薄膜太阳能电池发展命途多舛,增加产能量力而行

财经
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7月13日,住建部、国家发改委印发的《城乡建设领域碳达峰实施方案》提出,推进建筑太阳能光伏一体化建设,到2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%,推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统。

在国家政策的加持下,光伏建筑一体化(BIPV)市场持续升温。这也让薄膜太阳能电池企业看到了新的发展机遇。

市场需求一拍即合

“目前,我国约有40%的工商业厂房和彩钢瓦屋顶缺乏承重能力,轻量化光伏组件可以有效解决这一痛点。同时,对于一些具有弧度的曲面屋顶,柔性组件也有独特的应用优势。”在日前光伏行业协会举办的薄膜太阳能电池应用及产业发展机遇研讨会上,浙江尚越新能源开发有限公司董事长任宇航表示,轻质化、柔性化将成为未来太阳能发展的趋势。

据南开大学光电子薄膜器件与技术研究所教授孙云介绍,目前,除去已经基本退出市场的硅基薄膜电池外,薄膜电池可分为碲化镉薄膜电池、铜基薄膜电池(铜铟镓硒、铜锌硒硫)和砷化镓叠层薄膜(柔性)电池、钙钛矿电池等几大类。其中,前三者已经实现商品化,钙钛矿电池则还需进一步解决稳定性问题。此外,诸如有机电池OPV、量子电池等其他电池尚处于基础研究阶段。

孙云表示,2020年前后,BIPV产业开始在全球范围内发展壮大,薄膜电池也因此受到更多关注。“薄膜太阳能电池更适用于建筑物立面安装,具有很好的弱光效应,同时制作成彩色组件对于输出功率的损失仅为10%左右,可以很好适应BIPV的发展需求。”

产业发展命途多舛

虽然市场需求开始显现,但就全球范围内而言,从事薄膜太阳能电池规模化生产的企业却非常有限。

以碲化镉电池为例,龙焱能源科技(杭州)有限公司总经理吴奔表示,早在1991年,美国FirstSolar公司和德国ANTECSolar公司就开始从事碲化镉薄膜电池的产业化工作,此后两国的多家公司都加入其中,但由于碲化镉技术壁垒较高,目前,仅剩FirstSolar公司还在研发生产。就国内情况而言,只有龙焱能源科技、成都中建材光电材料和中山瑞科新能源三家公司从事碲化镉电池的产业化研发和生产。

铜铟镓硒薄膜电池的发展也堪称“命途多舛”。孙云表示,在“从无到有”的开发阶段,铜铟镓硒电池作为“四元化合物”半导体,其科学机制与技术同传统半导体完全不同,在相关研究尚未明朗的情况下,部分项目急于求成,造成投资血本无归。同时,在学术界,铜铟镓硒电池也受到硅薄膜电池的挤压。

“2011年前后,西方国家开发出铜铟镓硒电池中试单机2万千瓦产线,但在向规模化降本提效的过程中,由于晶硅电池价格暴跌,产线面临停产倒闭,不得不将技术开放,中国企业也正是在这个时候收购了相应的产线。”孙云坦言,出于对西方技术的盲目信任,中国企业希望借用晶硅电池“当年投产、当年获利、来年上市”的经验,投资数十亿建设大型产业基地。但在缺人才、缺技术的情况下,整体推进迟滞。“铜铟镓硒电池在效率、成本方面和晶硅电池的差距越拉越大,重资产压力下,项目为及时止损不得不关停,数十亿资金被套牢。”

增加产能量力而行

任宇航认为,目前,薄膜太阳能电池所处的发展阶段恰如10年前的晶硅电池。“产业化规模扩大,市场和应用场景也开始放大。上下游供应链打通,细分市场的开拓和布局也逐渐成熟。同时,大型的产业化基金开始导入,技术和应用的相关研发正处于加速的进程中。”

在此背景下,任宇航表示,要实现薄膜电池的大规模、低成本生产,必须要立足于自主知识产权,掌握高效率成套工艺和核心产线装备的本土人才,实现材料和装备的国产化,并建立起标准化的生产流程。

同时,孙云认为,薄膜电池要注重走“差异化”发展道路,结合电池特性开发出独特的应用产品和领域,提升附加值。“这一过程中要特别注重解决柔性薄膜电池封装材料的技术瓶颈问题。”

“薄膜电池回归市场,在价格上不要急于与晶硅电池比拼,要充分考虑成本、利润和研发费用的投入,权衡之后决定是否扩大再生产。”孙云指出,薄膜电池企业要与高校和科研院所充分合作,将基础研究和工程技术开发相结合,不断提升电池效率、降低成本,根据市场需求量力而行增加产能。

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