來源:中國建材報(bào)網(wǎng)
秋季是北京最美的季節(jié)。這個(gè)時(shí)候來到位于北京延慶的世界園藝博覽會(huì),別有一番景色。在花叢樹影的掩映下,標(biāo)志性建筑——中國館外形仿佛一柄如意,整座建筑氣勢(shì)恢弘,建筑風(fēng)格充滿了中國特色。而更讓記者感興趣的是整個(gè)中國館的“綠色科技”氣息。
據(jù)了解,中國館是一座被稱為“會(huì)呼吸、有生命”的綠色建筑,屋面鋪有太陽能光伏板;玻璃幕墻與膜結(jié)構(gòu)組合形成保溫層,可降低建筑物采暖降溫能耗。
據(jù)北京世界園藝博覽會(huì)中國館設(shè)計(jì)主持人、中國工程院院士崔愷介紹,中國館的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋安裝有1024塊碲化鎘薄膜彩色透光光伏玻璃,光能吸收效率更高,可以更好地適應(yīng)建筑的形態(tài)走勢(shì)。屋頂透光彩色碲化鎘薄膜組件,組件透光率達(dá)到40%,尺寸各異,顏色采用我國傳統(tǒng)的金黃色,組成具有獨(dú)特東方神韻的半環(huán)形——如意狀。而完美實(shí)現(xiàn)崔愷“低碳生態(tài)綠色”設(shè)計(jì)理念的正是龍焱能源科技(杭州)有限公司(以下簡稱龍焱能源)的產(chǎn)品。
“碲化鎘薄膜彩色透光光伏玻璃”的概念,這讓記者很是新奇,于是來到了位于杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的龍焱能源進(jìn)行深度采訪。
在參觀了龍焱能源的生產(chǎn)車間和產(chǎn)品陳列室后,記者對(duì)龍焱能源有了初步的了解。龍焱能源是由國際光伏專家吳選之等人于2008年創(chuàng)建的,一直致力于在我國國內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效碲化鎘薄膜太陽電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
從2008年5月開始,經(jīng)過3年半的努力,龍焱能源先后建立了實(shí)驗(yàn)線、中試線和生產(chǎn)線,經(jīng)歷了研制實(shí)驗(yàn)室小面積電池到研制小型組件,一直到生產(chǎn)1.2米×0.6米的大面積組件等各個(gè)階段,開發(fā)出擁有完全獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整套碲化鎘組件的生產(chǎn)工藝和核心設(shè)備,建立了一條全自動(dòng)化、全國產(chǎn)化、年設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)40兆瓦的碲化鎘薄膜太陽電池組件生產(chǎn)線,線上的40余臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。同時(shí),這條生產(chǎn)線首次采用了龍焱能源研發(fā)成功的新型電池結(jié)構(gòu)、新材料(新型緩沖層、窗口層和背電極),以及改良型近距離升華法(CSS)沉積大面積CdTe薄膜技術(shù)。
在公司里,記者見到了龍焱能源營銷總監(jiān)包鋼,他向記者介紹了碲化鎘薄膜光伏組件在中國館項(xiàng)目上的應(yīng)用情況。
龍焱能源利用自身技術(shù)優(yōu)勢(shì),用科技為建筑賦能,助力中國館建設(shè),是園博會(huì)綠色和可持續(xù)發(fā)展的典范。采用碲化鎘透光薄膜組件作為建筑構(gòu)件,一方面具備了普通透光頂和幕墻的維護(hù)、隔熱、美觀的功能,兼具發(fā)電功能,實(shí)現(xiàn)了從被動(dòng)節(jié)能到主動(dòng)發(fā)電的綠色建筑理念;另一方面,它不僅巧妙地和建筑屋頂和幕墻構(gòu)件相結(jié)合,產(chǎn)品按照中國館的特殊要求,做成了不同尺寸,不同的透光度和不同的顏色,完美替代了傳統(tǒng)幕墻玻璃,真正實(shí)現(xiàn)光伏玻璃代替建筑玻璃。
據(jù)包鋼介紹,目前,人類所掌握的光伏技術(shù)都有很強(qiáng)的材料屬性,即吸收材料是決定光伏電池器件性能的根本因素。與目前市場(chǎng)主流技術(shù)——晶硅技術(shù)相比,由于碲化鎘對(duì)光線的吸收是硅材料的100倍且為穩(wěn)定二元化合物,因此碲化鎘薄膜太陽電池非常適合大規(guī)模生產(chǎn);薄膜制備工藝讓其產(chǎn)業(yè)鏈變得更短從而更容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的成本控制;而其最終的組件產(chǎn)品因具有更好的弱光性能、溫度系數(shù),以及抗遮擋能力,從而擁有更為廣泛的適用場(chǎng)景,在建筑光伏一體化方面能夠發(fā)揮非常大的作用。碲化鎘薄膜光伏電池技術(shù)在美國知名光伏企業(yè)美國第一太陽能公司的推動(dòng)下,在2015年就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了累計(jì)裝機(jī)容量超過20GW,年產(chǎn)量超過3GW。
