薄膜發電

一、薄膜發電的優勢:

薄膜發電技術具有柔性可彎曲、質量輕、弱光性好、顏色可調、形狀可塑等優勢。

公開資料顯示,柔性砷化鎵太陽能電池片產生的效能比全球量產的單晶矽技術提高8%,比多晶矽高出10%;相同面積下,其產生的效能可達普通柔性太陽能電池的2~3倍。

二、套用範圍

薄膜發電,就是讓人類像綠色植物一樣直接利用陽光,薄膜發電可以理解為“人造葉綠素”。薄膜發電技術可廣泛使用在分散式發電、移動3C產品、可穿戴設備以及太陽能全動力汽車、太陽能無人機、衛星等各種領域。

三、薄膜發電的現狀

日前,經美國能源部和美國國家可再生能源實驗室(NREL)的測量和認證,漢能海外子公司美國阿爾塔的砷化鎵雙結電池轉化率達到31.6%,再次創造新的世界紀錄。漢能也由此成為砷化鎵雙結電池(31.6%)和單結電池(28.8%)的雙料世界冠軍。加之此前銅銦鎵硒組件所保持的兩項全球第一的技術,目前漢能已擁有4項柔性薄膜電池的世界紀錄。

漢能高度重視研發與投入,在北京、四川、江蘇、美國矽谷、德國、瑞典等地設有八個研發基地,在納米矽電池、銅銦鎵硒電池、砷化鎵電池、高端裝備、儲能技術。漢能是全球大型的太陽能薄膜發電企業,業務橫跨薄膜太陽能發電及水電、風電等領域,在中國因首富李河君而眾所周知,漢能專攻太陽能薄膜發電技術,截至2016年2月,漢能在全球擁有專利申請1319件,其中60%為發明專利。

2016年1月26日,全球薄膜太陽能發電領導者漢能旗下的美國子公司MiaSolé宣布,其銅銦鎵硒柔性薄膜太陽能電池組件FLEX-02獲得IEC61646、IEC61730和UL1703認證,以及UL790最高防火等級(A級)認證,為漢能下一階段開拓全球市場打下了很好的基礎。(註:IEC為國際電工委員會,UL為美國保險商實驗室)該組件是當前市場上轉換效率最高的柔性、輕質薄膜太陽能電池組件,量產轉化率達到16%。這種高功率密度的電池組件套用領域廣泛,從屋頂鋪設、水庫和垃圾填埋場覆蓋層,到汽車、貨車等交通運輸套用,再到離網和各種消費品。該組件在漢能位於廣東河源的工廠生產,該廠已通過UL、IEC和ISO9001認證。對客戶來說,FLEX-02組件具備諸多優點。首先,它很輕,其質量小於0.7磅/平方英尺(相當於每平方米重量小於3.5千克),可以安裝在無法承載傳統玻璃基太陽能板的屋頂或其他建築結構上;其次,由於該組件可直接附著在建築結構或物體的表面,所以不會造成建築或物體的滲漏或損壞;同時,這種組件十分美觀,能夠與屋頂、車輛以及其他建築結構融為一體,使之保持原貌,無需使用難看的支架;此外,FLEX-02組件輕薄柔軟,體量較小,因而抗風和抗震能力卓越。相比之下,傳統的架式電池板體量較大,容易在颶風或地震中受損。

四、薄膜發電技術分類

(1)砷化鎵柔性薄膜

砷化鎵技術:兩次蟬聯MITTechnologyReview雜誌“全球最具顛覆性創新公司”。漢能高效柔性砷化鎵薄膜發電技術是目前世界上最薄、最輕、轉化效率最高的太陽能柔性薄膜技術,經美國國家可再生能源實驗室認證,單結產品轉換效率達28.8%,雙結產品的轉換效率為31.6%;

產品特性:超輕,超薄,可彎曲,易賦型,轉換效率高,特別是高溫及弱光條件下表現優異;

目標市場:可套用於任何可移動、攜帶或是穿戴的產品,戶外用品,消費電子品以及無人機,衛星等高端光伏套用市場;

(2)銅銦鎵硒玻璃基薄膜

德國Solibro技術:採用多元素共蒸發的方式,在玻璃襯底上沉積銅銦鎵硒功能膜層;實驗室轉化效率達21%,並得到德國FraunhoferISE弗勞恩霍夫太陽能系統研究院確認;量產轉化效率達到17%,並以平均每年1%的速度提高,是目前世界量產效率最高的共蒸發銅銦鎵硒玻璃基薄膜技術;

