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2014-06-27 17:58来源:北极星太阳能光伏网(独家)关键词:孙云晶硅组件CIGS(铜铟镓硒)收藏点赞
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记者:国内CIGS生产厂家目前的电池产品包含Cd这一成分吗?
孙云:目前,国内CIGS生产厂家如汉能、孚日等生产的产品应该是含有Cd的,在国内尚未见到无Cd产品的报道。因为含Cd的CIGS产品转换效率相对较高,比无Cd的转换效率大致要高1~2个百分点。另外,CIGS电池组件中所含的Cd元素微乎其微,没有人们想像的那么严重。特别是厂家若能够将破损和失效的太阳电池组件负责回收集中处理,人们就更没有必要对此担心了,当然能够向社会提供无Cd电池更好。
记者:与晶硅电池(组件)相比,CIGS薄膜电池的优点主要有哪些?哪些优点更适合市场化应用?
孙云:从电池本身来说,优点还是比较多的,第一,成本低;第二,制造过程能耗低;第三,转换效率高;第四,弱光响应好,输出功率高于晶硅电池;第五,可制成高比功率的柔性电池,具有更广泛的应用空间。
我们说的低成本是从科学角度来讲,目前成本高是由于该电池产业化技术还处于孵化期。该产品是在廉价的玻璃、不锈钢箔或高分子聚酰亚胺衬底上沉积太阳电池各层薄膜,几层薄膜加在一起大约3~4微米,贵重原材料消耗极少。晶硅电池片则需要200微米,只有如此厚度,才能够将太阳光基本吸收干净。否则,将会有一部分光未被吸收而透过,影响其光电效率。将硅锭切成片,锯缝下来的硅粉不可再回收,因为这里含有很多金属成分很难再生提纯。因此每一片都要从硅锭上切下300微米,相当于有1/3硅原料被损耗。
晶硅电池从硅原料到商品化的电池组件,是由社会化的产业链完成,可实施专业化大规模生产,目前产品销售价格已经降到极致,产品利润被产业链各环节的企业所分摊。而CIGS电池整个产业链在一个车间内完成,玻璃和基本原材料进入车间经过加工,出去的是电池组件直接提供给光伏电站,各个工艺环节可在车间内调节,减少了物流成本,而且组件成本可控,利润空间会更大。
能耗低表现在CIGS电池组件的生产过程,过高的温度会使玻璃承受不了。对于高分子聚合物衬底上制备轻质柔性CIGS电池组件,只能在450℃温度以下短时间内完成。而晶硅电池从硅原料到组件,其能耗远高于薄膜电池。
多晶硅电池转换效率的实验室世界纪录很长时间保持在20.5%,CIGS电池转换效率的世界纪录,最近两年连续被多家企业或研究机构刷新,目前已达到21%(由德国Solibro-汉能创造)。产线生产的CIGS玻璃电池组件平均效率已达到13%~14%,而光伏市场主流产品多晶硅电池组件平均效率为15%~16%,单晶硅电池组件平均效率为16%~17%,从CIGS的发展态势来看,产线组件平均效率超过晶硅电池将是指日可待。
由于CIGS薄膜的光吸收系数是目前所有光伏材料中最高的,其太阳电池的光谱响应也非常宽,在1000nm波长处仍有很高的量子效率。有试验结果表明,同一地点、相同功率的光伏电站,年发电量高于晶硅电池10%。以相同功率价格安装的电站,同样功率的电站带来的收益额外增加10%,而且稳定不衰退,表明其光电性能及商业价值十分突出。
我觉得,市场化应用方面,CIGS电池一方面具有低成本、高转换效率、抗辐射能力强、稳定不衰退等特质,应用在分布式电站具有很好地市场竞争力潜质;由于其外观色调柔和高雅,而且弱光响应好,也非常适合于高端建筑物的BIPV玻璃幕墙;另一方面,不锈钢箔或聚酰亚胺衬底的柔性电池,不仅保留了玻璃衬底电池的优良性能,而且重量轻、可卷曲折叠、不怕摔碰,更适合于便携式移动电站;按要求剪裁制作成大小不同组件,应用更为灵活。可镶嵌在帐篷屋顶上,也可折叠起来随身携带,随时就地打开为笔记本电脑、打印机及移动式通讯设备供电;还可镶嵌在服装上,在阳光下为随身携带的电子设备充电。聚酰亚胺衬底CIGS电池,其功率重量比可达到1500W/Kg(未封装),是目前所有太阳电池无法比拟的。除了与不锈钢箔CIGS电池有一样的应用之外,还具有优异的空间性能,是某些航天飞行器的首选。因此,柔性CIGS电池无论是军用还是民用都具有广阔的前景和巨大的市场需求。
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