铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池引领太阳能光伏革命

来源:北极星发布时间:2014-03-24 07:46:46
面对到来的铜铟镓硒薄膜太阳能电池时代,应积极作为,成就中国的蓝天碧水!

在十二五能源规划中,政府提出了优化能源结构,要求非化石能源消费比重提高到11.4%,非化石能源发电装机比重达到30%。太阳能作为新兴战略资源是未来能源的重要部分,国家出台了多项规划和激励政策来推进太阳能光伏发电产业的良性发展。

当今产业化的太阳能光伏发电产品主要是二类不同的太阳能电池:一是基于硅片的晶体硅太阳能电池,比如单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池;二是薄膜太阳能电池,比如硅基薄膜、碲化镉(CdTe)薄膜和铜铟镓硒薄膜太阳能电池。尽管硅的资源储量丰富,但是用于制造晶体硅太阳能电池之高纯硅的生产却耗能巨大。而且晶体硅太阳能电池组件重量较重,不利于光伏建筑一体化的利用。

太阳能光伏电池市场正在向薄膜太阳能光伏产品转移!薄膜太阳能电池的优势在于其产业链的耗能更低;制备材料选择更广泛;制备技术多样;比晶体硅太阳能电池有更高的每瓦发电量;产品的发电效率的提升有更大的潜力;产品重量更轻并且可以柔性化,使用范围更宽泛,更适合于光伏建筑一体化。其中实验室效率超过了20%的铜铟镓硒薄膜太阳能电池是光伏转换效率最高的薄膜太阳能电池。由于铜铟镓硒太阳能电池没有光致衰减效应、性能稳定、发电量高、对环境友好,所以它是欧洲、日本和美国最为关注的新一代高效薄膜太阳能电池。

采用真空沉积技术制备的铜铟镓硒薄膜太阳能电池不仅创下了转换效率20.4%的记录,而且已经成熟地大规模工业化了,产品已经具备成本竞争力。非真空法技术制造铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有更低成本和易于大面积的潜在优势,也吸引了愈来愈多的关注,欧洲、美国和日本的主要铜铟镓硒薄膜太阳能电池企业的最佳组件产品效率都已超过13%。

光伏革命

2013年7月,国务院下发了《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》,明确指出支持发展高效太阳能光伏电池技术,要求未来新上的太阳能光伏电池制造项目中薄膜太阳能光伏电池的转换效率不低于12%。科学研究证明通过调整铜铟镓硒电池中镓和铟的化学计量比,铜铟镓硒太阳能电池的效率理论上将超过25%。因为目前铜铟镓硒太阳能电池组件的效率不仅未达到其实验室电池的效率(20.4%)还远低于其理论效率,所以铜铟镓硒太阳能电池效率还有很大的提升空间、是朝阳产品,具有毋庸置疑的竞争优势。

平准化发电成本(LCOE)常用来分析不同发电技术在其生命周期内的经济性,该方法综合考虑了光伏电站当前投资、运行费用与总发电量以及税率和管理费、贴现率等多种影响因素。通过对铜铟镓硒薄膜太阳能电池和晶硅太阳能电池在分布式光伏电站的平准化发电成本(*数据来自云南石林光伏电站)的分析(计算条件如列表),可以看出铜铟镓硒薄膜太阳能电池即使在目前其组件成本比晶硅太阳能电池组件成本高25%的不利情况下,都比晶硅太阳能电池在发电成本上更具优势。因此,随着铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件效率的大幅改善以及生产企业实现吉瓦级产品规模,铜铟镓硒薄膜太阳能电池将必然地成为光伏发电的主流产品。


国外如何应对铜铟镓硒薄膜太阳能电池产业发展?日本自2011年福岛核电事故以后,深刻反省,开始加速发展可替代核电的能源,其中对清洁能源投资的绝大部分都投向了薄膜太阳能光伏领域,据称针对铜铟镓硒薄膜太阳能电池的占比近半。笔者近期在国内多家媒体和一些光伏论坛都指出了这次欧盟启动针对我国太阳能光伏产品“双反”程序的深层次原因是:促进确保欧洲在未来新兴的薄膜太阳能电池技术的成长,确保其在新一代光伏行业的领导地位。欧盟在其2008-2030年太阳能光伏发展的战略中,明确指出铜铟镓硒薄膜太阳能电池是薄膜光伏产业的主流产品之一。欧洲光伏产业协会在近期的报告中预测铜铟镓硒太阳能电池产品市场占有率有可能在未来的2-3年中超过10%,组件成本与多晶硅相似,并凭借其巨大的发展空间引领太阳能光伏革命。

