当前全球经济正处于第三次能源革命时期,人类经济社会的发展,对能源的需求与日俱增,随着化石能源日渐消耗,新能源逐步替代传统能源已是不可逆转的趋势。回看今天的新能源,光伏是唯一的一个单依靠技术进步便能获得能源产出效率提升的能源行业。且随着技术进步,成本还将不断下降,这也是任何一个新能源所不能比拟的。当技术突破临界值,人类的能源结构也将随之改变,光伏发电量超越煤炭或石油的那一天一定会到来。
我国在“十二五”太阳能光伏规划中把CIGS(铜铟镓硒)薄膜电池技术列入国家产业化大纲。力图从另外一条薄膜技术路线实现新的突破,这是国家从能源安全战略角度和抢占新能源技术制高点而制定的未来发展的重大科技项目。
一、CIGS薄膜电池产品描述
是由Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)四种元素构成最佳比例,普通建材玻璃作为底材,用特殊的工艺技术将四种不同的金属元素雾化或电镀到玻璃板上的黄铜矿结晶薄膜为吸收层的太阳能电池。
它的产品特点为:发电量比单多晶硅高,原材料易于获得而价格低廉,产业链短,生产过程中无污染,能源回收期短等优势。现已成为光伏能源技术追逐的制高点。
二、CIGS薄膜电池技术描述
该技术在欧、美、日已经产业化,在我国还是空白。其原因是,该技术要求高端装备配套,主流工艺路线是真空共蒸镀法或电镀法。共蒸镀法是要求四种元素在相同温度下融化后,均匀复合在玻璃上,形成电池片。这种方法技术难度高,控制不好,良品率会大幅下降。
三、CIGS性能技术指标与成本
近年来CIGS技术性能大幅提高,以德国Manz AG公司最新技术突破转换率为例:在2012年初,量产转换率为12%,在2012年9月份宣布为14.6%,预计在2015年将达到15.3%。实验室转换率最高为20.8%(德国氢能太阳能研究所数据)。每年按0.8%—1%的转换率提升,在未来十年内该技术还有上升空间,不会被淘汰。在2015年,当生产规模达到560兆瓦时,CIGS产品直接成本为2.5元人民币每瓦,达到2000兆瓦时,为1.8元人民币每瓦。因此,CIGS技术在产品成本上是有绝对优势的。CIGS薄膜电池产品将是我国平民百姓消费得起的新能源。
四、CIGS市场前景及国内运用情况
目前以北京桑林蓝天自控技术有限公司为代表的CIGS技术先行者率先于2012年7月在云南石林建成投产中国首个1兆瓦CIGS电站,已经并网发电,就一年的运行数据来看,产品表现良好,比晶硅产品多发电8-10%。
这个电站的建成,是CIGS薄膜电池商业化运用的重大突破,吸引了中国各大发电集团的兴趣,纷纷表示将采购CIGS电池组件作为发电装备之一。据业内预测,大型地面电站、分布式电站和光电建筑一体化将是CIGS薄膜电池应用市场。
五、CIGS 作为国家未来重大科技发展项目,有如下重大意义:
一、 抢占全球新能源制高点
目前全球光伏薄膜领先技术碲化镉薄膜电池已在美国产业化,这是美国奥巴马政府的骄傲。能挑战美国第一太阳能的技术就是中国CIGS薄膜电池产业化。
二 、CIGS是平民百姓消费的起的新能源
随着一次石化能源的紧缺,CIGS 以其低成本的优势, 紧扣民生和国家能源战略发展主题。
三 、CIGS对中国梦的贡献
中国在过去十年创造了高铁,云计算,北斗导航和航天载人飞机,未来十年CIGS新能源产业化又是一个对中国梦的贡献 。