中国首支CIGS薄膜太阳能集电管产品面世

“铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳电池的应用是中国太阳能产业探索发展的方向，它减少了传统意义上利用硅为基础材料的污染和高能耗，成本低廉、耗能低、效率高。它的问世，标志着这一具有自主知识产权的太阳电池新产品在中国开始迈向产业化的征程，堪称我国光伏产业发展中的一个新亮点。”在5月5日开幕的第六届亚洲太阳能光伏工业展览会上，中国首支CIGS薄膜太阳能集电管面世。对此，中科院院士、北京大学物理学院教授甘子钊如是说。这一新产品是河南燕垣光伏科技有限公司依托北京大学研发的。
光伏发电成本瓶颈亟待突破
近年来，创新推动太阳能光热光伏应用技术日新月异，但光伏发电成本高依然是最大瓶颈。
晶体硅太阳电池和薄膜太阳电池是目前光伏市场的两种主要产品，晶体硅太阳电池占约90%左右的市场份额。但我国光伏产业明显处于三头在外的局面：材料在外——多晶硅依赖进口；市场在外——中国光伏产品95%以上出口海外；技术在外——光伏核心装备和先进技术大多依赖进口。
多晶硅生产工艺的属性决定了其产业链生产环节、尤其多晶硅提纯中会存在高能耗、一些技术水平不高的企业甚至存在高污染问题；在应用中，晶体硅太阳电池由于其温度效应和光谱响应范围窄的影响，使本来较高的光电转换效率大打折扣，从而影响光伏组件实际发电量。“2009年，中国光伏发电市场装机量约160兆瓦，占全球当年装机总量的2%；2010年，预计装机约380兆瓦，在全球总装机量中占3%，国内光伏市场发展依然十分缓慢。”甘子钊院士说。
CIGS薄膜太阳能电池成发展契机
在薄膜太阳电池家族中主要包括了硅基非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒三大类薄膜太阳能电池。铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有生产成本较低、能耗低，污染小、不衰减、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳电池之首，接近多晶硅太阳电池，成本却是其1/3，被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳电池”。此外，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求建筑物的理想选择。但CIGS生产工艺复杂，生产设备昂贵，要实现大面积量产，必须提升效率和良品率。
太阳能集电管应运而生
展会上，甘子钊院士向记者介绍：“我国第一支CIGS薄膜太阳能集电管技术，具有中国自主知识产权，虽然与美国、德国等少数技术先进国家相比尚处中等水平，但其市场潜力巨大。”
2009年，北京大学和燕垣光伏合作开发60MW铜铟镓硒薄膜太阳能集电管项目。经过攻关，确立了以磁控溅射为主，硒蒸镀沉积为辅的技术工艺，成功解决了制备CIGS一系列关键技术和物理问题，并创立了三元叠层硒化法与预制层后处理硒化法制备CIGS薄膜的方法；系统优化了CIGS薄膜硒化与高温重结晶热处理工艺。长达一年的中试实验，研发出新型CIGS管式太阳电池——太阳能集电管，光电转换效率达到9%，解决了规模化生产良品率偏低的世界性难题。同时，还设计出了用于太阳能集电管产业化生产设备，及完全国产化的具有自主知识产权的工业生产线，解决了薄膜太阳电池生产一次性投资过大问题。
燕垣光伏董事长王庆祥兴奋地告诉记者，该项目采用中国人自己的发明工艺，采用量身定做的国产化装备，探索出了一条拥有完全自主知识产权的CIGS薄膜太阳电池产业化之路。该项目计划通过3年时间努力，投资78000万元，完成项目的一期工程建设，建成年产60MW的CIGS薄膜太阳能集电装置生产基地。