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专家视点:孙云、庄大明谈太阳能薄膜电池的发展

字体大小: - - yaqian   发表于 10-08-11 11:49     阅读(2415)   评论(0)     分类:太阳能导电银胶

专家视点:孙云、庄大明谈太阳能薄膜电池的发展

太阳能薄膜电池是一个朝阳行业,其与稀有金属的关系密不可分。围绕太阳能薄膜电池的发展,近年来主要从事化合物薄膜光伏材料、器件与技术应用基础研究与工程技术开发的南开大学孙云教授和擅长将实验的技术进行产业化转化,长期致力于研究铜铟镓硒(CIGS)新型第三代太阳能电池的清华大学庄大明教授,他们有些什么想法呢?

      孙云教授认为:在技术层面,两者都是化合物半导体多晶薄膜太能能电池,转化效率都比较高,没有硅薄膜的衰退现象。(碲化镉)CdTe是二元化合物,技术相对容易;CIGS为四元化合物,技术难度相对较高。

      在成本方便,CdTe目前成本较低,1美元以下;CIGS开始量产后,成本将低于 CdTe,性价比将是所有电池中最高的。

      CdTe技术目前相对稳定,产量高于CIGS。CdTe生产能力已经接近1GW,主要是First Solar公司的单机生产线可达20兆瓦以上,同时在全世界建立很多上百兆瓦的生产基地;CIGS有些公司已经有所突破,在建生产线,全部建成将超过CdTe的产能,估计在2012-2013年可以实现产业化。

      目前两种电池发展都受到一些限制。CdTe受元素限制,镉为重金属有毒元素,人们对其有恐惧心理。日本完全禁止与镉相关的产业。碲元素储量少,消耗量大。而CIGS受技术和资金限制,设备制约。国内研发投入不够,自主知识产权保护差。

      稀有金属,顾名思义资源稀缺。那各种稀有金属在电池中的应用、用量,可替代性如何?对此,清华大学的庄大明教授有他自己的观点。他认为:铟:稀缺,但供应量足够(1微米薄膜需要15吨铟),镓:与铟是同一族元素,可代替部分铟(约30%),提高禁带宽度;硒:储量丰富,对单质硒需求大;硫:与硒是同一族元素,可代替部分硒,提高禁带宽度,且性能好于镓;经过硫处理后,铜铟镓硒表面也会更平整;碲:储量少;铝:与铟和镓为同一族元素,可能替代铟和镓。

      中国的太阳能薄膜电池研究比国外晚,尽管最近10年国家在这方面逐年加大了投入,但与国外差距还是很大。政府应加强政策引导和政策激励,同时可借鉴国外的成功经验。

      孙云教授认为:对照欧美、日本CIGS市场的发展进程,可借鉴之处在于有三点,首先,研发产业化:研发投入大,且多为企业出资。企业研发中心去大学找项目孵化,进行产业化开发;其次,知识产权保护:对于技术的知识产权保护强;最后,双赢合作:国外输出设备,同国内一同研发技术,够买国外设备,国内自主开发生产线。

      当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发新能源,寻求经济发展的新动力。太阳能薄膜电池何时能实现产业化?

      庄大明教授认为:CIGS市场已经引起各方的广泛关注,两岸企业的合作也在逐步推进CIGS技术的稳定性慢慢好转,整个行业的规模化应该会在2-3年内到来。国内自主研发的技术在1-2年内将设计设备,进入产业化。铜铟镓硒生产方式主要包括:共蒸发法和预制膜硒化法,目前前者已经慢慢被淘汰,硒化法。(上海有色网)

专家介绍:

孙云:南开大学信息技术科学学院光电子研究所教授, 1982年毕业于南开大学电子物理专业,2001年晋升为教授。近年来孙云教授主要从事化合物薄膜光伏材料、器件与技术的应用基础研究与工程技术开发,建立了国内先进的“化合物薄膜光伏材料和器件与技术研究的实验平台”。

庄大明:清华大学博士生导师,学科带头人。擅长将实验的技术进行产业化转化,长期致力于研究铜铟镓晰(CIGS)新型第三代太阳能电池。

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