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          神華光伏科技研發總裁張波告訴你,薄膜光伏量產難在哪
          瀏覽: 發布日期:2019-01-31

          在“十三五”光伏產業升級發展的進程中,新型薄膜電池的產業化以及關鍵設備研制已經成為光伏發電的重點支持對象。

          面對晶硅組件成本下降、效率不斷提升的市場環境,薄膜電池如何突破瓶頸盡快實現規模量產成為行業發展的關鍵。

          立足于研發、生產、應用等完整的產業鏈條,央企已經開始布局銅銦鎵硒(CIGS)薄膜光伏清潔能源技術。CIGS到底優勢何在?規模量產的難點有哪些?應用端市場應該怎樣開發?針對以上行業關注點,本報記者專訪了國家能源集團神華光伏科技研發公司(NICE Solar Energy)總裁張波。

          中國能源報:在晶硅組件占據光伏行業主流的背景下,您認為CIGS技術的優勢該如何體現?

          張波:薄膜技術被認為是新一代太陽能電池技術,相對于晶硅電池的生產過程因高溫擴散、需要采用有毒的氣體及酸堿液體而具有高能耗和高污染特性,CIGS原材料和制備過程能耗低、污染低,并且原材料的利用率非常高。比如,一個生產周期后蒸發源內剩余的原材料可直接用于下次生產。

          另外,蒸鍍在裝備內部的材料可以收集回來提純后再繼續使用。再者,相對于晶硅電池復雜的生產環節,CIGS的生產環節緊湊而簡單,電池制造的整個過程可在一個工廠內完成,土地投資成本低。且由于生產環節少,上中下游產業鏈整合難度較低。

          中國能源報:CIGS技術一直在多角度、多工藝地不斷發展,但還處在向量產化推進的過程中,您認為面臨的主要問題有哪些?

          張波:2012年以后,受到晶硅迅速崛起的影響,幾乎所有的薄膜技術在正在爬坡量產的艱難過程中受到了強烈的擠壓。的確,CIGS技術國內已經有多家企業在做,在歐洲、日本也都在推進,但現在都沒有完全意義上實現大規模量產,進入了瓶頸期,需要強有力的拉動。其中,非常關鍵的因素在于提升裝備能力和提升核心工藝技術。初始投資后,核心工藝技術的提升需要資金的持續投入,然而資金實力相對較差的企業,短時間見不到成效后便會放棄。另外,本土化的研發人才稀缺,并且缺少領軍性企業準確掌舵CIGS的技術發展戰略也是重要原因。

          隨著CIGS技術越來越被光伏行業所認知,會有越來越多的企業投入到這項具有前瞻性的量產化先進生產技術和裝備技術中來。

          此外,CIGS光伏組件的技術優勢也需要在不斷擴大的應用中得以更多的體現,通過系統開發,應用開發等將其在弱光效應,產品穩定,玻璃基與柔性等技術的多樣性等諸多方面的優勢逐步展現給大家。

          光伏發電的最終產品是電,而且所發出的電必須是真正意義上的清潔能源,綜合的度電指標才是產品的核心競爭力,而不是簡單的組件效率概念,雖然組件效率也是成本的重要組成部分。發展CIGS技術,兩者都要過硬,既要體現發電的綜合效益,也要確保光伏產業的初衷,即實現清潔能源的發展。

          中國能源報:核心工藝技術對于CIGS量產的重要性具體體現在哪些方面?

          張波從實驗室到真正量產產品的效率。這其中工藝的穩定性非常關鍵,在技術轉化過程中,需要同時優化量產化裝備和生產工藝,最終得到設備和工藝完美結合的完整工藝包,通過穩定性和可靠性驗證后方能生產高質量的CIGS產品。這一過程中需要幾十億甚至上百億的投入,大多數企業很難做到。

          現在市場上提到光伏組件的轉換效率,大部分企業都在比賽得“冠軍”,有效面積、全面積等改概念多被混淆,這很容易造成市場混亂。市場發展需要穩扎穩打,要有實實在在的成熟工藝才能保證最終的產品效率。最終產品一定要保證平均效率,這也是研發環節首先考慮的。在這之后,才應該論及“冠軍”效率這樣的市場概念,而且“冠軍”也不應當是實驗室概念,而是量產化的“冠軍”。

          在生產能力穩定后,成本才是下一步思考的問題。晶硅組件也花費了十幾年的時間逐漸成熟,在切割技術有了突破進展后,成本大幅下降。當前CIGS技術已完全具備了穩定規?;慨a的成熟技術條件,接下來會對成本發起沖擊,通過材料技術的提升,本土化材料生產,全球化資源優化,生產設備本土化,繼續增強對傳統技術產品的絕對競爭優勢。

          中國能源報:所以公司現在也在向穩定量產爬坡?

