登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
环境与能源问题一直是受国际关注的热点问题,人类对可持续能源的需求变得十分迫切,中国政府在“十二五”规划中对新能源提出了具体的发展目标。在新能源领域,太阳能光伏发电占据了重要的位置。
光伏产业发展迅猛,光伏产品应用具有多样性,这些为薄膜太阳能电池提供了发展机遇,但薄膜太阳能电池仍面临着很大的挑战:对于一些化合物材料的物理科学问题缺少充分的理解,工艺技术有待创新改进,还需要新材料和新结构来替代贵材料和毒材料,尤其是化合物薄膜电池,关键精密设备与工艺的集成度有待深入研究开发。
薄膜太阳能电池产量创下新纪录
近些年太阳能光伏发电技术发展迅猛,过去10年间世界光伏电池和组件的产量年增幅大于35%。根据Solarbuzz最新年度光伏市场报告,2010年全球光伏市场安装量达到18.2GW,比2009年增加139%。从产值看,2010年光伏产业全球营收达到820亿美元,与2009年相比增幅达105%。2010年全球前5大光伏市场国家为德国、意大利、捷克、日本和美国,这5个国家占据全球安装量的80%,日本和美国的光伏市场增长速度很快,年增长分别达到101%和96%。
总体而言,2010年世界上有100多个国家为光伏产业的迅速增长做出了贡献。另外,从产量看,2010年全球太阳能电池产量达到 20.5GW,中国大陆和中国台湾的电池产量占全球总产量的59%。从厂商出货量看,尚德电力和晶澳太阳能并列第一,紧随其后的是美国第一太阳能。其中薄膜太阳能电池占全球太阳能电池总产量的13.5%,这也是光伏市场薄膜电池产量的新纪录。
目前在光伏市场上薄膜太阳能电池的产品类型主要有CdTe薄膜电池、硅基薄膜电池和CIGS薄膜电池。这些薄膜太阳能电池根据衬底材料可以分为刚性(即玻璃衬底)电池和柔性(不锈钢或聚酯膜衬底)电池。其中柔性电池的优点是可折叠、重量轻、不易碎。与常规的晶体硅太阳能电池相比,这些薄膜电池使用材料很少,构成太阳能电池的薄膜材料厚度不超过5微米,而晶体硅电池厚度约180微米~200微米。各种材料薄膜太阳能电池以其特有的优势和逐渐成熟的工艺技术占有了光伏市场的一席之地,而且成长速度非常快。
工艺、材料是规模化生产最大瓶颈
薄膜太阳能电池因为廉价的衬底材料(如玻璃、不锈钢、聚酯膜),有柔性,材料禁带宽度可调控,组件温度系数低等优点很受瞩目,在光伏市场的应用规模逐渐扩大,2010年已经占13%以上的市场份额。各种薄膜电池都有一些瓶颈问题尚未解决。
目前硅基薄膜太阳能电池,无论单结、双结还是三结电池,制造工艺都是采用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)方法,真空腔的清洗基本是氟化物(SF6或NF3),排出物是含氟气体。荷兰科学家Rob van der Meulen等在2011年第19期的Progress in photovoltaics:Research and Applications上发表文章称,这种含氟气体对环境造成的温室效应比CO2高17200~22800倍。太阳能光伏发电一直以来被认为是绿电,那么在制造环节中也应该采用绿工艺。对于硅基薄膜电池厂商来说,有寻找新的清洗气体替代当前的氟化物的方案,降低温室气体排放。另一种方案是尽快提高电池的转换效率,当稳定效率达到12%~16%,才有可能补偿排放的温室气体对环境的影响。此外由于硅薄膜组件效率低(5%~7%),在光伏系统应用中单位发电功率占地面积几乎是晶体硅组件(效率为13%~15%)的2倍,相应地,BOS的成本也要增加,可见提高硅基薄膜组件的光电转换效率是赢得市场的重要条件。
