OFweek太陽能光伏網訊 有這樣一組數據:據前段時間公布的《全球新能源發展報告2014》顯示,2013年全球光伏市場新增裝機容量達到38.7GW,中國新增裝機容量為12GW,同比增長了232%,接近歐洲2013年新增裝機容量總和。而2013年全球薄膜太陽能電池產能達8.4GW,產量約為4GW,產能、產量均較2012年提高了20%。從這些數據不難看出,太陽能光伏發電裝機規模仍在不斷擴大,同時也顯示了薄膜太陽能越來越被重視。
我們知道,傳統硅晶電池由于由硅晶體組成,電池主要部分易碎,易產生隱形裂紋,大多有一層鋼化玻璃作為防護,造成重量大,攜帶不便,抗震能力差,造價高,效率或多或少降低。而其“宿敵”薄膜太陽能電池重量輕、厚度薄、可彎曲、易攜帶,薄膜發電無污染、低耗能、應用范圍廣泛且度電成本低,這讓其理所應當地填補了硅晶電池的空白,也造就了自己獨一無二的市場陣地。薄膜太陽能發電技術尤其在光伏建筑一體化(BIPV)領域擁有巨大的市場潛力。另外,薄膜太陽能發電技術尤其在光伏建筑一體化(BIPV)領域展現傳統硅晶電池所無法比擬的建筑美感,使其擁有巨大的市場潛力。
目前已經能進行產業化大規模生產的薄膜電池主要有3種:硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)。而三者之中,銅銦鎵硒(簡稱CIGS)薄膜太陽電池又因轉換率高、性能穩定、制造成本低、抗輻射能力強、零污染、光譜響應范圍寬等特點,被國際上稱為下一時代最有前途的廉價太陽電池之一,也是目前行業內公認的最具工業化前景的薄膜發電技術,廣受關注和推崇。
國內首個CIGS薄膜太陽能電站——云南石林1兆瓦級薄膜太陽能并網電站,其承建方北京桑林藍天自控技術有限公司總經理王曉義曾在“OFweek Solar & PV Forum 2014太陽能光伏(CIGS)技術與市場前瞻論壇”上發表演講稱,“CIGS薄膜電池將是我國未來產業化發展的重大科技項目。”
全球著名的高科技設備制造商德國Manz集團亞太區業務副總經理林峻生也曾表示:“雖然目前薄膜在全球市場占有率約10%,但是未來CIGS薄膜市場占有率將會不斷提高。”
事實上,自從2009年薄膜組件產量達到全球組件產量19%的最高比例以后,與薄膜有關的太陽能市場便大幅度衰退,一直很難有所突破。而造成這種局面的原因,除了個別案例以外,薄膜組件價格相對昂貴、低效,比起主流晶體硅電池技術來難以圖利。原本就不看好薄膜太陽能的業者更加唱衰,原本看好、參與的企業無奈放棄而退出,這讓薄膜太陽能的發展無疑雪上加霜。
但如今,經過眾多薄膜企業的堅守和努力,以CIGS為首的薄膜技術終于撥云見日,在太陽能光伏領域占據一席之地。而2013年薄膜太陽能電池迅速增長的產量,恰恰印證了這一點。
從全球來看,隨著近幾年薄膜技術的不斷進步以及裝備性能的持續提升,薄膜發電技術產業化的步伐亦逐漸加大。尤其是自CIGS薄膜電池開始規?;慨a以來,效率基本保持每年1~1.5%的提升速度,并帶動組件成本的不斷下降。相對而言,多晶硅的成本下降則是有限的。
據OFweek太陽能光伏網了解,目前全球唯一一家可提供量產出穩定且成熟的CIGS光伏組件的設備供貨商是德國Manz公司,其量產CIGS薄膜組件效率已達14.6%。更令業界震驚的是,2013年Manz公司與ZSW共同研發的最新CIGS薄膜電池的轉換效率達到20.8%,首次超過了目前市面上廣泛使用的多晶硅太陽能電池的效率。依此而論,CIGS薄膜太陽能電池的“春天”為時不遠了。
塞翁失馬,焉知非福。近年來歐美等國對中國光伏產品實施“雙反”調查大大阻礙了晶硅產品的發展。然而從另一個角度來看,這給薄膜電池帶來了難得的發展良機。
從發展前景上看,筆者認為在未來一段時間,薄膜發電還有很大的提升空間和潛力。就中國而言,除了國家政策的支持,市場“蛋糕”本身還很大。根據國家統計局數據測算,到2020年,我國城鄉房屋建筑面積約為890億平方米,以東、南、西墻墻面積的15%、屋頂面積的10%計,直接市場規模超過10萬億元,間接市場規模達30萬億元,相當于我國汽車市場的3-5倍。即使按照10%的轉化率和太陽能平均每年1300個發電小時計算,裝機規模相當于368個葛洲壩或45個三峽,可替代全社會30%左右的年用電需求。而對于薄膜發電技術尤其是CIGS技術來說,憑借其獨特的優勢,在光伏建筑一體化(BIPV)領域是極具市場競爭力的。
此外,不得不提的是,多晶硅電池的硅原料多控制在德國、美國、日本手中,這也使得多晶硅電池過度依賴海外市場。反觀以銅、銦、鎵、硒為主要制造原材料的CIGS薄膜電池,四種原材料最大產地恰恰是在中國,技術所需的原料進口依賴性自然也就小多了。
可以說,CIGS薄膜產業現在已經不再像“蒼蠅趴在玻璃窗上”——前途光明,道路沒有。相反,CIGS經過這些年的發展,雖遇到了瓶頸,但并沒有失去方向。據筆者了解,CIGS薄膜太陽能技術已被列為國家節能減碳的綠色環保型鼓勵型項目,成為了國家重點扶持的項目之一。同時,CIGS薄膜電池技術也是國家“十二五”重點發展項目,提高轉換效率、開發真空共蒸法電池制造技術、規模化制造關鍵工藝是加速CIGS技術發展及產業化的重要目標。
雖然云南石林1兆瓦的CIGS薄膜電站項目,經過一年多的運行,其良好的運營效果已然顯現。但是不能否認,其在全國范圍的推廣應用力度還遠不能和采用晶硅電池的電站數相比。此外,人們對CIGS電池研發的難度估計不足,機構在研發中缺乏配合,國家863重點科技項目保障機制缺乏等問題,也一直困擾著國內薄膜太陽能產業的發展。
筆者以為,以CIGS為主導的薄膜太陽能發電技術,打敗晶硅電池技術并非是“無聊的夢”。這也不單是薄膜企業需要努力的方向,更是整個薄膜領域所必須經歷的“黎明前的黑暗”。中國國內的CIGS產業相對起步較晚,在CIGS電池的研發上還有較長路要走。自主創新的同時,如何引進消化吸收國外先進技術,實現關鍵技術的突破以及設備的國產化,這些都還有待行業同仁去研究探索。