在2008年之前多晶硅價格飛速上漲的時候,薄膜太陽能電池曾被業(yè)界視為降低光伏價格的“救命稻草”;然而,隨著多晶硅價格的回落,晶體硅太陽能電池成本大幅下降,薄膜電池的地位就顯得多少有些尷尬——巨額的設備購置費用和偏低的光電轉換效率使業(yè)界不得不對薄膜電池的前景產生懷疑。
關鍵在于成本
“光伏發(fā)電是未來能源體系的重要組成部分,高效率、高穩(wěn)定性、低成本是光伏電池發(fā)展的基本原則。”南開大學光電子薄膜器件與技術研究所孫云教授說,“提高光電轉換效率、降低生產制造能耗、組件生產規(guī);B續(xù)化、縮短產業(yè)鏈是降低電池成本的有效途徑!
在孫云教授看來,薄膜太陽能電池的生產過程恰好具備低能耗、規(guī);投坍a業(yè)鏈的特點。晶體硅電池的制造過程,從多晶硅材料到鑄錠(或拉單晶)、切片,到電池和組件的生產,的確具有較長的產業(yè)鏈;而薄膜太陽能的生產過程,投入的是玻璃、塑料或金屬箔等材料,產出的是組件,可以在一個車間內完成。非晶硅薄膜太陽能電池的關鍵工序——PECVD采用的也是低于200℃的低溫工藝,因此具有較低的生產能耗。從產品尺寸上看,晶體硅太陽能電池通常為125mm×125mm和156mm×156mm兩種規(guī)格;而非晶硅薄膜太陽能電池的尺寸通常為1.1m×1.3m,有的甚至可以達到2.2m×2.6m,確實具有規(guī)模化的優(yōu)勢。
“硅基非晶/微晶疊層太陽能電池是薄膜電池的主流產品。目前,硅基薄膜電池已有長年穩(wěn)定運行的記錄!闭憬┨柲芸萍加邢薰径驴偨浝項盍⒂驯硎,“硅基薄膜的弱光響應和溫度系數優(yōu)于單晶硅,相同額度功率的硅基薄膜電池其實際輸出功率可高于晶體硅電池10%~15%!睋䲢盍⒂呀榻B,正泰公司在寧夏石嘴山建設了10MW的光伏電站,其中既有晶體硅電池,也有薄膜電池,從實際運行的情況看,單位功率的薄膜電池發(fā)電量比晶體硅電池高出5%-9%。
與晶體硅太陽能電池相比,薄膜電池能否具有競爭優(yōu)勢,關鍵在于能不能盡快降低成本。楊立友表示,正泰公司近期的目標是將薄膜組件成本下降到0.7美元/瓦,中長期的目標是讓成本降低到0.5美元/瓦,正泰將從提高電池效率和裝備自主集成兩個方面入手解決成本問題。
“目前,在正泰的試驗線上已經能達到0.72美元/瓦的成本目標!睏盍⒂颜f,“如果到2011年,我們能在45MW的生產線上也達到這一目標的話,我們的薄膜電池相對晶體硅電池而言還是具有一定的成本優(yōu)勢的。”
更適合BIPV應用
在系統(tǒng)應用端,薄膜太陽能電池也具有鮮明的特色!芭c晶體硅太陽能電池相比,非晶硅薄膜太陽能電池在BIPV應用中更具有優(yōu)勢。”保定天威薄膜光伏有限公司首席技術官麥耀華說。
麥耀華列舉了非晶硅薄膜太陽能電池在BIPV應用中的4大優(yōu)勢:
就產品外觀而言,非晶硅薄膜電池能實現均勻透光,內視和外視的效果都比較好,容易滿足建筑美學的要求。
就產品性能而言,非晶硅薄膜太陽能電池弱光性好,受風沙、雨雪等天氣影響較小,年發(fā)電天數達320天左右,日發(fā)電時間最長可達13小時;同時,由于非晶硅薄膜太陽能電池溫度系數小,受氣溫變化的影響也小。
就系統(tǒng)穩(wěn)定性而言,由于非晶硅薄膜太陽能電池的特殊結構,使得其功率受陰影影響較小,從而增強了電池對環(huán)境的適應性,這一點對在高樓林立的城市中實現BIPV尤為重要。
就產品的多樣化而言,非晶硅薄膜太陽能電池也具有優(yōu)勢:首先是其電池片可以通過激光加工成點狀、布紋狀等實現不同的透光效果;其次是可以根據點密度、布紋稀疏度來調整透光率;再次,非晶硅電池片可以調整電池顏色;此外,還可以將非晶硅電池片制成光伏百葉窗,通過調整角度適應不同緯度地區(qū)的太陽入射角,從而提供電池轉換率。
薄膜太陽能電池中的另一種特殊類型——柔性薄膜電池也在BIPV應用中找到用武之地。據索拉津能技術部經理翟佐緒介紹,通常,晶體硅組件每平方米的重量是13~15千克,而柔性電池組件每平方米的重量僅為3.4千克,這對于降低建筑物的荷載要求是非常有利的。
此外,在BIPV應用中,最需要的是不會給建筑“惹麻煩”的光伏電池。翟佐緒表示,柔性薄膜電池除了具有重量輕、使用靈活的特點之外,最大的優(yōu)勢是可以直接粘接在建筑材料上,非常有利于實現建筑物的防水,這是其他類型的電池所不具備的。