產品特性:外形美觀,高溫性能卓越,安裝便捷,有卓越的自清潔功能,易於維護,“德國品質”質量保證;

目標市場:戶用系統、分散式電站、地面電站;

(3)銅銦鎵硒柔性薄膜(濺射法)

美國MiaSolé技術:採用多元素濺射的方式,在柔性襯底上沉積銅銦鎵硒功能膜層。目前MiaSolé多元素濺射法柔性單串組件效率17.3%,為該領域的世界紀錄。量產轉換效率已達到15.5%,並以平均每年1%的速度提高,是目前世界最高轉換效率的柔性CIGS薄膜技術;

產品特性:轉換效率高,質量輕,超薄,可彎曲,可直接貼上,安裝成本低,適合於輕荷載和曲面屋頂,以及適用與民用產品結合;

目標市場:通用產品、柔性屋頂、汽車套用、特種產品、電子產品;

(4)銅銦鎵硒柔性薄膜(共蒸發法)

美國GlobalSolarEnergy技術:採用多元素共蒸發的方式,在柔性襯底上沉積銅銦鎵硒功能膜層。GSE柔性共蒸法薄膜電池量產晶片小尺寸冠軍效率17.2%,為該領域世界第一。此外,GSE的柔性產品封裝技術全球第一(獨具特點的ICI封裝技術);

產品特性:質量輕,超薄,可彎曲,可直接貼上,安裝成本低,適合於輕荷載和曲面屋頂,以及適用與民用產品結合;

目標市場:通用產品、柔性屋頂、汽車套用、特種產品、電子產品;

(5)矽鍺薄膜

矽鍺薄膜技術:先進的電漿增強化學氣相沉積技術(PECVD),運營及生產成本低,良品率超高達98%;可製作多種尺寸、多種顏色的透光及不透光組件;

產品特性:外形美觀,穩定可靠,高溫適應性強,耐遮擋性好,不與植物爭紅光(紅光透過率高);

目標市場:薄膜發電建築一體化,在建築幕牆、農業大棚、地面電站等領域套用廣泛。

五、全球薄膜發電技術企業

FirstSolar(福斯太陽能)

FirstSolar公司是世界領先的太陽能光伏模組製造商之一,生產基地位於美國、馬來西亞和德國等的。至2009年,公司產能已超過1千兆瓦峰值(GWp)。與此同時,FirstSolar也是全球最重要的碲化鎘(CdTe)薄膜光伏模組製造商。與傳統的晶矽技術相比,使用碲化鎘專利技術的太陽能發電量更大,並擁有更低廉的生產成本。FirstSolar在業內率先實現了每瓦成本低於一美元(85美分),並於2009年6月宣布:到2014年,公司會將每瓦的製造成本降至52-63美分。

SolarFrontier(昭和殼牌石油株式會社)

目前日本第二大的CI(G)S太陽能模組廠商為ShowaShellSolarK.K.,產品為CIS(不含鎵)太陽能模組為日本昭和石油(ShowaShellSekiyu)的全資子公司,於2006年10月成立,2007年7月開始商業化生產玻璃基板的CIS太陽能模組。宣稱其模組效率可達10.5%,2007年營收約1,000萬美金,主要工廠位於日本宮崎縣,未來產品預計銷往日本及歐盟國家,2007年與2008年產能規劃為20MW,宮崎縣的第二工廠規劃年產能60MW,預計2009上半年開始運作,宣稱屆時將成為全球最大的CIS模組生產中心。

Hanergy(漢能控股集團有限公司)

自2009年進入薄膜發電領域以來,漢能在四川、廣東、海南、浙江、山東、江蘇等地投資建設了多個薄膜太陽能研發製造基地。截至2012年,漢能薄膜發電年產能已經達到3GW,相當於每年可新增發電量40億度,能夠滿足一個1000萬人口的城市一年的居民生活用電。目前,漢能已順利通過了TUV(歐洲市場需求)產品認證、CQC金太陽(中國市場需求)產品認證、UL產品認證、MCS(英國市場需求)產品認證、EPC資質證書、ISO9001:2008版質量管理體系認證及ISO14001(環境管理體系)&OHSAS18001(健康安全管理體系)認證等資格認證。目前,漢能在銅銦鎵硒和砷化鎵薄膜太陽能技術方面擁有四項世界紀錄,其中,漢能海外子公司美國阿爾塔的砷化鎵雙結電池轉化率達到31.6%。

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