最近几年,更多的人开始关注CIGS薄膜太阳能电池,量产化成功的案例是日本的SolarFrontier(前身是Showa Shell),技术和设备是自主开发的。其CIGS薄膜的技术路线是溅射加后硒化处理,核心就是后硒化处理。由于硒化过程采用有毒气体,硒化设备的设计非常重要,而市场上没有专业的硒化设备供应商。此外采用蒸发技术制备CIGS薄膜遇到的问题是如何做到大面积薄膜的均匀性和可靠性,包括薄膜的微结构、光学、电学和厚度等的均匀性和可靠性。除了上述技术上的难题,原材料In也是人们议论的焦点之一。In是贵金属,地球上材料丰度小,可能会限制这类电池的大规模生产。这就对新材料的开发提出了高的要求。PV-tech.com网站2011年5月报导瑞士科学家在柔性塑料衬底上制备出18.7%转换效率的 CIGS电池,柔性电池的主要优点是可以采用卷对卷工艺来降低制造成本。上图给出了美国Global Solar公司的产品示意图。柔性电池产业化道路上的主要障碍是如何在低温条件下制备性能优良的薄膜。
美国第一太阳能对CdTe薄膜电池技术严密封锁,其他欲进入该领域的企业在量产化过程中困难重重。
目前中国的薄膜电池企业大部分在硅基薄膜领域,也有一些企业开始进入CIGS和CdTe薄膜电池领域。这些企业比较普遍的做法是关键设备和原材料从国外进口,由于缺少核心技术,遇到的问题是整条生产线各种设备的兼容性不理想,设备与工艺的集成度不高,导致产品良品率低,成本难以下降,市场竞争力弱。
三类薄膜电池齐头并进各有千秋
当前普通晶体硅太阳能电池光电转换效率约为16%~18%,实验室最高效率是25%(面积4cm2)。双结硅基薄膜太阳能电池的实验室最高效率为11.9%(1.227cm2),产品效率8%~9%;CIGS电池和CdTe电池的实验室最高效率分别为20.1%(面积0.503mm2)和 16.7%(面积1.032cm2),这两种化合物电池产品效率分别为7%~11%和8%~11%。
我们知道太阳能电池在应用时都要封装成组件。当晶体硅电池封装成光伏组件后,由于受封装材料(如玻璃、EVA等)限制,有光学损失和电学损失,组件的光电转换效率还要降低1~3个百分点左右。而薄膜电池因其工艺的集成度高,从电池到组件几乎是同步完成的,转换效率几乎没有损失。可见高品质的薄膜光伏组件可以达到晶体硅光伏电池的性能。晶体硅电池中硅材料占总成本的30%~50%,电池成本严重受限于产业链上游材料的质量和数量。相较而言薄膜电池因使用原材料少、工艺集成度高、成本低、柔性可弯曲等特点有独特的发展空间。
硅基薄膜太阳能电池
商品化硅基薄膜太阳能电池有单结、双结和三结结构,光电转换效率分别为5%~6%、6%~8%、7%~10%,主要生产单位有美国的 United Solar System公司,欧洲的VHF-technologies公司,日本的Kaneka、Sharp、Sanyo、三菱等公司,中国的有天威薄膜、新奥、普乐新能源、南通强生、常州畅源、泉州金太阳、深圳拓日、天津津能、浙江正泰、合肥荣事达等。
硅基薄膜电池的制备工艺主要是化学气相沉积技术,分为射频等离子体增强的化学气相沉积、甚高频等离子体增强的化学气相沉积、热丝化学气相沉积、热丝催化等离子体化学气相沉积、微波等离子体化学气相沉积、脉冲等离子体化学气相沉积等多种,电池生产工艺分为单室多片、多室单片和连续卷对卷技术。设备供应商主要有Oerlikon、Applied Material、Ulvac、Evatech、Leyhold optics、EPV、Energosolar、BudaSolar、Nano PV、华基光电、北仪创新、普乐新能源、思博露科技。这意味着硅基薄膜太阳能电池从设备到工艺技术已经相对成熟。硅基薄膜电池发展遇到的难题是在低成本的前提下如何提高光电转换效率到15%,这样才会有较强的市场竞争力。
CIGS薄膜太阳能电池
