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CIGS薄膜电池:即将到来的产业化春天不能盲从

发表于:2015-12-03 10:09:15     来源:北极星太阳能光伏网(独家)

十年过去,数十家企业投入少则几千万元,多则数亿元,都想获得第一桶金,相互壁垒,孤军奋战。由于大家对于这种新型化合物薄膜太阳电池开发缺乏认知,没有一家实现量产(其中有技术原因,也有非技术原因),数十亿交了学费。

2011年晶硅电池大幅度降低售价,欧美国家很难将CIGS电池成本降至具有竞争力,不得不将CIGS产业技术向中国开放。汉能借机收购了Solibro、Miasole及GlobalSolar生产线,中建材蚌埠玻璃工业设计研究院收购德国Avancis公司CIGS电池生产线,保密严格的Manz公司也对中国实施技术开放。由于汉能的高调运作,以及北京桑林公司在石林MW级示范电站所显示的优异性能,使CIGS电池产业再度升温,吸引一些央企、国企及大民企进行前期介入,产生了新一轮的投资热潮。中建材声称投资百亿将Avancis公司技术移植到中国实现1.5GW产能;国内煤炭龙头企业神华集团正在进行引进数百兆瓦Manz产线的技术投资论证,还有一些不愿透漏的企业也在酝酿数百MW产线的引进。在孙云教授看来,收购或引进国外最先进技术及生产线,将其在中国落地,在世界顶尖级技术基础上迅速发展,可节省5~8年自主研发时间,大大缩短商品化时间,是我国快速发展的有效途径之一。在高起点上消化吸收实现国产化,继续创新做强做大,必将使我国成为CIGS薄膜太阳电池产业大国和技术强国。

目前CIGS主要有两种技术路线,即“一步法”(共蒸镀法工艺)和“两步法”(溅射后硒化工艺法),德国Manz收购的Wurthsolar目前运营的30MW生产线使用的就是“一步法”,汉能收购的德国Solibro100MW生产线也是该工艺,全线依然在德国运营;日本SolarFrontier和中建材收购的德国Avancis产线均为“两步法”,汉能收购的美国Miasole柔性CIGS产线是溅射与硒化合为一步完成,即在高衬底温度和硒气氛下进行反应溅射制备CIGS薄膜,相当于“一步法”,但原料是溅射靶材而不是蒸发的金属颗粒。上述三种技术路线的产线已经或正在准备落地中国。问题是这三种工艺的核心设备,“一步法”的共蒸发沉积设备、高衬底温度的反应溅射设备,以及“两步法”的硒化炉我国都不能自主生产,且国外也没有能够提供完整设备的供应商,因为CIGS电池制造商不希望设备商掌握核心设备的全套技术,一台设备由几个设备商加工不同部件,电池制造厂集成组合调试。孙云教授对记者强调,CIGS未来在中国本土的落地,需要在核心设备上下功夫。他建议政府相关部门应在政策和资金上,对自主设备的研发制造加大支持力度。

由于铜铟镓硒薄膜是四元化合物半导体多晶薄膜,材料结构与导电机制与传统硅类半导体有着本质不同。另外该类电池组件是由5层薄膜构成,某一层出现问题都会严重影响电池器件性能。虽然目前主要科学问题已经清楚,实验室技术比较成熟,欧美准备进入或已经进入中国的产线,均能够批量制造出组件产品。“向中国转移的CIGS产线并没有像美国FirstSolar生产碲化镉(CdTe)电池那样,试验线成功后不断以每年500MW产能迅速扩产到1.5GW,表明CIGS电池各产线技术还没有达到不断扩产的成熟度,若真能够达到不断扩产的技术成熟度,这些产线也绝对不会卖给中国。”孙云教授对记者说。因此他提醒产线收购引进者不可掉以轻心,应稳妥地分步实施量产,以中小规模引进消化吸收,在此基础上发现问题、解决问题,优化提升再创新。在实现国产化中真正掌握核心技术,在技术提升中形成自主知识产权,扩充产能最终实现做强做大。

责任编辑:solar_robot
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