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首个CIGS光伏建筑项目发电 薄膜光伏即将崛起

   日期:2018-11-09     来源:OFweek太阳能光伏网    浏览:939    评论:0    
核心提示:作为公认的下一代太阳能发电技术,薄膜光伏产业在近年来的发展渐见起色。据报道,11月15日,国内首座铜铟镓硒(简称CIGS)建筑光伏
作为公认的下一代太阳能发电技术,薄膜光伏产业在近年来的发展渐见起色。据报道,11月15日,国内首座铜铟镓硒(简称CIGS)建筑光伏一体化(简称BIPV)科技示范建筑项目宣告竣工,投用发电。该项目由央企能源巨头国家能源集团和民营地产商碧桂园集团联合打造,项目总计使用CIGS光伏组件2037块,总装机容量为200KW,采用“自发自用、余电上网、就近高效利用”分布式发电模式。

与普通光伏项目不一样的是,该项目有两大特点:一是区别于地面及屋顶光伏项目,该项目为建筑光伏一体化(BIPV)项目,即将发电模块安装在建筑的幕墙或者玻璃中,并通过太阳光发电;二是与一般的项目使用晶硅发电组件不同的是,该项目使用的是铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件,相对于传统晶硅组件,薄膜组件具备更多的特性。

该项目的竣工发电实现了薄膜光伏产业零的突破,对该产业的未来发展意义重大。而在种类繁多的薄膜电池中,为何CIGS一枝独秀呢?它有何魔力?

铜铟镓硒有何魔力?


之所以被称为下一代太阳能发电技术,是因为薄膜电池比传统晶硅电池有诸多优势,其中相对于晶硅电池最主要的有四点,第一,部分薄膜电池理论效率更高,发展潜力更大;第二,薄膜电池大多具备柔性的特点,这个特性大大拓展了其在建筑、背包、移动产品等方面的创新应用;第三,薄膜电池的低光性能相对更好;第四,薄膜电池有望在生产成本上优于晶硅电池。

但是经过多年的发展,薄膜电池依然没有成为太阳能行业的主力军,主要是因为大部分薄膜电池的量产效率依然难以对晶硅电池形成竞争,而且薄膜电池的生产工艺不完善,成本依然偏高。

目前来看,CIGS薄膜电池有望突破上述限制,率先引领薄膜光伏产业的发展。首先,CIGS薄膜电池是单位质量输出功率最高的光伏电池,实验室效率屡创新高;其次,已经有多家企业掌握CIGS薄膜电池量产技术,有望在未来持续降低成本。

2016年,德国巴登符腾堡太阳能和氢能源研究中心(ZSW)宣布研制出转换效率为22.6%的CIGS薄膜太阳能电池。目前该转换效率仍然是世界纪录,22.6%已经接近于晶硅电池的实验室效率纪录,未来还有望提升到25%。但是22.6%的实验室效率纪录是在0.5平方厘米的电池面积基础上取得的,而正式应用的组件面积不可能这么小。

2017年1月9日,汉能旗下的德国公司Solibro Hi-Tech GmbH研发的玻璃基CIGS薄膜太阳能组件效率达到16.97%,刷新全面积(0.94平方米)CIGS组件光电转换效率世界记录。

根据第三批领跑者项目要求,17%的多晶硅组件的效率以及17.8%的单晶硅组件效率代表了当前晶硅电池组件的普遍应用效率。由此可见,无论是在实验室效率还是在量产效率方面,CIGS都非常接近于晶硅电池。

由此可见,CIGS薄膜电池在有诸多优势的前提之下,其实验室效率及量产效率都已经追上晶硅电池,这是CIGS薄膜成为热门的关键。

未来成长可期

据了解,此次示范建筑项目采用国家能源集团自主研发生产的全新一代CIGS-BIPV产品,投用后年发电量为12.3万千瓦时,可满足建筑10%以上的用电需求。目前国家能源集团中国节能减排有限公司控股成立了重庆神华薄膜太阳能科技有限公司,正在建设306MW生产线,明年将投产运行。

除了国家能源集团,也有不少企业看中了CIGS薄膜电池技术的未来,目前正在全面布局中。

2017年10月,国内首条年产300MW铜铟镓硒薄膜太阳能电池生产线正式下线。中建材凯盛科技集团计划总投资100亿元,规划建设10条铜铟镓硒薄膜太阳能电池生产线、形成1.5GW生产能力。

2018年5月26日上午,总投资75亿的CIGS薄膜太阳能电池项目落户连云港,该项目由连云港市开发区与杭州锦江集团共同推进,设计产能达到1GW,组件转化效率达16.5%,到2020年提高至18%,未来还将通过合作研发,使电池效率达到25%。

以上项目对于CIGS薄膜产业来说都具备里程碑意义,产线的投产将是薄膜光伏进入光伏产业主力军的第一步。未来,随着量产效率的提升以及生产成本的下降,CIGS薄膜有望填补晶硅电池的应用空白,在建筑、移动产品、汽车等多个领域绽放光彩。与此同时,随着工艺成熟,CIGS薄膜电池也有望在未来取代晶硅电池,成为光伏电站的主要材料。

值得一提的是,作为薄膜光伏产业的领军企业,汉能薄膜保持了多项世界纪录。而且该公司在CIGS薄膜电池的应用上也走到了前沿。2017年7月,汉能与摩拜单车签署战略合作协议,铜铟镓硒薄膜太阳电池得以应用在共享单车上。之后汉能又发布薄膜太阳能新产品——汉瓦,关键部件就是CIGS薄膜太阳能芯片,其芯片量产转换率达到17.5%。

所以无论是在量产技术以及应用领域方面,CIGS薄膜都已经相当成熟,具备广阔的未来发展空间。

小结

薄膜电池取代晶硅电池,这个口号曾经喊了很多年。但是近年来晶硅电池飞速发展,薄膜电池的发展却并不尽如人意。在此情况下,CIGS薄膜电池产线的投建以及示范项目的竣工对于薄膜光伏产业来说意义重大。另外,CIGS薄膜电池的生产工艺日益成熟,有望在未来引领薄膜产业的发展,并取代晶硅电池,推动光伏产业进一步转型升级。 
 
标签: 薄膜

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