【中玻網(wǎng)】國家住建部數據顯示,中國的建筑能耗約占全社會(huì )總能耗的30%。建筑能耗包括從建筑材料制造、建筑施工,到人們日常在建筑中的采暖、空調和照明等。從“耗能城市”向“節能城市”,甚至“產(chǎn)能城市”的轉變,也是建設智慧城市低碳發(fā)展的一大議題。

　　8月10日,銅銦鎵硒薄膜光伏建筑整體化(CIGS-BIPV)技術(shù)與應用的研究成果,在陜西西安的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇暨展覽會(huì )上,進(jìn)行了展示。該項目由國家能源集團牽頭,集成了CIGS-BIPV整體化裝配技術(shù)、光伏光熱太陽(yáng)能綜合利用、直流電供電系統、智能樓控系統四大創(chuàng )新點(diǎn)。

　　銅銦鎵硒薄膜光伏發(fā)電是指,利用銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽(yáng)能電池,將光能轉換成電能。CIGS太陽(yáng)能電池是吸收層由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)四種元素,按照比例構成的結晶薄膜太陽(yáng)能電池。

　　國家能源投入資金集團有限責任公司于2017年8月成立,由中國國電集團公司與神華集團有限責任公司合并重組而成,是目前世界的煤炭生產(chǎn)、火力發(fā)電和可更新能源發(fā)電生產(chǎn)公司。

　　本次在陜西西安展示的CIGS-BIPV展示單元,長(cháng)6.6米,寬4米,高3.7米,建筑面積為26.15平方米,相當于模擬一個(gè)小型居住單元,共裝有90塊光伏組件。國家能源集團相關(guān)負責人表示,該單元實(shí)際使用的CIGS轉換效率為14.2%。在西安的日照條件下,該展示單元1天大約能發(fā)15度電。

　　CIGS-BIPV展示單元文閔圖

　　“當前(CIGS)太陽(yáng)能電池,在實(shí)驗室的很高轉換效率紀錄為22.9%?！眹夷茉醇瘓F綠色能源與建筑研究中心湯洋博士表示。

　　薄膜太陽(yáng)能電池具有層級結構,襯底一般是玻璃,玻璃之上再分別沉積銅銦鎵硒吸收層、硫化鎘緩沖層、氧化鋅窗口層等多層薄膜,上層蓋板玻璃,因此在與建筑的整體化上具有先天的優(yōu)勢。傳統的太陽(yáng)能光伏板與建筑是分離式的,先有玻璃幕墻,再貼太陽(yáng)能電池板。而CIGS-BIPV則意味著(zhù)太陽(yáng)能電池板本身就是一個(gè)可以發(fā)電的玻璃幕墻,同時(shí)滿(mǎn)足建筑墻體應達到的抗震、抗腐蝕、抗風(fēng)的指標。

　　湯洋介紹,在三種實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化的薄膜太陽(yáng)能電池中,非晶體硅薄膜太陽(yáng)能電池的轉換效率只有10%以下,且衰減性非常大,正處于市場(chǎng)退出狀態(tài)。

　　“未來(lái)比較有潛力的薄膜太陽(yáng)能電池就是碲化鎘和銅銦鎵硒?！睖蟊硎?。

　　而這兩種薄膜太陽(yáng)能電池用到的原料中,碲(Te)、銦、鎵、硒均為稀有分散元素,在地殼中豐度較低,在自然界中不形成單獨礦物,而是以雜質(zhì)狀態(tài)分散于其他元素的礦物中。

　　CIGS太陽(yáng)能電池的光電轉換效率居各種薄膜太陽(yáng)能電池之首,超過(guò)14%,接近晶體硅太陽(yáng)能電池;成本則是晶體硅電池的三分之一。湯洋介紹,目前市場(chǎng)主流的晶硅太陽(yáng)能電池,采用的是切拼工藝。即加熱融化無(wú)規則晶體硅塊,生成原子排列有序的硅錠后,切成一塊塊電池板,利用鍍錫焊帶將每塊電池板連起來(lái)。而第二代的薄膜電池,則可以利用鍍膜技術(shù)讓材料直接“長(cháng)”在玻璃上,大大降低了生產(chǎn)成本。

　　此外,薄膜電池不會(huì )產(chǎn)生晶硅類(lèi)電池很難克服的光致衰退效應,使用壽命可長(cháng)達30年以上;同時(shí)弱光性較晶體硅電池更好。

　　“同樣標定的轉換效率,CIGS太陽(yáng)能電池的發(fā)電量比單晶硅、多晶硅太陽(yáng)能電池要高得多?！眹夷茉醇瘓F總經(jīng)理凌文介紹。

　　凌文表示,CIGS太陽(yáng)能電池可以廣泛應用于邊遠山區和海島的單獨電站、農光互補、漁光互補等準確扶貧項目、光伏建筑整體化(BIPV)和大型地面光伏電站等領(lǐng)域。

　　由于邊遠山區和海島的自然條件更為苛刻,凌文提出下一步CIGS太陽(yáng)能電池的目標不是馬上市場(chǎng)化,而是“抗風(fēng)的強度、抗腐蝕的強度,要做上去”。

　　“五年以后的光伏板跟現在比,成本將大幅下降,效率還將大幅提升?！绷栉谋硎?現在的任務(wù)就是繼續投入研發(fā),研究如何提效率高率并降低成本。

　　2018年1月,神華集團、上海電氣和德國光伏設備制造商Manz AG共同出資,正式開(kāi)始建設重慶神華薄膜太陽(yáng)能項目,設計年產(chǎn)能為306MW。湯洋表示,等該工廠(chǎng)建起來(lái)并實(shí)現國產(chǎn)化之后,CIGS太陽(yáng)能電池的成本會(huì )更有競爭力。