团董事长朱共山的回复中,强调了“晶硅与薄膜本身是互补关系,不存在谁挤掉谁的问题”。同样,更早时候,在汉能控股集团有限公司董事局主席兼首席执行官、全国工商联副主席、全国工商联新能源商会会长、“中国首富”李河君近日的一次发言中,这位国内薄膜太阳能电池的首席代言人,也没有再把晶硅和薄膜比作黑白电视和液晶电视的关系,没有再提薄膜对晶硅的替代性,而是强调两种技术路线在相当长时间内会共同发展。“晶硅和薄膜是兄弟关系,我希望保利协鑫、英利这些晶硅企业做得更好,因为我们根本不存在竞争关系。”

  晶硅电池优势既成事实

  和2009年16.5%的市场占有率相比,薄膜电池已经几乎失去了自身的小半壁江山。

  中国光伏行业协会数据显示,在2013年全球新增光伏装机市场同比增长20%的大背景下,全球薄膜电池产量小幅回升至3660MW,同比增长3.7%,但其所占市场份额却继续下滑至9%。和2009年16.5%的市场占有率相比,薄膜电池已经几乎失去了自身的半壁江山。

  “2009年之前,薄膜电池发展很快,因为当时晶硅非常贵。薄膜市场份额16%左右,晶硅占83%。”英利集团首席技术官宋登元在接受《中国电子报》记者采访时表示,“后来晶硅逐渐回归本身价值,每公斤价格从400美元逐步下降到50美元、30美元、20美元,而且晶硅的转化效率提升更快。由技术发展带来的度电成本降低,在市场上反映非常明显。从2009年开始,薄膜电池的市场份额越来越小,晶硅的份额越来越多。预计2014年晶硅电池的比例会上升到92%,薄膜电池下降到8%。”

  之所以两种技术路线以这样的轨迹发展,宋登元强调,因为光伏行业的本质就是成本为先的可再生能源技术。他表示,实际上,太阳能发电除了晶硅和薄膜技术,还有多种其他技术,比如聚光、钙钛矿技术等。但要想在市场上有好的表现,最重要的还是成本因素。

  除此之外,宋登元还提出了薄膜电池的原材料供给问题。晶体硅在地壳中的含量为27.1%,而薄膜电池用的铬、镓、铟、硒等材料都是地壳中非常稀有的元素,尤其是铟。他指出,按照我国目前规划的太阳能光伏发电规模进行计算,如果大规模发展薄膜技术,材料的可支撑性将是个难题。

  保利协鑫执行总裁舒桦首先肯定了薄膜电池的生存空间。他表示,和晶硅一样,薄膜技术也在成长,随着转换效率和使用寿命问题的解决,也会有它的应用市场,特别是在建筑一体化这类局部特定市场,薄膜技术有其自身的优势。但同时他更强调:“经过十年多的发展,晶硅电池的转换效率不断提升,现在已经超过23%。随着今后晶硅技术的进一步发展,转化效率甚至可以达到25%以上。从综合性价比上来看,能够应用在商业化的光伏发电技术,今后仍然会是晶硅技术。”

  “未来可能还会兴起其他技术,比如光热发电等其他应用太阳能的发电技术。但是在近期以及相当长一段时间内,从技术进步、效率提升、成本降低、政府补贴以及走进千家万户的市场应用情况来看,晶硅路线仍将占据太阳能发电的主流地位。”舒桦说。

  CIGS或成薄膜发展方向

  随着生产技术的成熟及中国厂商的加入,CIGS的市场份额将持续提升。

  正如天合光能有限公司董事长高纪凡所说,在未来5~10年内,晶硅电池的主流地位不会改变,薄膜电池只能当配角。

  那么,作为配角,薄膜电池到底过得好不好?据中国光伏行业协会秘书处工作人员介绍,在多种薄膜太阳能电池生产技术中,目前已经产业化的主要有3种:硅基薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)和铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)。硅基薄膜虽然最早实现产业化,技术成熟,成本较低,但是存在转换效率低和组件衰退快这两大弱点,目前已经不具备很强的竞争力。

  CdTe本身的固有材料特效及发展实践,已经证明其是一种适合于大规模生产的高效廉价太阳能电池。目前实验室小面积电池效率已达20.4%,组件全面积效率已达14.2%。CdTe具有较低的温度系数和优良的弱光响应,比晶硅电池发电能力要高出5%~10%。欧盟从2011年开始对其豁免了RoHS的要求,认为CdTe薄膜电池无论在生产或是使用上,都是安全可控的。

  CIGS具有很好的材料特性,易形成好的背电极和高质量的PN结,而且较容易做成柔性组件。CIGS的实验室效率已达21%,组件全面积效率已接近16%。一些公司已经实现了CIGS的产业化,不过,继续提高沉积速率、提高优品率和提高材料的利用率以降低成本仍是产业化需要解决的问题。

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