在薄膜类太阳能电池中CIGS电池具有最高的实验室光电转换效率,2010年德国Stuttgart的ZSW研制了效率为20.3%的单结电池,这是新的世界记录,为CIGS薄膜电池的产业化发展增强了信心。因为CIGS多晶薄膜禁带宽度在1.06eV~1.63eV范围内可调控,而且材料的吸收系数高,是非常理想的太阳能电池材料。这类电池的衬底材料可以选择玻璃、不锈钢或者聚酯膜,都是廉价材料。商品化CIGS电池的转换效率在 7%~11%,日本的Solarfrontier是目前国际上规模最大的CIGS电池制造商,产能达900MW。还有Honda Motor Company,德国的Wurth Solar、Shell Solar、Solarin等,美国的Global Solar、Daystar Technologies、Nanosolar、Miasole等,中国主要有山东孚日、苏州高赛等。
CIGS薄膜太阳能电池的制备工艺有真空技术和非真空技术,真空工艺主要有溅射和蒸发。对于溅射方法制备的CIGS薄膜需要后硒化处理改善薄膜的性能。非真空技术可以大大降低电池的制造成本,但电池的性能和效率低下。市场上CIGS光伏产品基本是真空工艺完成的,这样可以保证较高的转换效率和稳定性。与硅基薄膜电池不同,CIGS电池专业的设备供应商还很少,而且到目前为止还没有成功量产化的案例,这需要生产者的团队具备较强的工艺技术实力,以及设备开发与整合能力。日本Solarfrontier公司的设备和工艺都是自主开发的,设备是不在市场销售的。其他各家也基本如此。中国企业基本是花大价钱购买国外设备,但设备不代表工艺技术,也就意味着不一定能成功量产。
CdTe薄膜太阳能电池
在光伏电池制造领域,提高光电转换效率和降低生产成本是永远的主题。随着先进制造装备、革新材料、新器件结构的不断出现,电池的效率在迅速提升,成本也在急速下降。美国的第一太阳能(First Solar)已经成了这个行业的领跑者,该公司2009年是世界上最大的太阳能电池制造商,2010年产量达到1.1GW。这类电池的吸收层即CdTe薄膜的性能至关重要,其制备方法有近空间升华法、电沉积法、PVD、CVD、丝网印刷、溅射等,规模化生产应用比较成熟的技术是近空间升华法。当然因为这种电池所用的关键材料为Te和Cd而备受业界质疑。Te的储量有限,Cd是剧毒材料,二者形成化合物CdTe后是无毒的。这类电池的生产企业主要有美国的 First Solar、BPsolar、EPIR Tecieshnolog,德国的Antech公司、Siemens,日本的matsushita battery,中国四川的阿波罗、杭州的先进太阳能公司等。由于制造技术主要集中在美国和德国,市场上没有专业的设备供应商,限制了其全球范围的大规模生产。可见如果没有自主开发的核心技术,短时间内是很难成功实现CdTe薄膜电池的规模化生产。不过,我们可以从美国第一太阳能公司的发展历程中学到些东西。
美国第一太阳能公司成立于1987年,最初生产非晶硅薄膜电池,1990年开始转移到CdTe电池,1992年制造出了第一个 120cm×60cm的光伏组件,随后发布建立10MW的生产线,2004年年底产能达到了25MW。其最早供应到市场的组件效率在6.2%~6.9%,面积约0.72m2。研究其发展历程不难发现,其产品良品率在逐年上升,从2003年的70%到2007年的90%,预计到2015年将提升到95%。同时,随着技术的进步,其每条生产线的产能已增加到60MW,效率提高到了11%,成本降低到了0.7美元/W左右。预计到2013年产能将达到69MW /line,CdTe薄膜厚度减薄到1.8微米,效率达到11.7%,制造成本锐减到0.66美元/W,稀有元素Te的用量从2007年的260吨/GW 将下降到120吨/GW。在2011年5月欧洲大型光伏展览中,第一太阳能宣布随着在德国新工厂的建立,其产能达到里程碑式的4GW。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
