鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2023年09月28日
碲化鎘薄膜太陽電池技術或?qū)⒊晒夥袠I(yè)又一新生力量
當今世界,氣候變化不容忽視,而人類對生存環(huán)境的保護意識也日益加深。作為負責任的大國,我國更是確立了能源消費革命、供給革命、技術革命、體制革命和加強國際合作的四個革命、一個合作能源發(fā)展國策。
早在上世紀50年代初,RCA實驗室制備出第一塊轉(zhuǎn)換效率為2.1%的碲化鎘(CdTe)薄膜太陽能電池,證明了碲化鎘是一種可以用于發(fā)展光伏發(fā)電技術的材料。研究發(fā)現(xiàn),碲化鎘及碲化鎘薄膜太陽電池技術具備以下特點:第一、碲化鎘具備和地面太陽能光譜匹配的禁帶寬度(~1.45ev)和高于硅材料100倍的吸收系數(shù)(>105cm)等材料特性,適合制備高效薄膜太陽電池;實驗室小面積電池轉(zhuǎn)換效率已達到22.1%(超過多晶硅電池),0.72㎡碲化鎘薄膜組件的效率也已達到18.6%。第二、碲化鎘和硅材料相比具有溫度系數(shù)低(-0.21%/K)和弱光效應好等特性;經(jīng)過大量實踐證明,碲化鎘薄膜組件的發(fā)電能力高于多晶硅組件5-10%。第三、碲化鎘屬于簡單的二元化合物系統(tǒng),很容易生成單相材料。研究發(fā)現(xiàn),CSS(近距離升華)和VTD(氣相輸運沉積)這兩種技術,具備沉積速率高(3-10μm/min)、膜質(zhì)好、晶粒大、原材料利用率高(>85%)等優(yōu)點,特別適合大規(guī)模生產(chǎn)。第四、碲化鎘薄膜組件的生產(chǎn)成本極具競爭力(美國第一太陽能的生產(chǎn)成本約為0.34美元/W);同時,碲化鎘薄膜組件的生產(chǎn)成本降低潛力巨大:美國第一太陽能大面積組件產(chǎn)品S6(組件面積2.16㎡)實現(xiàn)滿產(chǎn)后成本可降至0.25-0.28美元/W;第五、碲化鎘薄膜組件大規(guī)模的應用已得到驗證,全世界在建的和已完成的10個大型光伏電站,有6個采用的是用碲化鎘薄膜組件。第六、大量研究表明碲化鎘薄膜組件是環(huán)境友好的產(chǎn)品;碲化鎘不同于元素鎘,是穩(wěn)定的化合物,可以被安全使用;碲化鎘薄膜組件中碲化鎘用量很小,1MWCdTe組件僅需約150KG的碲化鎘;碲化鎘薄膜組件中碲化鎘會被密封在兩塊玻璃之間,常溫下不會有鎘的釋放;即使在高達1100℃高溫下,根據(jù)BNL的試驗證明大于99.96%的碲化鎘都被熔化的兩塊玻璃所封住而沒有泄露;和其他幾種太陽電池以及各類化石能源相比較,碲化鎘太陽電池組件在全生命周期中的鎘釋放量是最低的;因此2012年,歐盟RoHS取消了對碲化鎘薄膜太陽能組件的限制。
由于歷史原因,我國光伏行業(yè)長期以產(chǎn)業(yè)化技術相對成熟的晶硅太陽能電池為主;而在要大量自主創(chuàng)新投入的薄膜太陽能電池技術,特別是碲化鎘薄膜太陽能電池技術上,則產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度相對緩慢。龍焱能源科技(杭州)有限公司(簡稱:龍焱能源)自2008年成立伊始,就堅持自主創(chuàng)新、先強后大的發(fā)展理念,追求打破國外公司對先進碲化鎘薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)化技術的壟斷,實現(xiàn)在該技術上的我國創(chuàng)造。