薄膜电池应用加速设备瓶颈需要突破

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1、薄膜电池应用加速设备瓶颈需要突破日期：5月20日与晶体硅电池相比，CIGS（铜锢镣硒）和CdTe（硏化镉）薄膜太阳能电池具有成本低、产能高、可靠性高、光电转换效率高、稳定性好、能量凹收期短、组件应用多样性等诸多优势，具有极大的成长空间，但同时也面临着很大的挑战。太阳能电池是一种能够将太阳光能转换成电能的器件，基本结构是p型半导体和n型半导体结合后形成pn结，高转换效率的太阳电池对材料有特殊的要求。CIGS和CdTe半导体材料是直接带隙半导体，光学吸收系数高于晶体硅1至吆个数量级，并且具有合适的禁带宽度，这决定

2、了这两种化合物是制造太阳电池的理想材料。目前在CIGS和CdTe太阳能电池领域保持冠军纪录的是美国国家可再生能源实验室，其CIGS电池的转换效率为19.9%,CdTe电池的转换效率为16.5%o理论上这两种电池的转换效率可以达到33%,可见化合物薄膜电池的效率还有很大的提升空间。从材料的角度考虑，金属钢是稀有元素，就目前的工艺技术和器件结构而言，金属钢对CIGS电池大规模生产而言是最重要的材料。据估计，如果CIGS电池光电转换效率为10%,CIGS吸收层厚度为3um,1MW的组件需要约50kg的锥I；随着工艺

3、技术的改进，CIGS吸收层厚度有可能从现在的3um减薄到1Pm,光伏电池中锢的用量会大大减少。此外，钢可以有效回收，现在日本和一些其他亚洲国家能有效地冋收锢，从而可以稳定锢的价格，降低与锢和关半导体器件的生产制造成本；而且中国是钢储量最多的国家，这使得国内CIGS薄膜电池的生产具有一定的优势。对于CdTe薄膜电池，Cd和Te是确保连续性生产最重要的材料。众所周知，Cd是有毒的元素，Te是地球中的稀缺元素，用CdTe材料做太阳能电池，材料来源与安全性是被关注的焦点。一般情况下Cd元素是有毒的，当Cd与Te形成稳

4、定的化合物时会失去毒性。据报道蓄电池中Cd的含量远远高于CdTe电池，所以化合物CdTe在光伏组件止常工作期间几乎没有危险。Cd材料对于CdTe薄膜光伏组件并不是一个限制因素，据统计，生产1MW、CdTe厚度为3uni、光电转换效率为9.3%的CdTe光伏组件人概需要94kg的Cd材料。随着电池光电转换效率的提高和CdTe吸收层厚度的减小，Te的使用量在逐渐减小，当吸收层厚度达到1um、电池效率达到13%时，Te的用量接近20kg/MWo可见Tc的材料供应也不会成为CdTe光伏电池的材料瓶颈。2010年4月，

5、美国国家可再生能源实验室（NREL）证实，rflSoloPower公司实验性生产线生产的柔性铜锢铢硒（CIGS）光伏组件已通过该实验室测试，其光电转换率已达到11%,是迄今为止业内全尺寸柔性模块所能达到的最高转换率。该公司在制造过程中利用其专利电镀技术，使用柔性金属薄片制造CIGS太阳能电池。NREL之前曾证实该公司11.8cm2的实验室太阳能电池的转换率高达13.4%o该公司表示，在对其柔性组件进行内部测试后，已将该产品送至独立实验室进行UL1703标准认证，UL认证有望于近期完成。Avancis属于圣戈班

6、集团的一个子公司，该公司于2008年10月开始进行铜锢硒的生产。一年之后，该公司称其生产能力已经达到了极限。NREL证实其30cmX30cm的铜钢硒太阳模块转换效率达到15.1%,Avancis是在徳国慕尼黑研发实验室研制出此结果的。近FI徳国Avancis公司与Donauer公司宣布双方结成伙伴关系，就Avancis生产的PowerMax铜锢硒薄膜太阳组件开展合作。Avancis组件功率为100W〜120W,组件效率高达12%,成为首批纳入Donauer公司产品组合的铜锢硒薄膜组件。比利时稀有金属(锥I、镣

7、、硒、碼等)生产商MCPGroup口前正将其制造T厂并入旗下了公司AtluminEnergy,以精简操作流程,压缩其材料供应链，满足日益增长的薄膜光伏产业的需求，提高竞争力。此外，Atlumin公司总部所在的美国纽约新哈特福徳镇(NewHartford)还提供高级冋收利用方案。该公司生产厂位于德国，英国和美国等多个国家。作为全球最大的太阳能电池制造商和唯一的CdTe薄膜电池制造商，FirstSolar公司成为光伏行业成木控制的风向标o2009年，该公司产量达到1.2GW,预计2010年产量在1.3GW,201

8、2年，FirstSolar公司的产能将达到2.1GW,其产能的扩张主要在马来西亚的工厂实现。2009年，FirstSolar公司CdTe电池的制造成本已达到0.8美元/峰瓦，这是目前光伏产品的最低成木，众多光伏企业以FirstSolar成本为标准，改进工艺，优化技术和管理模式，努力降低成本。此外该公司的产品效率在不断更新提咼，目刖光电转换效率在11.5%左右，而实验室该电池效率已达到16.5%,理论