汉能深耕薄膜太阳能领域 引领铜铟镓硒技术发展

铜铟镓硒薄膜太阳能电池的实验室转化效率已达到22.3%。凭借着技术的先进性和柔性特征,随着规模化生产带来的成本降低,薄膜太阳能技术可大规模应用于电子产品、汽车、航天等高端领域。

在CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能产业技术创新战略联盟成立仪式上,中国建材北京新型材料建筑设计研究院院长薛孔宽表示,CIGS薄膜具有较高的光电转化率,可广泛应用于分布式光伏发电。而且其所需的铜铟镓硒等元素在中国蕴藏量最大,无须进口,不会产生进口依赖。薛孔宽认为,随着清洁能源的推广,将来CIGS薄膜将有广阔的发展前景,可应用于移动电站、光伏建筑、可穿戴设备、新能源车、智慧城市等方面。

事实上,目前,汉能的铜铟镓硒薄膜太阳能产品已经在可穿戴设备、共享单车、新能源汽车、无人机等领域得到了应用。2017年5月,汉能和摩拜达成合作协议,汉能提供的移动能源解决方案将每辆摩拜单车都装载了5.5瓦的汉能MiaSolé的薄膜太阳能组件,能够为智能锁等模块供应源源不断的绿色能源,解决了能源产生、回收、共享的技术问题。

李河君向记者表示,随着薄膜技术的进步,产业规模在迅速扩大,以汉能、中建材、上海电气等大型企业为主导,将在未来5年内打造超过10GW铜铟镓硒薄膜太阳能生产能力。届时,铜铟镓硒将成为国内为数不多的具有国际竞争优势的产业之一。未来将把这些产品逐步开发出来并推向市场。

记者观察

万亿产业拓荒者的坚持

一个长期以来鲜有企业问津的领域,为何却突然吸引了央企数百亿元的投资?从投资逻辑的角度看,这个领域应该很有“钱”景。

其实,任何一个行业,只有在历经前期的成长阵痛后,才会逐渐繁荣。在铜铟镓硒薄膜太阳能领域,作为民营企业的汉能,则扮演了拓荒者的角色。

作为“第一个吃螃蟹”的企业,汉能在2009年进入薄膜太阳能领域初期,正值光伏行业人人皆言晶硅之时。彼时,汉能发展薄膜太阳能饱受非议,被不少同行“嘲笑”。比如去买机器设备,对方都不相信,认为汉能很可笑,因为其他企业都在做晶硅,而汉能却要做薄膜。

在此之前,汉能一直以水电为主业,其持有的金安桥水电站是全国最大的民营水电站,“年年可挣几十个亿”。正如李河君所言:“其实有这么多水电,我们什么都可以不干了,天天打高尔夫球就好了。”

不过,致力于“用薄膜太阳能改变世界”的汉能,仍然投入数百亿元进入了一个完全陌生的领域。李河君表示,水电是汉能的看家本领,而做薄膜太阳能,汉能更多的是基于社会责任。

如今,汉能已先后耗费数百亿元收购了德国Solibro、美国MiaSolé、Global Solar Energy(GSE)、Alta Devices等薄膜太阳能技术公司。毫不夸张地说,汉能把全球薄膜太阳能这个产业给“救活”了。

产业在市场的逐渐成熟也引来了中建材、神华等众多觉醒者的介入。在李锦看来,这也是央企的特性使然。在新一轮国企改革中,高质量发展被高度关注,优化国资投资结构,构建重视投资收益的国资管理体制已是大势所趋。李锦认为,注重投资收益的央企,其投资会比较慎重。

“蛰伏八年,一朝蝶变”。如今,得益于汉能在铜铟镓硒薄膜太阳能领域的持续深耕,一个万亿级市场已然开启。

面对万亿元市场“钱”景,在央企掷数百亿元纷纷布局之时,或许这正是汉能李河君所言“薄膜太阳能时代已经到来”。而此刻,作为铜铟镓硒产业的拓荒者与守望者,汉能理应收获鲜花和掌声。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池,是指使用化学物质Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)通过共蒸发或后硒化工艺在衬底上形成吸收层的太阳能电池技术。

因衬底材质和工艺的不同,铜铟镓硒薄膜太阳能电池的技术、应用领域也有所差异。目前,主要有铜铟镓硒玻璃基薄膜、铜铟镓硒柔性薄膜这两种类型。

铜铟镓硒玻璃基薄膜

该技术采用多元素共蒸发的方式,在玻璃基衬底上沉积铜铟镓硒功能膜层。上述中建材铜铟镓硒项目所用的Avancis公司技术,以及中国神华项目所用的Manz公司技术均属于此类型。

Avancis公司在2016年宣布,其基于该技术的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的转化效率为17.9%。

汉能的铜铟镓硒玻璃基薄膜使用的是德国Solibro技术。该技术实验室转化效率达21%,量产转化效率达到17%,并以平均每年1%的速度提高,是目前世界量产效率最高的共蒸发铜铟镓硒玻璃基薄膜技术。

目前,铜铟镓硒玻璃基薄膜太阳能电池产品主要应用于大型地面电站、分布式电站、户用系统等领域。

根据工艺的不同,又分为溅射法和共蒸发法两种。前者采用多元素溅射的方式,在柔性衬底上沉积铜铟镓硒功能膜层,后者则通过多元素共蒸发的方式来实现。

与刚性玻璃基衬底相比,采用柔性衬底的汉能铜铟镓硒柔性薄膜太阳能电池兼具了轻、柔、薄等特性,因此应用更为宽泛。可广泛应用于柔性屋顶、汽车应用、特种产品、电子产品等领域。

目前,汉能MiaSolé多元素溅射法柔性单串组件效率17.3%,为该领域的世界纪录。量产转换效率已达到15.5%,并以平均每年1%的速度提高。