經(jīng)過9年的努力和奮斗,通過在實驗室試驗線、中試線,以及最終生產(chǎn)線上的自主創(chuàng)新,龍焱能源最終掌握了包括首創(chuàng)的改良型近距離升華沉積技術、新型前電極和背電極材料、新型電池結構等多個核心產(chǎn)業(yè)化技術及相關生產(chǎn)設備的設計和制造能力,初步實現(xiàn)了碲化鎘薄膜太陽能電池技術在我國的產(chǎn)業(yè)化,搭建起完全立足于自主化、國產(chǎn)化的產(chǎn)業(yè)鏈。目前,龍焱能源擁有一條具有完全自主知識產(chǎn)權、全國產(chǎn)化、自動化程度高、年產(chǎn)量40MW碲化鎘薄膜0.72㎡組件生產(chǎn)線;龍焱能源試驗室小面積電池轉(zhuǎn)換效率達到17.3%,生產(chǎn)線組件效率平均效率13.0%,最高效率13.4%。至今,龍焱能源碲化鎘薄膜組件產(chǎn)品已獲得包括歐洲TUVNord、美國UL、我國金太陽等知名產(chǎn)品認證機構的認證,而龍焱能源自身也已獲得ISO9001質(zhì)量管理體系的認證;產(chǎn)品已銷往全國20多個省市和地區(qū),以及全球38個國家。盡管,龍焱能源的產(chǎn)量僅為美國第一太陽能的百分之一,但是由于自主化和國產(chǎn)化程度高,龍焱能源的產(chǎn)品生產(chǎn)成本已低于美國第一太陽能的生產(chǎn)成本,達到0.30美元/W以下。而未來隨著轉(zhuǎn)換效率的不斷提升和產(chǎn)量的有效擴張,龍焱能源的生產(chǎn)成本可達到0.20美元/W以下。
龍焱能源堅信只有我國創(chuàng)造才能讓光伏這個戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)在我國得到健康的發(fā)展。而我國創(chuàng)造就必須要具備四個要素:一、我國的產(chǎn)業(yè)化核心技術,二、我國的研發(fā)和管理團隊,三、我國的生產(chǎn)設備和原材料,四、我國的生產(chǎn)基地,缺一不可。而在過去9年中,龍焱能源的重要工作就是以研發(fā)碲化鎘薄膜太陽能電池技術為基礎實現(xiàn)上述四個要素。隨著,龍焱能源碲化鎘薄膜太陽能電池技術產(chǎn)業(yè)化的初步形成,龍焱能源的下一個目標為進一步擴大產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢,實現(xiàn)差異化操作、跨界發(fā)展這一理念:即充分利用碲化鎘薄膜太陽電池的獨特優(yōu)勢,依托建筑為主、農(nóng)業(yè)為主的發(fā)展方針,以高度定制化為抓手,深度挖掘碲化鎘薄膜太陽電池技術在包括建筑光伏一體化、農(nóng)業(yè)光伏一體等新型應用市場的發(fā)展?jié)摿Γ⑹袌龈偁巸?yōu)勢。同時,龍焱能源深刻認識到,光伏是國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),國家要光伏,光伏技術的發(fā)展更離不開國家的支持。由此,龍焱能源制定了相應的一體兩翼發(fā)展策略:一方面充分發(fā)揮龍焱能源作為一體的技術研發(fā)優(yōu)勢,持續(xù)提高產(chǎn)業(yè)化技術的水平,推動新產(chǎn)品和新應用的研發(fā)以及不斷降低生產(chǎn)成本;同時,引入有實力、相信光伏行業(yè)發(fā)展前途的國有公司,共同建設兩翼:組件生產(chǎn)基地和開發(fā)、運行下游各類光伏發(fā)電應用。最終,通過一帶一路將我們我國人自己的碲化鎘薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)化技術輸往全球各地,為人類的綠色可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。