包鋼感慨道:“盡管碲化鎘太陽電池技術(shù)具有很好的發(fā)展前景,但是其技術(shù)核心長期為國外先進(jìn)企業(yè)所壟斷。真正的、好的核心技術(shù)是用錢買不回來的,必須要依靠自主創(chuàng)新來發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)化的過程中,我們遇到了很多的困難,經(jīng)過10年的努力和艱苦的付出,我們終于實(shí)現(xiàn)了中國制造到中國創(chuàng)造的跨越。通過自主創(chuàng)新、掌握全套核心技術(shù),在我國實(shí)現(xiàn)了碲化鎘薄膜太陽電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化?!蹦壳埃堨湍茉瓷a(chǎn)的碲化鎘薄膜組件產(chǎn)品發(fā)電能力強(qiáng),轉(zhuǎn)換效率超過14%,已進(jìn)入世界先進(jìn)水平;制造的碲化鎘電池的溫度系數(shù)在-0.21%/℃左右,不到晶硅電池的一半,而長條形子電池有利于減少熱斑效應(yīng),提高發(fā)電能力、保證產(chǎn)品壽命和使用安全;同時(shí)在制造過程中,因?yàn)樽⒁鉁囟鹊木_控制,組件的破損率極小。
在談到碲化鎘薄膜技術(shù)優(yōu)勢(shì)時(shí),包鋼認(rèn)為,碲化鎘薄膜技術(shù)的進(jìn)步將推動(dòng)度電成本的下降,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。在環(huán)保方面,龍焱能源能夠?qū)崿F(xiàn)廢舊資源80%以上的碲和鎘的回收,他表示,碲化鎘的綠色、循環(huán)優(yōu)勢(shì)是其他技術(shù)不可比擬的。
包鋼稱,龍焱能源對(duì)一個(gè)光伏技術(shù)的好壞始終堅(jiān)持著自己的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),即“四高一低”?!八母摺敝傅氖歉咝省⒏叻€(wěn)定性、高產(chǎn)率、高良品率,“一低”指的是低成本。目前,薄膜光伏技術(shù)方面,銅銦鎵硒因其材料特性可以制備出性能非常好的電池;但由于原材料稀缺,同時(shí)又是四元化合物,要制備大面積、組氛均勻的薄膜半導(dǎo)體器件,其對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求更高、工藝更復(fù)雜。由于產(chǎn)率和良品率一直是一個(gè)無法得到解決的矛盾,從而導(dǎo)致其成本始終落后與市場(chǎng)的發(fā)展。而砷化鎵技術(shù)成本則更高,目前僅適合于航空航天等高端應(yīng)用,暫時(shí)不能大規(guī)模推廣。相比之下,碲化鎘具有大規(guī)模商業(yè)化的價(jià)值?!澳壳埃谛什桓摺⒁?guī)模較小的情況下,我們公司的碲化鎘薄膜技術(shù)的成本在30美分(2元人民幣)以下,可以說已經(jīng)是接近世界領(lǐng)先水平了:上述提到的第一條生產(chǎn)線的量產(chǎn)組件效率約為14%,產(chǎn)能超過30兆瓦?!卑撟院赖卣f。
為了充分發(fā)揮自有碲化鎘技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)光伏技術(shù)的跨界應(yīng)用,龍焱能源早在4年前就開始布局建筑光伏一體化。目前,龍焱能源已開發(fā)出大量的新型光伏建筑構(gòu)件,如光伏隔熱組件、光伏熱水器、光伏中空玻璃窗、大面積光伏透光落地窗,以及透過率、圖案、顏色、形狀和尺寸均可根據(jù)客戶要求定制的多種透光組件等20余種新產(chǎn)品。龍焱能源的碲化鎘薄膜組件產(chǎn)品已覆蓋全國所有省市、自治區(qū)和港澳臺(tái)地區(qū),并行銷至全球38個(gè)國家和地區(qū)。應(yīng)用于大同未來能源館、國家大劇院舞美中心、嘉興光伏科技館、倫敦金絲雀碼頭公交站、荷蘭醫(yī)院等國內(nèi)外多個(gè)標(biāo)志性綠色建筑的外結(jié)構(gòu)上,展現(xiàn)出其獨(dú)特的市場(chǎng)競(jìng)爭力和綜合應(yīng)用價(jià)值。