5月20日,钧达股份发布公告称,公司于2024年5月17日收到了中国证监会就公司申请发行境外股份(H股)并在香港联合交易所有限公司上市事项出具的《关于海南钧达新能源科技股份有限公司境外发行上市备案通知书》。本次公司拟发行不超过87,167,800股境外上市普通股并在香港联合交易所上市。
5月14日,美国贸易代表办公室(USTR)发布301调查4周年审查报告,并发布对中国301关税行动声明,拜登政府拟对约180亿美元商品增收关税,包含电动车、太阳能电池、半导体、钢铁、铝等,同时维持川普时代超过3000亿美元商品的关税。据路透社报道,USTR称本次关税提升预计90天内生效。其中太阳能电池方面
据美国白宫5月14日官网披露,美国总统拜登宣布提高钢铁和铝、半导体、电动汽车、电池、关键矿产、太阳能电池、船岸起重机和医疗产品等战略部门的关税,旨在通过提高对中国进口产品的关税来保护美国本土制造业。其中太阳能电池方面,公告显示,2024年太阳能电池(无论是否组装成模块)的关税率将从25%提
近日,韩华集团(Hanwha)内部合资企业FlexellSpace与仁荷大学签署了谅解备忘录,以加强太阳能电池技术在卫星领域的合作应用。根据该业务协议,仁荷大学和韩华SystemsFlexelSpace将携手开展卫星设计创新技术合作。它表示将努力开发国内航天工业细分产品并确保全球领导地位。此前,仁荷大学航空航天工程系
5月8日,爱旭股份发布公告称,公司下属子公司于5月7日收到与资产相关的政府补助资金1.5亿元,占公司2023年度经审计净资产的比例为1.73%。本次收到的政府补助属于与资产相关的政府补助。同时,爱旭股份发布2024年一季度业绩报告显示,公司实现营业收入25.14亿元,同比下降67.55%,实现归母净利润-0.91亿
据广州海关5月7日消息,该关近日研究制定16条促进新质生产力发展措施,将从促进产业科技创新、支持建设高能级高开放平台、提升产业链供应链韧性等多方面,持续强化监管、优化服务,促进新质生产力发展。在促进产业科技创新方面,支持符合免税资质的科技创新主体享受相关税收政策。聚焦高水平科技创新等
据广州海关7日消息,该关近日研究制定16条促进新质生产力发展措施,将从促进产业科技创新、支持建设高能级高开放平台、提升产业链供应链韧性等多方面,持续强化监管、优化服务,促进新质生产力发展。在促进产业科技创新方面,支持符合免税资质的科技创新主体享受相关税收政策。聚焦高水平科技创新等重
5月7日,钧达股份披露投资者关系活动记录表,在活动中,钧达股份表示,2024年一季度,公司积实现电池产品出货10.08GW(P型1.52GW,N型8.56GW),同比增长109.56%;实现营业收入37.14亿元,归母净利润1975.41万元;实现海外销售4.31亿元,海外销售占比达11.62%。一季度,钧达股份海外销售占比持续提升,
日前,道琼斯公司OPIS对太阳能光伏组件的供应和价格趋势进行分析。本周单晶PERCM10和TOPConM10电池片FOB中国价格延续跌势,分别报每瓦0.0417元和每瓦0.0494元,较前一周下跌5.01%和4.45%。本周,单晶PERCG12的FOB中国价格趋于稳定,保持在每瓦0.0448美元。这种稳定可归因于最近在中国启动的几个地面安
4月27日,聆达股份发布业绩公告称,2024年第一季度公司营收约2840万元,同比减少86.91%;归属于上市公司股东的净利润亏损约4286万元。值得一提的是,4月15日,聆达股份发布关于子公司继续停产及风险提示公告,公告称,鉴于金寨嘉悦PERC高效太阳能电池片产品市场情况及公司供应链、销售、劳动力组织等各
4月25日,弘元绿能发布2023年年度报告,报告指出,公司营业收入118.6亿元,净利润7.4亿元,同比分别下降45.87%和75.58%。分季度看,去年前三季度,弘元绿能均实现盈利,不过,到了第四季度,公司营收规模降至22.8亿元,净亏损5.78亿元,该季度,公司经营活动产生的现金流量净额仍有1.84亿元。此外,弘
