本刊記者 ■ 鵬飛
在光伏產業(yè)界,有關晶體硅太陽電池與薄膜太陽電池的爭論從未停息過,學術爭鳴,發(fā)展觀不同,這很正常。當前晶體硅太陽電池占據世界光伏市場的主導地位,這是事實,但科技進步一日千里,創(chuàng)新推動薄膜太陽電池成為光伏市場中的新角色,CIGS(銅銦鎵硒)就是薄膜光伏家族中的佼佼者。
左起:王曉義、林峻生、孫云
4月8日,全球著名的高科技設備制造商德國Manz 集團在北京中國大飯店召開新聞發(fā)布會,明確將向中國太陽能光伏市場輸出整線CIGS交鑰匙工程,包括太陽能薄膜電池生產線設備及生產技術。該技術使CIGS薄膜組件的量產模塊轉換效率突破14.6%,這將從另一種路徑上大大壓縮國內光伏發(fā)電平價上網的到達時點。
近兩年歐美對中國光伏產品出口的打壓,國內應用市場也未得到完全開發(fā),使傳統(tǒng)晶硅組件價格已下跌至瓶頸,且在技術提升等環(huán)節(jié)面臨巨大的壓力。為了加快推進光伏行業(yè)轉型升級,中國工信部陸續(xù)發(fā)布了“一、二批光伏制造企業(yè)183家準入名單”,對國內光伏企業(yè)的生產規(guī)模和產能,以及現有的生產工藝和新建企業(yè)的技術要求作出了明確規(guī)定,意在調整產業(yè)結構、促進行業(yè)技術升級。國內光伏廠商將面臨新一輪的洗牌。
在內憂外困之下,尋找產業(yè)突破已成為當務之急?!癕anz薄膜技術的新世界紀錄應當引起中國光伏企業(yè)的高度關注,因為這項技術是在降低成本的基礎上,一個新技術提升的轉折點?!盡anz公司亞洲區(qū)副總經理林峻生表示。
據了解,當前薄膜光伏技術研究的熱點在具有轉換率高、性能穩(wěn)定、制造成本低、零污染等特點的CIGS薄膜光伏技術方面。CIGS薄膜電池的主要制造原材料為銅、銦、鎵、硒,而我國稀土資源豐富,上述4種原材料最大產地均在中國,因此這項技術所需原料不需要依賴進口。與多晶硅電池相比,硅原料多控制在德國、美國、日本手中,而CIGS與晶硅太陽電池過度依賴海外市場的境況有極大區(qū)別。
據南開大學信息技術科學學院教授孫云介紹,由于CIGS技術路線的工藝和制備條件要求極為苛刻,同時大眾對它感到陌生,存在誤解,因此其產業(yè)化進程十分緩慢。但CIGS具有本征性寬帶隙的特點,使其對太陽光譜響應范圍比晶體硅、非晶硅薄膜電池等更寬,并且其弱光性好,發(fā)電時間長,光電轉換效率居各種薄膜太陽電池之首。其次,GIGS的功率衰減率和熱衰減率低,因此不同類型、同樣功率的光伏組件,CIGS理論上應該具有更高的發(fā)電量。而CIGS實際應用的事實是這樣嗎?
