CIGS(铜铟镓硒)产业化缓进

来源:《光伏产业观察》杂志发布时间:2014-04-25 10:04:09

索比光伏网讯:4月8日,全球著名的高科技设备制造商德国Manz集团在北京召开新闻发布会,明确将向中国太阳能光伏市场输出整线CIGS(铜铟镓硒)交钥匙工程,包括太阳能薄膜电池生产线设备及生产技术。该技术使CIGS薄膜组件的量产模块转换效率突破14.6%,这将从另一种路径选择上大大压缩国内光伏发电平价上网的到达时点。CIGS太阳能薄膜技术已经为世界光伏产业带来了新的机遇与挑战。

Manz走在了行业的前端,但是纵观整个行业的产业化进程,南开大学孙云教授直言:CIGS的技术路线的工艺和制备条件的要求极为苛刻,产业化进程十分缓慢。北京桑林蓝天自控技术有限公司总经理王晓义在接受媒体采访的时候强调,对于CIGS技术的陌生以及对于未知风险的畏惧,成为阻碍中国CIGS技术与产业发展的关键。

技术路线可行

据专家介绍,所谓CIGS太阳能薄膜实质就是通过在钼导电基片上分层镀上1微米的氧化锌、0.05微米的硫化镉和一层1.25微米含硒量渐变的铜铟镓硒固溶体。

CIGS发电性能优异。弱光性能好,发电时长增加。功率衰减率几乎为零,据介绍石林1兆瓦CIGS电站在运行7个月的状况下,时间检测功率衰减率为零。CIGS薄膜太阳能电池除了在发电的时候显示出优异的性能外,在其使用,建筑一体化应用、产业配套等方面,也存在着独特的优势。

与传统晶硅太阳能电池相比,CIGS薄膜太阳能电池的组件抗腐蚀性远远年超过多晶硅产品,更不会出现破落的情况。CIGS电池资源丰富无污染,CIGS电池制备所需要的铜、铟、镓、硒、锌等元素,中国是世界蕴藏量最大,生产加工量最为成熟的国家之一,CIGS薄膜的制备原料无需进口,不会产生进口依赖。

另外,CIGS薄膜电池的生产工艺集约化程度高,自动化程度高,并且占地少。与传统的晶硅电池的产业链相比,CIGS薄膜电池的生产既没有前期的冶炼、切片环节,也没有后期的拼接、组装流程。自动化的流水线可以直接生产出成品。

CIGS薄膜电池对于光伏建筑一体化的优势明显。相对于晶硅电池组件,该类型的电池组件还具备弯曲造型的特殊能力,CIGS薄膜电池组件可以根据建筑物的外形进行变化。据国内某晶硅电池组件厂商介绍,在其承担的上海世博会光伏建筑一体化的工程中,就遇到大量特殊形状电池组件的难题。"这是晶硅切片电池难以解决的。"而CIGS薄膜电池可以解决这一问题,既美观又安全,还大大节约了工时和成本。


国外遭遇困境

目前,全球有超过30家公司置身CIGS产业,其中主要是德国的WurthSolar、MANZ,美国的GlobalSolar、日本昭和壳牌等8家公司。

由于美国金融危机和欧债危机的影响,各国政府削减了对新能源企业的资助和贷款。更主要是德国、西班牙的欧洲CIGS薄膜太阳能电池传统需求市场,由于政府对于光伏补贴的缩减,直接导致了市场需求的萎缩。

大量欧洲和美国的CIGS企业预计产能未能实现,破产、兼并的情况时有发生。日本的CIGS企业由于其生产情况与技术指标向来是秘而不宣,所以暂不清楚其实际情况。

但是对于欧美企业来说,目前,其生存和发展已经到了最关键的时刻,甚至已经完成了一轮"大浪淘沙"的过程。部分缺少核心技术,研发迟缓、成本较高或投资出现失误的企业,已经逐渐开始淡出CIGS产业,或是来中国寻找买主。

德国Solibro公司就是由于产能扩张失误和产品成本过高而倒闭,最终出售给了中国企业。

而美国MIASOLE公司则由于技术路线选择失误致使产品不稳定,不良率居高不下,导致公司运营难以为继,最后也与德国的Solibro公司被同一家中国企业收购。

目前,作为国家CIGS产业的主要企业只有德国的MANZ依然有较大的发展,不仅收购了德国的CIGS产业元老WurthSolar公司,并正在开发新一代的CIGS技术。

当下,欧美各国以及日本CIGS企业正在积极布局中国市场,并且希望通过一系列与中国中小企业的合作,扩大其在未来的中国市场份额。


国内企业混战

面对中国CIGS市场,业内专家称,传统晶硅光伏产业曾经的火爆与混乱依然历历在目,新兴的中国CIGS薄膜太阳能电池产业是否还要重复"昨天的故事"。一切还有待于决策者中产业战略的高度,进行设计与规划。

但是,目前我国CIGS薄膜太阳能电池产业呈现出的却是一幅"万马奔腾",预陷混战的局面。

据不完全统计,全国共有11个省份近20家企业参与到这场CIGS产业的盛宴中来,合计计划2015年中国CIGS薄膜太阳能电池总产能接近2000兆瓦,这几乎是目前全世界所有CIGS薄膜电池产能的2倍。

这究竟是痴人说梦,还是又一次光伏"噩梦"的喻示?

从技术角度来看,国内众多CIGS薄膜项目中,居然没有一家拥有自己的核心技术。不是采购国外的设备进行生产,就是引入国外企业在中国设立的生产线。

南开大学广电所教授孙云表示,如果任由目前形势发展,中国CIGS产业又再一次沦为国外设备制造商"奶牛"的危险。中国刚刚兴起的CIGS薄膜太阳能电池应用市场,也可能沦为国外二流技术、垃圾产品的"消纳场"。

如果此时政府相关部门不能及时出台相应的产业政策和战略规划,那么新兴的CIGS产业有可能重蹈晶硅光伏产业的覆辙。


推进产业化

如何加快CIGS产业的商业化进程,清华大学机械工程系功能薄膜实验室主任庄大明认为,政府应在制定行业准入标准和产业规划的同时,通过引导有能力的大型企业对产业进行有效的整合与突破,形成具有高技术起点和核心技术引进效果的行业引领性企业。

而南开大学光电所教授孙云教授表示:"有实力的大型企业往往成为国外CIGS技术研发的主力军。国家应该鼓励部分有实力的企业,尤其是担负着相关职能和国家意志的央企,进行产业开拓性投资、建设。"中国大型企业不能担当产业开拓性建设的责任,将使中国在重大科技项目的突破和产业化上难以前进,反而使的国内企业通过各种渠道和代理商长期控制中国市场。

目前,央企中的五大发电集团和中节能、中建材都已经涉足光伏产业,但没有一家真正进入光伏上游产业形成战略性发展。央企们似乎更乐于凭借其对电力生产的优势地位,逡巡在光伏下游产业,赚取最为简单的利润。

大型央企比如中节能作为国家在节约能源与环境保护领域唯一一家国家级公司,就应该承担技术引进国际先进环保核心技术所需百亿元成本和风险,以率先进入CIGS太阳能薄膜电池技术的核心技术的引进。作为国家意志的体现,这样不仅能够正确引导社会资本的投资方向,促进整个产业的有序和繁荣,而且,对于大型企业来说,也符合自身的定位。

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