2024年5月15日,应美国太阳能制造贸易委员会(AmericanAllianceforSolarManufacturingTradeCommittee)于2024年4月24日提交的申请,美国商务部宣布对进口自柬埔寨、马来西亚、泰国和越南的晶体硅光伏电池(无论是否组装成模块)(CrystallineSiliconPhotovoltaicCells,whetherornotassembledintomodule
商务部新闻发言人14日表示,5月14日,美方发布对华加征301关税四年期复审结果,宣布在原有对华301关税基础上,进一步提高对自华进口的电动汽车、锂电池、光伏电池、关键矿产、半导体以及钢铝、港口起重机、个人防护装备等产品的加征关税。中方坚决反对并严正交涉。美方出于国内政治考虑,滥用301关税复
5月11日,安徽省经济和信息化厅发布关于《安徽省先进光伏和新型储能产业创新能力提升行动方案(2024-2027年)》(征求意见稿)公开征求意见的公告,公告指出,重点围绕隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)、异质结(HJT)、背接触(XBC)等N型高效光伏电池片技术进行研制和突破,前瞻布局钙钛矿电池、晶硅薄
5月6日上午,甘肃省委书记、省人大常委会主任胡昌升莅临正泰新能酒泉基地2GW高效晶硅电池项目制造基地,调研指导项目建设、企业发展运行,正泰集团董事、正泰新能源董事长、正泰新能董事长兼总裁陆川博士,正泰新能酒泉基地负责人任伟等热情接待。胡昌升书记深入正泰新能酒泉基地电池C1车间,实地调研
2024年5月6日,忻州市委书记朱晓东率领市领导温建军、马志强,市政府秘书长张艮生及市直相关部门负责同志,深入一道新能忻州基地,就企业安全生产、项目建设、污水处理等关键工作进行了全面而细致的调研。一道新能忻州基地总经理吴新荣携各部门负责人全程陪同,并就公司的运营状况、发展规划、要素保障
5月8日,ST聆达发布公告称,公司于近日收到三位独立董事刘黎明、林善浪、何少平共同提交的《督促整改意见函》,提出多项督促意见和整改措施,以促进企业合规经营,切实维护全体股东、特别是中小股东的利益。三位独立董事首先督促公司依法配合大连证监局开展整改相关工作,按照大连证监局下发的《关于对
西班牙当地时间5月7日下午(北京时间5月8日凌晨),全球领先的太阳能科技公司隆基绿能在西班牙马德里重磅发布了晶硅电池效率新纪录与全新一代超高价值组件产品Hi-MO9。隆基绿能创始人、总裁李振国,隆基绿能副总裁佘海峰,隆基绿能首席科学家、中央研究院副院长徐希翔博士,及全球客户代表、媒体记者等
近期,凤阳正泰太阳能科技有限公司年产12GW高效N型光伏电池、12GW高效光伏组件生产基地项目环境影响评价第一次公示。凤阳正泰太阳能科技有限公司年产12GW高效N型光伏电池、12GW高效光伏组件生产基地项目环境影响评价第一次公示凤阳正泰太阳能科技有限公司委托安徽沄湍环境科技有限公司承担“凤阳正泰太
4月30日,宝馨科技发布2023年年度报告。报告显示,2023年,宝馨科技新能源业务营收占比由2022年的35.44%,已增至2023年的42.02%,产业布局逐步形成。其中,光伏电池、组件及配套产品销售收入同比增长243.95%。宝馨科技不断加大光伏先进产能的研发和投资。2023年5月,怀远基地二期6GW高效异质结电池及组
4月25日,江苏省盐城市盐都区重大项目开工及签约活动举办,总投资50亿元的昱辉光能项目正式开工。据了解,此次开工的昱辉光能项目共分二期建设,一期新上10GW光伏组件以及边框、支架、焊带等配套项目,二期新上10GW光伏电池片项目,项目的顺利开工,是我区新能源产业建链强链的又一重要成果。
