作為中國光伏界的后起之秀,漢能控股集團(tuán)專注于薄膜太陽能電池,按照該集團(tuán)董事局主席李河君的規(guī)劃,漢能薄膜電池產(chǎn)能在今年年底達(dá)到3吉瓦,屆時漢能將成為全球首屈一指的薄膜電池制造商。
在這個光伏的“寒冬”,為何漢能會逆市而上,選擇薄膜電池技術(shù)作為主攻方向?帶著這個問題,記者最近專訪了該集團(tuán)全球研發(fā)中心總裁兼首席執(zhí)行官丁建,在他看來,無論是從技術(shù)還是市場角度講,較之傳統(tǒng)晶硅電池,薄膜電池都更具后發(fā)優(yōu)勢。
技術(shù)持續(xù)提升
在光伏技術(shù)江湖里,晶硅和薄膜就像兩位劍客,“各懷絕技”,互不相讓。縱觀歷史,晶硅電池“出道較早”,且技術(shù)相對成熟穩(wěn)定,轉(zhuǎn)換效率高,由此也占據(jù)了市場的大頭,而薄膜電池則堪稱后起之秀,其技術(shù)也在持續(xù)提升,潛力不可限量,正不斷威脅和蠶食晶硅電池的霸主地位。
丁建告訴記者,目前薄膜電池技術(shù)主要分為硅基薄膜、CIGS(銅銦鎵硒薄膜)、
碲化鎘三大流派。一般來說,制造晶硅電池所需硅片厚度達(dá)到200微米,而制造薄膜電池則是將硅等光電特性的元素沉積在玻璃、塑料等材料上,其厚度往往只有幾微米,所以非常節(jié)省原料。
在2009年,硅材料價(jià)格曾經(jīng)一度高達(dá)400美元/千克,原料價(jià)格走高迫使很多企業(yè)開始大舉進(jìn)軍薄膜領(lǐng)域。隨后因?yàn)閲鴥?nèi)硅材料產(chǎn)能的擴(kuò)張,其價(jià)格不斷跳水,截至去年底已經(jīng)降至19美元/千克,這就進(jìn)一步降低了硅基薄膜電池的制造成本。
除此之外,薄膜技術(shù)也在提高轉(zhuǎn)換效率方面奮起直追晶硅電池。目前,晶硅電池組件轉(zhuǎn)換效率維持在16%,未來可能達(dá)到18%左右。
美國第一太陽能公司大規(guī)模生產(chǎn)的碲化鎘薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到12%。而早在兩年以前,CIGS的轉(zhuǎn)換效率一直難以提高,即使提高其成品率卻又偏低。但是自去年以來,情況發(fā)生了戲劇性的變化,CIGS轉(zhuǎn)換效率從11%一路攀升至現(xiàn)在的14%,令人側(cè)目。但這項(xiàng)技術(shù)仍然在不斷飛躍,預(yù)計(jì)到2014年底,其轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到15%甚至是17%,這將使得晶硅電池企業(yè)“壓力驟增”。
早在兩年以前,漢能采購了鉑陽精工的制造設(shè)備開始進(jìn)行硅基薄膜電池生產(chǎn),目前已經(jīng)分別在四川、廣東、海南等省建立了生產(chǎn)基地,預(yù)計(jì)今年年底產(chǎn)能將達(dá)到3吉瓦,規(guī)模效應(yīng)逐漸凸顯,硅基薄膜電池的制造成本將進(jìn)一步降低。
此外,漢能還于2011年成立了全球研發(fā)中心對薄膜電池技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。并于今年6月并購了德國Q-CELLS公司旗下薄膜電池制造商Solibro。Solibro所擁有的CIGS電池的共蒸鍍技術(shù)是薄膜光伏領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)。在去年底,Solibro的CIGS實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17.4%,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。
