国家能源投资集团携光伏玻璃幕墙出席光伏产业发展高峰论坛暨展览会

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2018-10-03

  国家住建部数据显示,中国的建筑能耗约占全社会总能耗的30%。 建筑能耗包括从建筑材料制造、建筑施工,到人们日常在建筑中的采暖、空调和照明等。 从耗能城市向节能城市,甚至产能城市的转变,也是建设智慧城市低碳发展的一大议题。

  8月10日,铜铟镓硒薄膜建筑一体化(CIGS-BIPV)技术与应用的研究成果,在陕西西安的光伏产业发展高峰论坛暨展览会上,进行了展示。 该项目由国家能源集团牵头,集成了CIGS-BIPV一体化装配技术、光伏综合利用、直流电供电系统、智能楼控系统四大创新点。

  铜铟镓硒薄膜光伏发电是指,利用铜铟镓硒薄膜(CIGS)太阳能电池,将光能转换成电能。 CIGS太阳能电池是吸收层由铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)四种元素,按照最佳比例构成的结晶薄膜太阳能电池。   国家能源投资集团有限责任公司于2017年8月成立,由中国国电集团公司与神华集团有限责任公司合并重组而成,是目前世界最大的煤炭生产、火力发电和可再生能源发电生产公司。   本次在陕西西安展示的CIGS-BIPV展示单元,长米,宽4米,高米,建筑面积为平方米,相当于模拟一个小型居住单元,共装有90块光伏组件。

国家能源集团相关负责人表示,该单元实际使用的CIGS转换效率为%。 在西安的日照条件下,该展示单元1天大约能发15度电。 CIGS-BIPV展示单元文闵图  当前(CIGS)太阳能电池,在实验室的最高转换效率纪录为%。 国家能源集团绿色能源与建筑研究中心汤洋博士表示。

  薄膜太阳能电池具有层级结构,衬底一般是玻璃,玻璃之上再分别沉积铜铟镓硒吸收层、硫化镉缓冲层、氧化锌窗口层等多层薄膜,最上层盖板玻璃,因此在与建筑的一体化上具有先天的优势。 传统的太阳能光伏板与建筑是分离式的,先有玻璃幕墙,再贴太阳能电池板。 而CIGS-BIPV则意味着太阳能电池板本身就是一个可以发电的玻璃幕墙,同时满足建筑墙体应达到的抗震、抗腐蚀、抗风的指标。   汤洋介绍,在三种实现了产业化的薄膜太阳能电池中,非晶体硅薄膜太阳能电池的转换效率只有10%以下,且衰减性较大,正处于市场退出状态。

  未来比较有潜力的薄膜太阳能电池就是碲化镉和铜铟镓硒。

汤洋表示。   而这两种薄膜太阳能电池用到的原料中,碲(Te)、铟、镓、硒均为稀有分散元素,在地壳中丰度较低,在自然界中不形成独立矿物,而是以杂质状态分散于其他元素的矿物中。   CIGS太阳能电池的光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首,超过14%,接近晶体硅太阳能电池;成本则是晶体硅电池的三分之一。

汤洋介绍,目前市场主流的晶硅太阳能电池,采用的是切拼工艺。 即加热融化无规则晶体硅块,生成原子排列有序的硅锭后,切成一块块电池板,利用镀锡焊带将每块电池板连起来。 而第二代的薄膜电池,则可以利用镀膜技术让材料直接长在玻璃上,大大降低了生产成本。   此外,薄膜电池不会产生晶硅类电池很难克服的光致衰退效应,使用寿命可长达30年以上;同时弱光性较晶体硅电池更好。

  同样标定的转换效率,CIGS太阳能电池的发电量比单晶硅、多晶硅太阳能电池要高得多。 国家能源集团总经理凌文介绍。   凌文表示,CIGS太阳能电池可以广泛应用于边远山区和海岛的独立电站、农光互补、渔光互补等精准扶贫项目、光伏建筑一体化(BIPV)和大型地面光伏电站等领域。   由于边远山区和海岛的自然条件更为苛刻,凌文提出下一步CIGS太阳能电池的目标不是马上市场化,而是抗风的强度、抗腐蚀的强度,要做上去。

  五年以后的光伏板跟现在比,成本将大幅下降,效率还将大幅提升。 凌文表示,现在的任务就是继续投入研发,研究如何提高效率并降低成本。   2018年1月,神华集团、上海电气和德国光伏设备制造商ManzAG共同出资,正式开始建设重庆神华薄膜太阳能项目,设计年产能为306MW。

汤洋表示,等该工厂建起来并实现国产化之后,CIGS太阳能电池的成本会更有竞争力。

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