4月26日,安徽凤阳县人民政府发布了《凤阳正泰太阳能科技有限公司年产12GW高效N型光伏电池、12GW光伏组件生产基地项目环境影响评价第一次公示》。根据公示显示,正泰新能在安徽滁州市凤阳县创业路临淮关地区规划用地1000亩,建设12GW高效N型光伏电池、12GW高效光伏组件生产基地项目的车间、动力站、废
5月16日,海泰新能曹妃甸基地工厂成功举行下线仪式,标志着公司最新一款210R高效光伏组件正式面世。组件210R-66在保持宽度1134mm不变的情况下,将长度从2278mm提升至2382mm。在功率和效率上实现全新突破,输出功率达到625W,转换效率达到23.14%。组件性能的提升,也实现了电站运维成本的降低,以及BOS
26年了,一路陪伴英利的老朋友们,你们过得好吗?也许,您认识英利多年,一直与英利有合作;也许,您的电站用的恰好是英利组件;也许,您知道英利,却不曾见过面;又也许,您与英利有过数面之缘……无论您是客户、业主、经销商,还是供应商或合作伙伴,如果没有您的支持,难以想象,英利如何在26年中不
近日,国华投资2024年第一批光伏组件设备集中采购公开招标结果公示,正泰新能揽获第二标段,将为国华9个电站项目供应不少于665.55MWASTRON系列组件,增添“光伏+”实例。国华能源投资有限公司(简称“国华投资”)隶属于国家能源集团,是集风电、光伏、氢能、综合智慧能源、产业基金投资业务于一体的综
5月17日,中国电力建设河北围场30MW光伏总承包项目光伏电池组件采购项目入围公布,中标企业为华阳集团(阳泉)新能源销售有限公司。
5月16日下午,中央统战部副部长、全国工商联党组书记徐乐江同志一行莅临湖北京山,湖北省委统战部副部长、党组书记庄光明、京山市委书记张勇等陪同考察,对一道新能京山基地的智能化制造水平和创新实践进行深入调研。一道新能副总裁周宪彪、一道新能京山基地总经理李聪对一道新能京山基地的智能化产线
5月17日,国华投资2024年第一批光伏组件设备集中采购招标中标结果公布,标段1中标企业通威太阳能(合肥)有限公司,中标价格34766.291560万元,单价0.869元/W;标段2中标企业正泰新能科技股份有限公司,中标价格57176.985648万元,单价0.859元/W。国华投资2024年第一批光伏组件设备集中采购公开招标项
5月15日,新疆乌鲁木齐市人民政府发布中部合盛硅业硅基新材料产业一体化项目年产20GW光伏组件项目的规划批后公示牌。根据公示显示,该项目建设地址位于新疆乌鲁木齐甘泉堡经济技术开发区(工业区),建筑面积为457242.77平方米。2023年4月20日,合盛硅业发布公告,拟通过全资子公司中部合盛在乌鲁木齐
5月16日,浙江省舟山市人民政府发布关于印发舟山市推动大规模设备更新和消费品以旧换新若干举措的通知。通知提出,推进报废汽车、退役光伏组件、废旧家电、废旧电池、废旧轮胎等再生资源分类利用和集中处置利用。原文如下:舟山市推动大规模设备更新和消费品以旧换新若干举措为贯彻落实国家和省决策部
5月16日,嘉兴市南湖区人民政府关于印发南湖区推动大规模设备更新和消费品以旧换新若干举措的通知,通知指出,大力推进汽车零部件、通讯设备、文办设备等再制造产业发展,强化再制造新技术、新工艺、新材料研发工作,推动组建汽车零部件再制造研究中心。(区经信商务局、区发改局)强化退役动力电池在
北极星太阳能光伏网获悉,5月16日,兆新股份发布《关于终止2024年度以简易程序向特定对象发行A股股票事项的公告》,并表示公司结合目前资本市场环境、公司实际情况及公司发展规划等诸多因素的考虑,经与相关各方充分沟通及审慎分析后,决定终止2024年度以简易程序向特定对象发行A股股票的相关事项,并
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!