未来太阳能光伏产业是铜铟镓硒薄膜太阳能电池的时代,我国光伏产业该如何面对呢?孙子兵法曰:知己知彼,百战不殆。笔者认为,我国铜铟镓硒薄膜太阳能电池产业的成功必须要有机地构建(整合)包括核心关键技术(装备)、高端人才、资金和市场在内的四个元素。在这四个元素中,后面两者,即资金和市场是我国当前的优势所在;而前两者是我国当前的劣势所在,却是国外竞争对手的优势。解决的办法无外乎两个:一是与国外先进的企业合作:二是兼并与收购。对于合作,我认为不太可行,一是国外铜铟镓硒薄膜太阳能电池企业规模较小,只有几十或数百兆瓦级,无法形成双赢的合作;二是企业管理文化和商业理念差异(冲突),会导致高昂的合作成本。可行的办法应该是兼并与收购,但是兼并与收购中要有正确的战略和战术。在兼并与收购中,必须确保有足够的资金来购买专利知识产权和专门技术。要对收购的技术之知识产权的动态发展进行研究(IPlandscapestudy),这是相当重要和绝对必须的,一定要了解引进的技术是否还有发展的空间以及该技术还有那些空白,只有通过专业和慎重的方法才能确保未来的改良和升级是经济合理和可行的,避免兼并与收购变成了给国外同行的变相无偿补贴。对于引进的核心技术,核心专利,必须按一定比例投入再开发的资金实现本土化,实现有自主核心技术的产线。另外,特别要指出的是还必须引进高端人才来完成对技术的消化、升级和改良。有了技术和高端人才的解决方案后,在战术层面,企业还需要在未来2-3年内将产量扩大到吉瓦级规模,通过技术进步和本土化以及规模生产来大幅提高成本竞争力;发展集电池制造、自建太阳能光伏发电站和营运太阳能光伏发电站一体的的产业模式。

国家相关机构需要从战略层面看待铜铟镓硒薄膜太阳能光伏电池的发展机遇。审时度势地制定相关政策来引导和鼓励我国铜铟镓硒薄膜太阳能光伏产业的发展。应该扶持企业保持相当数量比例的研发投入,同时企业也必须考虑产业的可持续,做到生产一代,与科研机构开发下一代。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池将引领太阳能光伏产业迈向新时代!

It is the right time for CIGS!

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201403/24/50561.html
责任编辑:carol
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
西班牙研究人员开发出适用于任意表面的超薄太阳能电池来源:pv-magazine 发布时间:2026-03-20 17:46:42

据《pv magazine》意大利版报道,马德里理工大学的研究团队近期在二维光伏材料领域取得突破。这种材料极薄,几乎可视为无厚度结构,但仍具备吸收大量光线的卓越能力。 SyNC 研究小组采用一种名为“热拾取”的技术将二维材料进行组合。该技术通过筛选、收集碎片并将其沉积于透明气泡内部,构建出符合特定科研需求的结构。这一工艺具有高度灵活性,使得研究人员能够尝试多种材料的组合,从而优化太阳能吸收性能。 此外,团队正致力于研发规模化生产技术,即通过将二维材料溶液涂覆于大面积表面来实现量产。研究人员表示,利用喷涂和沉积等技术处理这些溶液,可实现生产流程的放大。此举有望降低制造成本,推动该技术的工业化应用...

中科院深圳先进院白杨&成会明院士等人EES:钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率突破33.08%来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-03-19 09:31:59

宽带隙钙钛矿器件的运行不稳定性,主要由光致卤化物相分离引起,仍然是钙钛矿基叠层太阳能电池商业化的主要障碍。此外,作者等人证明了该稳定策略在宽带隙钙钛矿中的广泛适用性。附:图1宽带隙钙钛矿薄膜的旋涂、退火及均匀性。图2宽带隙钙钛矿的晶界形貌与迁移势垒。图5策略在更宽带隙钙钛矿及叠层结构中的推广。

晶科能源申请太阳能电池及其制备方法专利,提升太阳能电池的光电转换效率来源:金融界 发布时间:2026-03-13 09:48:47

国家知识产权局信息显示,晶科能源(海宁)有限公司申请一项名为“太阳能电池及其制备方法、叠层电池、光伏组件”的专利,公开号CN121646059A,申请日期为2026年2月。本申请实施例提供的太阳能电池至少可以提高太阳能电池的光电转换效率。

一光伏组件厂被下达停工令来源:索比光伏网 发布时间:2026-03-12 09:17:26

近日,美国光伏组件企业SilfabSolar位于南卡罗来纳州的组件制造厂因化学品泄漏事件暂停运营。上周,南卡罗来纳州环境服务部针对Silfab位于约克县福特米尔市的工厂发生的两起化学品泄漏事件,下达了停工令。此前氢氧化钾泄漏至公司现场蓄水池及周边区域,而氢氟酸泄漏在扩散前得到控制。在北卡罗来纳州参议员MichaelJohnson致函要求该公司暂停运营,直至州调查结束的压力下,Silfab无法立即恢复生产。