          張波確切的說是在現有的成熟技術基礎上,向更高的量產化技術發展。在CIGS技術方面,整個國家能源集團布局了CIGS薄膜光伏技術研發、高端裝備制造、高性能組件生產、BIPV建筑光伏一體化、CIGS薄膜光伏發電應用五大板塊。神華光伏著重于前端技術研發,致力于提升電池轉換效率、組件穩定性和可靠性研究以及優化生產工藝。目前在德國有研發中心,也正在國內建立相應的研發中心。不僅僅針對玻璃基產品,將來也會對柔性技術以及應用端進行開發。

          針對組件生產,目前,集團規劃在重慶建設306MW生產項目,現在已開始廠房和機械設備的搭建,年底將進行調試,預計明年6月實現量產化。

          中國能源報:如果順利量產,您認為在成本方面需要重點關注哪些環節呢?

          張波:在國內CIGS生產技術中,現階段成本占比較高的主要是原材料,比如高純銦、高純銅、封裝等,國內現有供應資源需進一步發展。另一方面,譬如玻璃基產品,在國內玻璃生產廠家較多,但由于透光性以及鍍膜工藝對玻璃的生產工藝和特征參數的要求,符合要求的產品并不足。將來,要求會進一步增加,既要吻合光伏建筑一體化(BIPV)的需求,還要符合建筑玻璃幕墻的各項指標。這些在國內目前還比較稀缺。相關產業一旦發展起來,CIGS成本將會大大下降。同時也會帶動國內相關產業的技術發展和提升。

          中國能源報:您所說的BIPV建筑光伏一體化目前在終端應用市場的開發情況如何?

          張波BIPV應用端很復雜,既要符合光伏的特征,又要符合玻璃幕墻、建筑外墻等一系列標準。此外,還要綜合考慮安裝、防火安全、儲能等一系列問題,但這將是CIGS技術一個巨大應用端市場。由于CIGS產品外觀特性,與建筑幕墻和外立面材料的建筑特性非常吻合,同時,CIGS技術特性能夠有效滿足BIPV發電要求??梢哉f,CIGS技術是BIPV應用的佼佼者。而BIPV作為新興的能源應用市場,在全球范圍內都具有巨大的開發空間。

          目前,我們主要的BIPV項目都在歐洲,計劃在國內形成穩定產能后操作項目。我們最具標志性的是在瑞士巴塞爾的78米高大廈的建設。今年年底,我們會開始在廣東、海南推動,也計劃在國家能源集團自己的建筑上應用。

          BIPV涉及的是“建筑人干光伏,還是光伏人干建筑”的問題。這個問題需要我們認真思考,特別是在BIPV市場前期開發過程中尤為重要。

          如果是建筑人干光伏,就會優先考慮建筑設計——定制化,不同形狀、不同外觀,不同色彩。差異化的設計固然好,但會使加工成本產生較大差異。一切取決于投資人追求的建筑理念和市場定位。

          而光伏人干建筑,是用標準化的技術、標準化的產品形成標準化的建材,這時候就不會有明顯的差異化,標準化的應用會確保規?;慨a和成本的綜合效益。我本人更推崇光伏人干建筑,結合建筑本體,提升相關工藝水平。我們的定位是希望將CIGS玻璃基組件做得像標準的建材,使CIGS組件更廣泛的應用到現有和即將建設的綠色建筑之中。這是我們未來可以想象的市場,并且具有實用價值。

          我個人堅定認為CIGS薄膜光伏技術在未來的清潔能源發展中會發揮重要作用,甚至是里程碑式的領導作用。這需要一大批技術研發人員的共同努力,需要全社會對清潔能源的逐步了解、加深認知。在推動CIGS技術規?;a和應用技術的發展方面,我們神華光伏技術人員承載著國家、企業,及新能源發展的重要使命。(中國能源報)

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