丁建表示,漢能將站在巨人的肩膀上,繼續(xù)改進(jìn)提升研發(fā)技術(shù),并將其與漢能本身的規(guī)模優(yōu)勢相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)新的跨越。
市場前景廣闊
丁建表示,晶硅電池占據(jù)85%以上的市場份額,而剩余的15%則由薄膜電池包攬,其中硅基薄膜電池的比重約為10%,CIGS和碲化鎘等類型薄膜電池的比重約為5%。盡管薄膜電池未占主體,但是較之傳統(tǒng)晶硅電池,薄膜電池可謂標(biāo)準(zhǔn)的潛力股。多種顯著特點(diǎn)決定了其應(yīng)用市場將極為廣闊! 首先,硅基薄膜電池的溫度轉(zhuǎn)換系數(shù)低,即轉(zhuǎn)換效率較不受氣溫影響,且受光照度影響也較小,即在低照度下仍可維持較佳的轉(zhuǎn)換效率。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在裝設(shè)相同瓦數(shù)的發(fā)電機(jī)組情況下,非晶硅薄膜的年度總發(fā)電量比傳統(tǒng)結(jié)晶硅高出約10%。
“日本有關(guān)機(jī)構(gòu)也做過實(shí)驗(yàn),顯示薄膜電池有著極高的穩(wěn)定性。”正是因?yàn)榫哂袦囟认禂?shù)優(yōu)良且弱光性好的特點(diǎn),加之制造成本低廉,使得硅基薄膜電池可以被大面積廣泛應(yīng)用于晝夜溫差較大且土地成本低廉的大型荒漠太陽能電站建設(shè)。不僅如此,有數(shù)據(jù)還顯示,“在高溫的熱帶地區(qū),薄膜電池發(fā)電量要比晶硅電池高出20%。”而目前,位于熱帶的非洲、南美市場仍未開啟,未來薄膜在這些地區(qū)的應(yīng)用空間勢必非常大。
其次,薄膜電池還有一個重要優(yōu)點(diǎn)是適合做與建筑結(jié)合的光伏發(fā)電組件:雙層玻璃封裝剛性的薄膜太陽能電池組件,可以根據(jù)需要,制作成不同的透光率,可以部分代替玻璃幕墻,而不銹鋼和聚合物襯底的柔性薄膜太陽能電池適用于建筑屋頂?shù)刃枰煨偷牟糠帧<染哂衅恋耐庥^,又能發(fā)電,其透明導(dǎo)電薄膜還能很好地阻擋外部紅外射線的進(jìn)入和防止內(nèi)部 熱能散失。城市土地的稀缺性,決定了薄膜太陽能具有更廣闊的發(fā)展前景。
丁建介紹說,薄膜電池未來的最終走向是“柔性化”和“超薄化”。“柔性化”指的是將硅等元素沉積在柔性材料上制造出薄膜電池,可以彎曲甚至折疊;“超薄化”則主要指薄膜厚度可以進(jìn)一步縮減,“未來會做到40微米”。CIGS在這兩方面具有明顯優(yōu)勢,上述兩大特性使得薄膜電池可以用于農(nóng)業(yè)大棚、背包、帳篷、桌子以及日常生活小件,人們獲取電力將更加方便快捷。
他預(yù)計(jì),柔性材料的應(yīng)用將在2015年左右開啟,而且是“先軍用后民用”,軍事應(yīng)用如 “無人機(jī)”,而民用則可以是汽車,比如電動高爾夫車、警用巡邏車等。
除此之外,薄膜電池的制造過程較之晶硅電池更加清潔,具有環(huán)境友好的特點(diǎn),這與漢能著眼長遠(yuǎn)發(fā)展清潔綠色能源的理念不謀而合。
丁建表示,薄膜電池生產(chǎn)線的初始投資正在快速下降,目前已降至晶硅電池的4倍,而晶硅電池投資則在上漲,綜合來看,薄膜電池?zé)o論是從自身特點(diǎn)還是從投資成本上都具有明顯的后發(fā)優(yōu)勢,這也是為什么漢能主攻薄膜電池的原因所在。