太陽(yáng)能集電管突破薄膜電池技術(shù)壁壘

　　在晶硅太陽(yáng)能電池唱主角的光伏領(lǐng)域，薄膜太陽(yáng)能電池的研究也并沒(méi)有止步不前。在日前于上海舉辦的“第六屆亞洲太陽(yáng)能光伏工業(yè)展覽會(huì )”上，中國首支CIGS薄膜太陽(yáng)能集電管的面世，向業(yè)界宣告國內薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)展也在緊跟世界腳步。

　　薄膜電池不斷發(fā)展

　　CIGS薄膜太陽(yáng)能電池被國際上稱(chēng)為“下一代非常有前途的新型薄膜太陽(yáng)能電池”。

　　晶硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池是目前光伏市場(chǎng)的兩種主要產(chǎn)品，晶硅太陽(yáng)能電池占據市場(chǎng)主流，約占90%左右的市場(chǎng)份額。由于多晶硅生產(chǎn)工藝的屬性決定了其產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)環(huán)節，尤其是多晶硅提純中會(huì )存在高能耗、一些技術(shù)水平不高的企業(yè)甚至存在高污染問(wèn)題。而在應用中，晶硅太陽(yáng)電池由于其溫度效應和光譜響應范圍窄的影響，使本來(lái)較高的光電轉換效率大打折扣，從而影響光伏組件實(shí)際發(fā)電量。薄膜太陽(yáng)能電池因沒(méi)有這些缺點(diǎn)應運而生，其不足在于轉換效率相對較低，生產(chǎn)工藝復雜，生產(chǎn)設備昂貴，難以實(shí)現規?；a(chǎn)。發(fā)電成本高是兩大類(lèi)太陽(yáng)能電池的共性問(wèn)題。

　　中科院院士、北京大學(xué)物理學(xué)院教授甘子釗介紹說(shuō)，薄膜太陽(yáng)能電池家族主要包括硅基非晶硅(a-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒(CIGS)三大類(lèi)薄膜太陽(yáng)能電池。銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池具有生產(chǎn)成本較低、能耗低，污染小、不衰減、弱光性能好等特點(diǎn)，光電轉換效率居各種薄膜太陽(yáng)能電池之首，接近多晶硅太陽(yáng)能電池，而耗材大大低于晶體硅電池，因此，被國際上稱(chēng)為“下一代非常有前途的新型薄膜太陽(yáng)能電池”。

　　此外，該電池具有柔和、均勻的黑色外觀(guān)，是對外觀(guān)有較高要求建筑物BIPV應用的理想選擇，如大型建筑物的玻璃幕墻等，在現代化高層建筑等領(lǐng)域有潛在的廣泛市場(chǎng)。但CIGS要實(shí)現大面積量產(chǎn)，提升效率和良品率，是必須攻克的難題。

　　河南燕垣光伏能源有限公司總工程師陸真冀具體介紹了CIGS薄膜電池的幾大優(yōu)勢，他說(shuō)，CIGS薄膜電池具有更低廉的發(fā)電成本，減少了材料消耗，薄膜電池的生產(chǎn)成本普遍低于晶硅電池;更優(yōu)越的弱光性能同規模組件，薄膜電池一天的發(fā)電量比晶硅電池大約超出10%～20%;更加多樣化的用途薄膜電池，可以發(fā)展出多用途的產(chǎn)品，比如柔性基底電池等等。因此，也受到業(yè)內不少廠(chǎng)商的廣泛關(guān)注，但主要都是大面積平板CIGS薄膜電池。

　　太陽(yáng)能集電管應運而生

　　CIGS太陽(yáng)能集電管具有高效、廉價(jià)、有自主知識產(chǎn)權、設備能夠國產(chǎn)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。

　　業(yè)內專(zhuān)家表示，大面積平板CIGS薄膜電池面臨如下問(wèn)題：四元化合物半導體制造工藝較復雜;真空設備要求高，一次性投資巨大;受產(chǎn)品面積和生產(chǎn)節拍控制單線(xiàn)量產(chǎn)不高;大面積產(chǎn)品受鍍膜均勻性和瑕疵影響，成品率不高等等。因此，開(kāi)發(fā)新型薄膜電池成為擺在業(yè)內廠(chǎng)商面前的課題。

　　燕垣光伏能源有限公司董事長(cháng)王慶祥表示，燕垣公司看到了薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展前景以及大面積平板CIGS薄膜電池存在的缺陷，在北京大學(xué)研發(fā)的CIGS太陽(yáng)電池工藝技術(shù)基礎上進(jìn)一步發(fā)展，自主開(kāi)發(fā)出了太陽(yáng)能集電管。其初步設計規格為：集電管長(cháng)1200mm，內管直徑30mm，外管直徑35mm，光電轉換效率達到9%。“這種獨特的管式太陽(yáng)能集電管設計，解決了規?；a(chǎn)良品率偏低的世界性難題，并且其獨立管式結構，使得在降低電池表面溫度保持轉換效率不衰減的同時(shí)，可實(shí)現太陽(yáng)能熱電聯(lián)產(chǎn)。”王慶祥說(shuō)。

　　對于為什么選擇開(kāi)發(fā)CIGS太陽(yáng)能集電管產(chǎn)品，陸真冀告訴《中國電子報》記者，因為它具有高效、廉價(jià)、有自主知識產(chǎn)權、設備能夠國產(chǎn)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。他介紹說(shuō)，目前，他們已經(jīng)完成集電管設備研發(fā)的主要裝備，包括高真空銅銦鎵濺射鍍膜設備、高真空透明導電膜濺射鍍膜設備、等離子增強蒸硒及硒化設備、快速加熱熱處理設備、硫化鎘化學(xué)水浴鍍膜設備、激光和機械刻槽設備等，并設計出完全國產(chǎn)化的具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)，大幅度降低了造價(jià)及后期維護費用，解決了薄膜太陽(yáng)電池生產(chǎn)一次性投資過(guò)大問(wèn)題。

　　王慶祥表示，他們近期將完成10MW集電管生產(chǎn)實(shí)驗線(xiàn)，目前正在規劃一期6條共60MW的CIGS生產(chǎn)，未來(lái)他們將擁有560MW集電管產(chǎn)能。