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薄膜太阳能电池有望成长为光伏市场的主流

2015-08-21 14:34
木中君
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  近年来,晶硅作为目前光伏市场的绝对主流,在经历了前几年的“野蛮生长”之后,目前正处于痛苦的行业兼并重组进程中。反观代表第二代及第三代光伏技术的薄膜,在行业先驱的带领下,正悄然兴起。针对光伏发电前景、薄膜太阳能电池组件在光伏应用领域的优势,以及其对我国能源结构优化和经济转型意义几何等问题,记者在由“2015年节能建筑与建筑光伏一体化论坛”上采访了河北大学光伏技术研发中心副主任许颖教授。

  在“十二五”能源规划中,政府提出了优化能源结构,要求非化石能源消费比重提高到11.4%,非化石能源发电装机比重达到30%。太阳能作为新兴战略资源是未来能源的重要部分,国家出台了多项规划和激励政策来推进太阳能光伏发电产业的良性发展。当今产业化的太阳能光伏发电产品主要是二类不同的太阳能电池:一是基于硅片的晶体硅太阳能电池,比如单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池;二是薄膜太阳能电池。

  针对薄膜太阳能电池组件在光伏建筑一体化(BIPV)中的优势,许颖说:“薄膜太阳能电池组件相比晶硅太阳能电池组件,其优点在于发电量高,弱光性能和高温性能优异。”她举例说:“早晨时分,在弱光/低温情况下,薄膜组件的发电性能略高于晶硅;中午时分,薄膜组件高温效应优势明显,其发电性能明显优于晶硅组件;傍晚时分,在弱光/高温情况下,薄膜组件发电性能优于晶硅组件。相同标称功率的前提下,一天中薄膜组件的发电量高于晶硅组件的发电量。同时,薄膜组件的弱光性能和高温性能优异。”“以某硅基薄膜地面示范电站项目为例,在2014年5月~2015年9月高温季节,根据对薄膜硅和晶体硅发电量的持续监控情况发现,此时期薄膜组件比晶硅多发电25%。”

  除了上述优势,许颖补充说:“薄膜太阳能电池组件还具有外观美观、整体性好、柔性、轻量化等优势。”

  在许颖教授介绍完薄膜太阳能电池组件的优势之后,另外一位光伏业内专家在论坛现场也对记者表示,近年来,太阳能光伏电池市场正在向薄膜太阳能光伏产品转移。薄膜太阳能电池的优势在于其产业链的耗能更低;制备材料选择更广泛;制备技术多样;比晶体硅太阳能电池有更高的每瓦发电量;产品的发电效率的提升有更大的潜力;产品重量更轻并且可以柔性化,使用范围更宽泛,更适合于光伏建筑一体化。其中实验室效率超过了20%的铜铟镓硒薄膜太阳能电池是光伏转换效率最高的薄膜太阳能电池。由于铜铟镓硒太阳能电池没有光致衰减效应、性能稳定、发电量高、对环境友好,所以它是欧洲、日本和美国最为关注的新一代高效薄膜太阳能电池。

  采用真空沉积技术制备的铜铟镓硒薄膜太阳能电池不仅创下了转换效率20.4%的记录,而且已经成熟地大规模工业化了,产品已经具备成本竞争力。非真空法技术制造铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有更低成本和易于大面积的潜在优势,也吸引了愈来愈多的关注,欧洲、美国和日本的主要铜铟镓硒薄膜太阳能电池企业的最佳组件产品效率都已超过13%。

  2013年7月,国务院下发了《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》,明确指出支持发展高效太阳能光伏电池技术,要求未来新上的太阳能光伏电池制造项目中薄膜太阳能光伏电池的转换效率不低于12%。科学研究证明通过调整铜铟镓硒电池中镓和铟的化学计量比,铜铟镓硒太阳能电池的效率理论上将超过25%。因为目前铜铟镓硒太阳能电池组件的效率不仅未达到其实验室电池的效率(20.4%)还远低于其理论效率,所以铜铟镓硒太阳能电池效率还有很大的提升空间、是朝阳产品,具有毋庸置疑的竞争优势。

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