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目前全球太阳能系统仍以晶硅电池为主,晶硅电池的市场占有率超过90%。但随着光伏行业的多元化发展,未来光伏建筑一体化的推广以及国家对节能建筑的鼓励,薄膜太阳能电池开始逐渐占据了一些市场,于去年渐渐回到了行业视线之内。在《能源技术创新“十三五”规划》中,研发出稳定、环保、低成本铜铟镓硒(CIGS)产业化技术作为化合物半导体能源材料的主要研究目标,内容包括研究低成本CIGS薄膜太阳能电池产业化成套关键技术,实现CIGS薄膜太阳能电池组件的规模化生产。在政策的鼓励以及驱动下,薄膜类企业开始进行市场布局,希望占据更多的光伏发电市场。
初显竞争力的CIGS
CIGS由铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)四种元素按最佳比例构成,叫做铜铟镓硒薄膜太阳能电池。该产品具有光吸收能力强,发电稳定性好、转化效率高,白天发电时间长、发电量高、生产成本低以及能源回收周期短等诸多优势。德国太阳能与氢能研究中心(ZSW)于去年刷新了CIGS的转化效率,目前的世界记录是22.6%,通过Manz集团与神华集团及上电电气共同成立的合资公司-苏州曼兹新能源装备有限公司(以下简称曼兹新能源装备),曼兹新能源装备将得以在中国独家销售德国Manz集团的CIGS太阳能组件生产设备整厂解决方案-CIGSfab,并以此在研发上也能取得ZSW在CIGS的研发技术,目前Manz集团在德国的CIGS组件试验量产线上,效率已经达到16%。Manz集团亚洲区薄膜太阳能总经理林峻生表示“Manz拥有CIGS成熟的技术和经验并愿意与客户分享帮助客户实现规模化生产;同时,CIGSfab产能具有极高的扩展性,即便购置65MW的客户日后需要进行产能扩建,CIGSfab可以最大程度的降低因扩产而可能引起的延期风险;另外,Manz的项目也证实了CIGS组件的高可靠性。”
(CIGS)
CIGS在光电建筑一体化方面的应用是晶硅组件无法比拟的优势,随着CIGS转换效率的提升,以CIGS为玻璃幕墙所构建的光电建筑电力自给自足的比例越来越大。根据国家统计局数据测算,到2020年,我国城乡房屋建筑面积约为890亿平方米,以东、南、西墙墙面积的15%、屋顶面积的10%计,直接市场规模超过10万亿元。按照10%的转化率和太阳能平均每年1300个发电小时计算,可替代全社会30%左右的年用电需求。而对于薄膜电池来说,凭借其独特的优势,在光伏建筑一体化(BIPV)领域是极具市场竞争力的。林峻生表示“Manz现在生产的CIGS组件已经有很多建筑运用到了玻璃幕墙的构建,瑞士的几栋酒店和办公楼就是用CIGS组件做的玻璃,纯黑色的外观使其成为了当地的标志性建筑。”
CIGS的市场化之路
随着全球光伏发电市场规模的迅速扩大,很多国家都将光伏产业作为新的经济增长点,而传统晶硅组件效率的久未突破使得CIGS开始发力组件端市场。与发展了四十年的晶硅组件相比,薄膜CIGS还太过年轻,市场对于CIGS的接纳程度还不够高。那么,我们是不是可以猜想:随着薄膜技术的不断改良以及企业与资金流的注入,CIGS的生产规模将会不断扩大,宛如当年的单晶组件一样,通过产能的释放带来性价比的提升。
在谈及对CIGS的未来预期时,Manz集团亚洲区薄膜太阳能总经理林峻生表示“假如CIGS也能像晶硅组件一样有着几十GW的规模,未必不会成为市场的主流选择。从成本来说,Manz300MW的CIGS生产线,成本可以做到0.35美金每瓦;1GW的CIGS生产线,成本可以做到0.25美金每瓦。从效率来说,Manz将试验线与生产线进行分离,试验线利用实验室技术,找到效率与成本的最佳结合点,生产性价比最高的CIGS,然后交付生产线;通过对实验室技术的不断改进,以每年0.5%~1%的速度,在降低成本的情况下提升转换效率,在未来五到十年内争取超过晶硅组件的转换效率。”
未来薄膜CIGS的前景是广阔的,但行业对其性价比的不认可严重制约了CIGS的发展道路。制造业成本的下降除却技术的突破外,产业化的实现也是降低成本的有效措施。正因为看到了CIGS市场化的关键点,为了加快推进CIGS的市场占有率,Manz与神华集团、上海电气达成了深度战略合作,除了共同出资成立装备合资公司外苏州曼兹新能源装备有限公司,也成立研发合资公司神华(北京)光伏科技研发有限公司与。神华北京注册资本为12.25亿元,神华集团下属研究所出资7.35亿元,占股60%,上海电气出资2.45亿元,占股20%,Manz出资1.84亿元,占比15%。
在合作模式上,Manz提供ZSW开发的最新技术,神华集团提供本土化科研成果以及一定的市场销售,上海电气提供有力的资源支撑以及本土化的相关材料;通过三强合作,快速推进CIGS的降本增效,为CIGS的市场化进程提供更多助力。林峻生表示“Manz将会交付两座CIGSfab,44MW为研发生产线而306MW为CIGS组件的量产生产线,通过内销与外售的方式,让更多的企业认可薄膜CIGS。通过Manz交付的第一单,希望更多的企业看到薄膜CIGS的价值与未来,然后加入到这个产业中来,进一步释放产能,降低制造成本,加快CIGS产业智能制造的本地化进程,在组件生产技术以及制程上开发出更适合本地的产品,希望做到与晶硅组件的分庭抗礼,推动中国薄膜电池的前进之路。”
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近日,德国光伏和电子设备制造及自动化专家ManzAG表示,将与其中国合作伙伴上海电气集团和神华集团共同建设太阳能薄膜电池(CIGS)组件生产工厂。据了解,该工厂总装机容量可达306兆瓦,已经于1月4日正式开工建设。据相关人员透露,该工厂将于第三季度末完成,2019年中期开始生产。该公司表示,工厂建
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