來源:新華網
新華網北京8月22日電 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,中國更是確立了“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。發(fā)展真正由中國創(chuàng)造的光伏發(fā)電核心技術,為人類的綠色可持續(xù)發(fā)展提供技術動力,將是實現(xiàn)上述能源國策的重要組成部分。
早在上世紀50年代初,RCA實驗室制備出第一塊轉換效率為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、碲化鎘具備與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、碲化鎘與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。第四、碲化鎘薄膜組件的生產成本極具競爭力(美國第一太陽能的生產成本約為0.34美元/W);同時,碲化鎘薄膜組件的生產成本降低潛力巨大:美國第一太陽能大面積組件產品S6(組件面積2.16㎡)實現(xiàn)滿產后成本可降至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,1MW CdTe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;與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,中國光伏行業(yè)長期以產業(yè)化技術相對成熟的晶硅太陽能電池為主;而在需要大量自主創(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,追求打破國外企業(yè)對先進碲化鎘薄膜太陽能電池產業(yè)化技術的壟斷,實現(xiàn)在該技術上的“中國創(chuàng)造”。經過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業(yè)化技術及相關生產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中國的產業(yè)化,搭建起完全立足于自主化、國產化的產業(yè)鏈。目前,龍焱能源擁有一條具有完全自主知識產權、全國產化、自動化程度高、年產能40MW碲化鎘薄膜0.72㎡組件生產線;龍焱能源試驗室小面積電池轉換效率達到17.3%,生產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品已獲得包括歐洲TUV Nord、美國UL、中國金太陽等知名產品認證機構的認證,而龍焱能源自身也已獲得ISO9001質量管理體系的認證;產品已銷往全國20多個省市和地區(qū),以及全球38個國家。盡管,龍焱能源的產能僅為美國第一太陽能的百分之一,但是由于自主化和國產化程度高,龍焱能源的產品生產成本已低于美國第一太陽能的生產成本,達到0.30美元/W以下。而未來隨著轉換效率的不斷提升和產能的有效擴張,龍焱能源的生產成本可達到0.20美元/W以下。
龍焱能源堅信只有“中國創(chuàng)造”才能讓光伏這個戰(zhàn)略型新興產業(yè)在中國得到健康的發(fā)展。而“中國創(chuàng)造”就必須要具備四個要素:一、中國的產業(yè)化核心技術,二、中國的研發(fā)和管理團隊,三、中國的生產設備和原材料,四、中國的生產基地,缺一不可。而在過去9年中,龍焱能源的主要工作就是以研發(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)略性產業(yè), 國家需要光伏,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)提高產業(yè)化技術的水平,推動新產品和新應用的研發(fā)以及不斷降低生產成本;同時,引入有實力、相信光伏行業(yè)發(fā)展前途的國有企業(yè),共同建設“兩翼”:組件生產基地和開發(fā)、運行下游各類光伏發(fā)電應用。最終,通過“一帶一路”將我們中國人自己的碲化鎘薄膜太陽能電池產業(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。