薄膜电池需破核心装备国产化瓶颈

近日，国家发改委、国家能源局下发了《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》，其中大幅提高铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）电池效率，建立完整自主知识产权生产线被列为太阳能利用路线2030年重要目标，同时在创新行动中还着重强调了要研究碲化镉、铜铟镓硒等高效薄膜电池的产业化关键技术、工艺及设备，掌握铜铟镓硒薄膜电池原材料国产化技术。

在目前全球太阳能系统仍以晶硅电池为基础的大背景下，怎样突破我国薄膜太阳能产业发展的瓶颈？如何勾勒薄膜太阳能高端装备的产业路径？薄膜太阳能产业何以推动我国太阳能行业发展？带着这些问题，本报记者日前专访了国内铜铟镓硒技术研发领域的先行者——南开大学电子信息与光学工程学院教授孙云。

产业前景看好

中国能源报：目前薄膜太阳能电池的主流技术有哪些，发展现状如何？

孙云：已经能进行商业化生产的薄膜电池目前主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe）。

过去，市场对薄膜太阳能电池技术存在误解，认为其转化率低、有衰退，但这一误解主要缘于硅基薄膜电池。非硅薄膜太阳能技术经过多年发展已突破多项技术难题，成本快速下降，转换效率上升强劲。目前薄膜太阳能主流技术是铜铟镓硒薄膜太阳能电池和碲化镉薄膜太阳能电池。

从国际上来看，目前上述两种技术的领先企业有美国的First Solar和日本的Solar Frontier，这两家公司的技术都比较成熟，产能均达到吉瓦级。现在铜铟镓硒薄膜太阳能电池和碲化镉薄膜太阳能电池的实验室转换效率均超过了主流多晶硅电池的转换效率，组件生产的平均效率也达到了多晶硅组件水平。

从国内来看，已经有多家企业参与到薄膜太阳能电池产业的投资中来，其中汉能薄膜发电更是通过一系列技术并购，成为领先的薄膜太阳能企业。此外，作为国内首座铜铟镓硒并网光伏电站，北京桑林蓝天自控技术有限公司位于云南石林的1兆瓦光伏项目运转良好。

但是，目前来看，铜铟镓硒在全国范围的推广应用力度还远不能和采用晶硅电池的电站数相比。

中国能源报：目前来看，多晶硅电池仍然在太阳能市场上占据主导，同时单晶硅也强势回归，在这种背景下，薄膜太阳能电池的优势体现在哪里？

孙云：薄膜电池材料消耗少、制备能耗低。在柔性衬底上制备的薄膜电池，具有可卷曲折叠、不拍摔碰、重量轻、弱光性能好等优势。

提升转化率、降低发电成本是光伏发展的主题。目前晶硅电池转化率的提升空间相对有限，薄膜电池的提升空间还非常大，成本降低空间也很大。大量实验数据表明，铜铟镓硒电站发电能力高于晶硅电站5%-10%，一旦产业化技术成熟，其产量达到吉瓦级，度电成本必定要低于晶硅电池，而且制造过程的能耗和对环境的污染，大大低于晶硅电池。从技术成熟度和生产成本上看，铜铟镓硒薄膜发电产业化有非常好的前景。