麻省理工學(xué)院(MIT)在不久前發(fā)布的《太陽(yáng)能未來(lái)》研究報(bào)告中指出,薄膜太陽(yáng)能技術(shù)可以減少光伏材料的使用,有效降低制造投入,隨著技術(shù)的進(jìn)一步突破,在未來(lái),用社會(huì)可接受的價(jià)格大規(guī)模應(yīng)用太陽(yáng)能將成為現(xiàn)實(shí)。報(bào)告建議美國(guó)政府應(yīng)該轉(zhuǎn)向薄膜太陽(yáng)能這種“面向未來(lái)”的技術(shù),降低晶硅電池投入,因?yàn)檫@種“短期研究”已沒(méi)有太大價(jià)值。
無(wú)獨(dú)有偶,北京低碳清潔能源研究所太陽(yáng)能中心主任陳頡此前在接受《證券日?qǐng)?bào)》采訪(fǎng)時(shí)也曾指出,晶硅和薄膜各具優(yōu)劣,但由于薄膜電池,特別是銅銦鎵硒電池在光照不足時(shí)仍可發(fā)電,對(duì)溫度的變化也不敏感,所以在實(shí)際發(fā)電量上薄膜的優(yōu)勢(shì)更為突出,它是一種代表未來(lái)發(fā)展方向的技術(shù)。
薄膜發(fā)電降低成本潛力巨大,將成為太陽(yáng)能主導(dǎo)技術(shù)
從市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)看,目前較大的薄膜電池生產(chǎn)商主要有美國(guó)First Solar,日本Solar Frontier、Sharp Solar和中國(guó)漢能等企業(yè),其裝機(jī)容量與晶硅相比有較大差距。但麻省理工在上述報(bào)告中表示,盡管晶硅主宰當(dāng)下全球光伏產(chǎn)業(yè),然而在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電力批發(fā)市場(chǎng),太陽(yáng)能發(fā)電成本必須要保持持續(xù)下降趨勢(shì),但是就目前來(lái)看,晶硅企業(yè)的技術(shù)突破之路已經(jīng)越來(lái)越難走。
在美國(guó),光伏系統(tǒng)的非模塊或平衡系統(tǒng)(BOS)成本占到太陽(yáng)能地面電站價(jià)格的65%,在普通住宅使用的屋頂太陽(yáng)能方面,BOS更是占到85%的成本。與晶硅相比,薄膜技術(shù)是在玻璃、塑料或金屬等基底上沉積上一層或多層很薄的光伏材料,這種工藝可以減少系統(tǒng)的材料使用,降低制造支出。所以薄膜技術(shù)是太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)成本大幅下降的最可能途徑。
研究人員認(rèn)為,晶體硅技術(shù)具有內(nèi)在缺陷,其生產(chǎn)環(huán)節(jié)非常復(fù)雜,光吸收效率低下,這也導(dǎo)致了晶硅太陽(yáng)能面板需要使用很厚的晶硅片。這些由玻璃封裝的笨重的晶硅片,不僅導(dǎo)致了電池組件的剛性易碎,重量大等性質(zhì),也造成了光伏系統(tǒng)的制造成本居高不下。
而薄膜太陽(yáng)能技術(shù),由于使用了截然不同的材料系統(tǒng)和器件結(jié)構(gòu),有望利用更簡(jiǎn)潔的制造方式,更少的原料來(lái)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)越的性能。目前,商業(yè)化薄膜材料的光吸收效率為單晶硅的10-100倍,因而其材料只有幾微米厚。對(duì)生產(chǎn)碲化鎘(CdTe)的美國(guó)First Solar,生產(chǎn)銅銦鎵硒(CIGS)的日本Solar Frontier和中國(guó)漢能來(lái)說(shuō),它們擁有技術(shù)先進(jìn)的工廠(chǎng),可以高效、自動(dòng)化地生產(chǎn)薄膜模組,并通過(guò)更低的BOS價(jià)格來(lái)降低模組的每瓦成本。
為技術(shù)與市場(chǎng)開(kāi)路,中美光伏政策向薄膜傾斜
薄膜太陽(yáng)能曾遭人詬病的一個(gè)缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化率低,而近年來(lái),薄膜的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)取得巨大突破,美國(guó)First Solar最近宣布,其碲化鎘(CdTe)組件的轉(zhuǎn)換率首次超越多晶硅,達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的18.6%。在銅銦鎵硒方面,中國(guó)企業(yè)漢能的CIGS組件的最高轉(zhuǎn)化率更是達(dá)到21%。
對(duì)于轉(zhuǎn)化率的問(wèn)題,北京低碳清潔能源研究所太陽(yáng)能中心主任陳頡此前在接受《證券日?qǐng)?bào)》采訪(fǎng)時(shí)介紹:“公允地說(shuō),晶硅和薄膜各具優(yōu)劣,但由于薄膜電池,特別是銅銦鎵硒電池在光照不足時(shí)仍可發(fā)電,對(duì)溫度的變化也不敏感,所以在實(shí)際發(fā)電量上薄膜的優(yōu)勢(shì)更為突出,它是一種代表未來(lái)發(fā)展方向的技術(shù)。”
這一觀(guān)點(diǎn)在近期三部委出臺(tái)的《關(guān)于促進(jìn)先進(jìn)光伏技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的意見(jiàn)》中也得到了印證?!兑庖?jiàn)》區(qū)別于以往政策,明確將硅基、銅銦鎵硒、碲化鎘及其他薄膜電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到12%、13%、13%和12%以上的企業(yè)定位為行業(yè)“領(lǐng)跑者”,且將以政策資金和政府采購(gòu)方式對(duì)“領(lǐng)跑者”先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行政策傾斜,有觀(guān)點(diǎn)指出這體現(xiàn)出國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)于薄膜發(fā)電的信心。
從麻省理工的報(bào)告中亦不難看出,歐美各國(guó)已把薄膜太陽(yáng)能作為未來(lái)能源發(fā)展方向加以扶持。隨著資金投入與技術(shù)進(jìn)步,薄膜太陽(yáng)能將在世界電力市場(chǎng)中發(fā)揮舉足輕重的作用。