在太陽(yáng)能發(fā)展炙手可熱的今天,也許你對(duì)光熱領(lǐng)域中的太陽(yáng)能集熱管不陌生,對(duì)光伏行業(yè)中太陽(yáng)能電池片也很熟悉,但你可能并不了解二者結(jié)合起來(lái)的產(chǎn)品——太陽(yáng)能集電管。
近日,依托北京大學(xué)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的支持,由河南燕垣光伏科技有限公司研發(fā)的中國(guó)第一支銅銦鎵硒(CIGS)太陽(yáng)能集電管在上海正式發(fā)布,成為第六屆亞洲太陽(yáng)能光伏展會(huì)上最吸引眼球的項(xiàng)目。這一具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)太陽(yáng)能電池新產(chǎn)品的展出,標(biāo)志著太陽(yáng)能集電管在國(guó)內(nèi)啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化的征程,是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一個(gè)新的亮點(diǎn)。
破解光伏成本之憂(yōu)
當(dāng)前晶體硅太陽(yáng)能電池仍然占據(jù)世界光伏產(chǎn)業(yè)的主流地位,其次是占據(jù)市場(chǎng)10%左右的薄膜太陽(yáng)能電池。在生產(chǎn)中,多晶硅生產(chǎn)工藝的屬性決定了其產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)環(huán)節(jié),尤其多晶硅提純中會(huì)存在高能耗問(wèn)題。在應(yīng)用中,晶體硅太陽(yáng)能電池由于其溫度效應(yīng)和光譜響應(yīng)范圍窄的影響,使本來(lái)較高的光電轉(zhuǎn)換效率大打折扣。而薄膜太陽(yáng)能電池卻始終擺脫不了轉(zhuǎn)換效率低,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,生產(chǎn)設(shè)備昂貴,難以實(shí)現(xiàn)規(guī);a(chǎn)的詬病?梢哉f(shuō),一段時(shí)間內(nèi),發(fā)電成本高仍是兩大類(lèi)太陽(yáng)能電池的共性短板。
據(jù)了解,目前在薄膜太陽(yáng)能電池家族中主要包括硅基非晶硅(a-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒(CIGS)三大類(lèi)薄膜太陽(yáng)電池,其中,銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池被國(guó)際上稱(chēng)為 “下一代非常有前途的新型薄膜太陽(yáng)能電池”。
銅銦鎵硒電池作為薄膜電池的一種,與晶硅電池相比,具有材料與能源消耗小,弱光性能好,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,可回收等特點(diǎn);與其他薄膜電池相比,其轉(zhuǎn)換率是其他薄膜電池望塵莫及的;并且其所用原料在中國(guó)儲(chǔ)量非常豐富,在原料獲取上相對(duì)容易。
中科院院士、北京大學(xué)物理學(xué)院教授甘子釗給予該項(xiàng)技術(shù)高度評(píng)價(jià):“這是銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)用的一種嶄新形式,它為CIGS規(guī);a(chǎn)探索出一條新的路徑。”
項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)明顯
銅銦鎵硒太陽(yáng)能集電管外形類(lèi)似太陽(yáng)能熱水器所采用的集熱管,其襯底可采用普通玻璃管或者有機(jī)物等柔性材料,鉬金屬作為背電極,銅銦鎵硒作為主吸收層吸收光能,表面低阻層電極主要作用為透光、導(dǎo)電、減反射。
“這種獨(dú)特的管式太陽(yáng)能集電管設(shè)計(jì),解決了銅銦鎵硒規(guī);a(chǎn)良品率偏低的世界性難題。”河南燕垣光伏總經(jīng)理王暉介紹說(shuō),“目前,大面積生產(chǎn)銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池成品率不足5%。在較大的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池組件上,如果出現(xiàn)一絲瑕疵,這個(gè)組件就可能完全報(bào)廢。而太陽(yáng)能集電管就是將大面積的銅銦鎵硒做成一個(gè)接一個(gè)的太陽(yáng)能集電管,按照其獨(dú)立管式結(jié)構(gòu)排列,不僅提高了發(fā)電效率,良品率也可以達(dá)到90%以上。”
該項(xiàng)目總工程師陸真冀教授說(shuō),產(chǎn)品在降低電池表面溫度保持轉(zhuǎn)換效率不衰減的同時(shí),可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱電聯(lián)產(chǎn)。值得一提的是,研發(fā)團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)出了太陽(yáng)能集電管產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備,及完全國(guó)產(chǎn)化的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn),大幅度降低了造價(jià)及后期維護(hù)費(fèi)用,解決了薄膜太陽(yáng)電池生產(chǎn)一次性投資過(guò)大的問(wèn)題。
發(fā)展前景廣闊
太陽(yáng)能集電管采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)明工藝與量身定做的國(guó)產(chǎn)化裝備,探索出一條擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化之路。王暉說(shuō):“目前,世界上僅有兩家生產(chǎn)太陽(yáng)能集電管的企業(yè),美國(guó)有一家,我們是第二家,同時(shí)也是國(guó)內(nèi)首家。太陽(yáng)能集電管一經(jīng)亮相,就受到幾大風(fēng)投機(jī)構(gòu)的關(guān)注。”
據(jù)技術(shù)人員介紹,該產(chǎn)品具有柔和、均勻的黑色外觀,是對(duì)外觀有較高要求的建筑一體化(BIPV)應(yīng)用的理想選擇,不僅可以應(yīng)用在大型建筑物的玻璃幕墻上,也可應(yīng)用于大型發(fā)電系統(tǒng)和小型戶(hù)用系統(tǒng),以及路燈、草坪燈、公路鐵路交通、通訊設(shè)施及光伏建筑等民用領(lǐng)域,航空航天,軍事領(lǐng)域。