CIGS薄膜技術對光伏人士來說并不陌生,但其在國內的規(guī)?;瘧貌⒉欢嘁?。作為Manz CIGS薄膜技術在國內應用的第一個“吃螃蟹”者——北京桑林藍天自控技術有限公司開發(fā)的國內最大的云南石林1 MW CIGS并網光伏電站已經并網發(fā)電1年有余,Manz從電站運營中獲得了大量的CIGS薄膜電池運行數據,更加證實了CIGS技術產品有廣闊的技術提升空間和普及價值。
北京桑林藍天總經理王曉義在發(fā)布會現場現身說法。他表示,CIGS薄膜太陽能技術已被列為國家節(jié)能減碳的綠色環(huán)保型鼓勵型項目,也是國家重點扶持項目之一。其中以提高轉換效率、開發(fā)真空共蒸法太陽電池制造技術、規(guī)?;圃礻P鍵工藝為宗旨加速 CIGS 技術發(fā)展及產業(yè)化,說明國家將搶占新能源技術至高點的決心,符合國家產業(yè)指導精神。CIGS組件的特性決定了其在低光照條件下以及所有入射角度下都能實現出色的發(fā)電能力,適用于各種應用主體,如大型光伏電站、分布式電站及光伏建筑一體化(BIPV)。因此,CIGS勢必成為薄膜光伏發(fā)電技術的最佳選擇。
王曉義說,目前2012年7月投運的國內第一座CIGS并網光伏電站——石林1 MW電站使用Manz所生產的CIGS組件,1年后實測,電站系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定,并未檢測出CIGS組件有功率衰減現象發(fā)生;與相鄰同裝機規(guī)模的傳統(tǒng)晶體硅光伏電站實測對比,CIGS光伏電站的發(fā)電量高出晶硅光伏電站10%。事實上,國外CIGS光伏電站投運比國內早,王總說,西門子公司曾經對殼牌公司的CIGS光伏電站進行連續(xù)3年的運行監(jiān)測,結果沒有發(fā)現功率衰減。他透露,基于對CIGS不變的信心,一個新的3MW GIGS光伏電站將在山東興建。
把CIGS產品、技術甚至裝備制造工廠帶入中國的正是德國Manz公司。Manz憑借合作伙伴35年的CIGS相關經驗,以及于2012年初對德國Wurht Solar公司的收購,已成為目前世界唯一具有CIGS組件量產經驗的設備供貨商。
林峻生表示,Manz 的CIGS交鑰匙生產線采用線性共蒸鍍源,為世界獨有的高端工藝,在一定規(guī)模的產能下,通過 Manz 集團的核心技術所生產的CIGS組件良品率高達94%以上,效率大幅提升超過15.3%。更關鍵的是,以巨型玻璃為基礎并采用本地材料,得以大幅縮減材料成本及廠房建設成本?!癕anz成熟的技術團隊有最完備的經驗,能快速轉移技術至中國本土;以中國豐富的資源為基礎,利用本地材料、本地制造,是實踐 CIGS產業(yè)化的最佳快捷方式,同時能在本地創(chuàng)造具備價值的經濟體?!盋IGS技術創(chuàng)新日新月異,Manz公司CIGS交鑰匙生產線將承諾對客戶授權最新成熟核心工藝技術,使生產線保持在先進技術的前沿。
生產成本與規(guī)模息息相關,目前GIGS生產規(guī)模遠不及晶體硅太陽電池,但CIGS生產線產量達到560 MW時,與目前光組件平均的生產成本約4.5元/W相比,Manz CIGS交鑰匙生產線可將組件生產成本降至2.5元/W,設備投資達到1歐元/W。主因是Manz CIGS交鑰匙生產線能將工藝鏈縮短至1個車間內,能實時掌控產品生產流程,進而降低人力成本并提升材料使用率,有效削減總體投資成本,再加上利用本地材料、本地制造已達到最佳的成本控制。因此,以一定規(guī)模的Manz CIGS交鑰匙生產線所生產的CIGS組件將有可能大幅降低太陽能發(fā)電成本。以此CIGS組件安裝的一定規(guī)模的光伏電站發(fā)電成本將接近中國居民生活用電電價,甚至更低,光伏發(fā)電平價上網將有可能在中國早日實現。
面對中國光伏產業(yè)技術路線結構單一,CIGS產業(yè)化還處于起步階段的現實,德國Manz集團再次握手中國光伏產業(yè)界,走CIGS薄膜技術路線,發(fā)揮其雄厚技術底蘊和裝備制造能力優(yōu)勢,打造中國光伏升級版的全新產業(yè)鏈。站在未來新能源的技術制高點,Manz CIGS薄膜光伏交鑰匙生產線將是實現中國光伏發(fā)電平價上網的最佳投資路徑選擇之一。