工业级TOPCon太阳能电池效率创26.66%新纪录来源:中国科学院 发布时间:2026-03-11 09:27:13

据中国科学院消息,中国科学院宁波材料技术与工程研究所团队通过双面电学协同优化新策略,在工业标准M10尺寸硅片上制备出转换效率达26.66%的TOPCon太阳能电池,创下开路电压744.6mV、填充因子85.57%的工业级新高,为高效TOPCon技术的产业化升级提供了新路径。此项研究通过前后两面的协同电学精细化优化,成功在工业级topcon电池上统一了“更强钝化”与“更低输运/金属化损失”,为高效工业TOPCon技术的发展提供了一条机理清晰且具备可制造性的工程化路线。

又一光伏企业入局“太空光伏”来源:华民股份 发布时间:2026-03-10 09:50:28

3月6日,华民股份与空天动能在湖南长沙正式签署《战略合作框架协议》与《技术合作协议》,双方将在柔性晶硅太阳能电池及太空光伏系统领域展开深度合作,依托各自技术与资源优势推动柔性晶硅太阳能电池在太空光伏系统中应用,为商业航天产业的可持续发展注入新动能。与此同时,双方还将根据项目合作推进情况,进一步探讨更深层次的资本合作形式,持续深化产业协同布局。

50GW!印尼宣布投建大型太阳能工厂来源:PV光圈见闻 发布时间:2026-03-09 01:57:02

印尼主权财富基金丹安塔拉同步推进这一重磅布局,拟在本土兴建一座大型太阳能电池板生产工厂,规划年产能达50吉瓦,该项目获14亿美元初始投资加持。此次印尼规划的100吉瓦太阳能发展计划,将重点聚焦农村电气化建设,同时配套打造总容量达320吉瓦时的储能系统,保障电力供应的稳定性。

14GW!扬州一TOPCon二代产品及BC产品升级改造项目获批来源:光伏前沿 发布时间:2026-03-06 09:22:35

3月4日,扬州经济技术开发区行政审批局对扬州阿特斯太阳能电池有限公司TOPCon二代产品及BC产品升级改造项目进行审批结果公示。目前,扬州阿特斯太阳能电池有限公司已在扬州经济技术开发区建成年产14GW超高效太阳能电池片项目,主要生产TOPCon太阳能电池片,同时生产少量IBC太阳能电池片,项目已通过竣工环境保护验收。本次项目改造完成后,全厂产品规模可达TOPCon一代太阳能电池片13225MW/年、TOPCon二代太阳能电池片575MW/年、TBC太阳能电池片200MW/年。

30.2%!印度理工学院制备出高效率透明钙钛矿-硅叠层太阳能电池来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2026-03-05 09:21:59

印度理工学院孟买分校的研究人员制造了一种基于空穴传输层的透明四端钙钛矿太阳能电池,该空穴传输层既能抑制界面复合,同时增强光致发光量子产额和准费米能级分裂。叠层电池示意图图片来源:印度理工学院孟买分校研究人员表示,TBMPTFSI浓度在15%至20%之间进行极限提取,并对HTL自旋涂层速度进行精确调整,显著提升了每种钙钛矿组的效率、开路电压和填充因子。

27.98%!钙钛矿电池实验室效率首次超过单晶硅电池!华柔光电创造新纪录!来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-03-04 08:59:32

近日,华柔光电自主研发的单结钙钛矿太阳能电池经国家光伏产业计量测试中心权威认证,标准太阳光下光电转换效率达27.98%。这一成果不仅成功刷新单结钙钛矿太阳能电池效率世界纪录,更标志着单结钙钛矿太阳能电池首次超过了所有类型的单结晶硅太阳能电池的实验室纪录,具有里程碑式的意义。

我国钙钛矿电池取得重要新突破 中国技术让太阳能发电万物可贴来源:央视财经 发布时间:2026-03-03 10:19:20

钙钛矿太阳能电池是一种具有广阔应用前景的新型电池。穿上这身“护甲”的钙钛矿小尺寸电池,光电转换效率冲上了26%,刷新了同类电池性能纪录。目前,钙钛矿电池正处于从基础研究向产业化转化的关键进程,有了这两项“大招”,钙钛矿太阳能电池就能一步步跨越技术门槛,向规模化商业应用迈进,让太阳能发电从“屋顶专属”走向“万物可贴”,把一缕缕阳光变成温暖日常的清洁能源。

新闻排行榜
本周
本月