近年來,因潛力巨大、適用行業(yè)寬廣等一系列原因,石墨烯技術(shù)不僅逐步走入了大眾視野,也在我國掀起了一股資本“淘金”熱潮。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2018-2023年中國石墨烯行業(yè)深度市場調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》的不完全統(tǒng)計,截至2018年3月全國各地有21家在建或已建成的石墨烯研究院或產(chǎn)業(yè)基地,包括常州、無錫、重慶、北京、青島等先發(fā)城市,地方政府的相關(guān)財政資金也有望在未來幾年達到千億規(guī)模。
石墨烯是“碳材料家族”中的一員,是由一個個碳原子在平面內(nèi)按照六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)排列形成的一種層狀材料。由于其厚度只有一個碳原子的大小,約為0.34納米,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的二十萬分之一,是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的最薄的材料,石墨烯也被稱作是一種二維材料。此外,石墨烯導(dǎo)電性能非常強大,它的電子運行速度能夠達到1000千米/秒,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電子在一般導(dǎo)體中的運動速度。在2016年的一場交易博覽會上,一款石墨烯充電寶僅需10分鐘就可充滿6000mAh的電量,博得業(yè)界廣泛關(guān)注。不過目前,石墨烯相關(guān)工藝與技術(shù)設(shè)備尚不夠成熟,距離規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用仍存在著一定的差距。
“石墨烯之父”、英國曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆曾提出:“沒有量化生產(chǎn),試驗性材料將不會有生命力”。石墨烯如何形成產(chǎn)業(yè)鏈,惠及千家萬戶,也成了全球研發(fā)和產(chǎn)業(yè)界的重要課題。
令人欣喜的是,我國光伏企業(yè)已在石墨烯技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面走在了前列。3月26日,國內(nèi)新三板掛牌上市的最大光伏發(fā)電企業(yè)正信光電在北京舉辦了以“G12變革時代”為主題的正信光電石墨烯系列產(chǎn)品發(fā)布會,并正式推出了石墨烯12柵常規(guī)、石墨烯12柵雙玻組件、石墨烯5柵常規(guī)與雙玻組件等系列新品。
據(jù)介紹,通過石墨烯膜層的應(yīng)用,不僅增加了玻璃本身的透光性能,而且石墨烯表面的超親水特性也賦予了光伏玻璃自清潔功能。正信光電技術(shù)質(zhì)量總經(jīng)理王棟表示:“在電站項目運行過程中,多種因素都會影響到電站的實際發(fā)電量,例如積灰、積雪、失配損失、遮陰與線損等各類復(fù)雜因素,其中積灰是影響到光伏電站發(fā)電量的一個主要因素。在干燥的沙漠地區(qū),工廠集中地區(qū)和建筑施工密集地區(qū)尤為嚴(yán)重。經(jīng)評估,嚴(yán)重的玻璃積灰會影響組件35%的功率輸出,正常使用情況下,得到及時清理的光伏系統(tǒng)或使用自清潔組件的系統(tǒng)可以多發(fā)電3%-5%(區(qū)域不同會存在一定的差異)。”
另一方面,自清潔組件因其高超的親水性具有相當(dāng)可觀的“錢景”。目前,太陽能光伏電站往往采用定期人工清洗的方式清潔光伏板表面。這種清洗方式操作規(guī)范難以統(tǒng)一,容易造成電池片隱裂、組件表面存在殘留水漬等問題,且人工成本高,增加運營負(fù)擔(dān)。在清潔成本方面,按照業(yè)內(nèi)人士的估計,一座裝機容量為50兆瓦的光伏發(fā)電廠,所需的清潔維護費用可能高達每年100萬元。這也進一步激發(fā)了正信光電加大對石墨烯自清潔組件的研發(fā)動力。
經(jīng)權(quán)威第三方測試實驗室嚴(yán)苛測試,由正信光電研發(fā)的規(guī)格為300mm*300mm*3.2mm的石墨烯鍍膜玻璃已成功通過該第三方檢測機構(gòu)的權(quán)威認(rèn)證。這也是正信光電在石墨烯光伏發(fā)電技術(shù)上產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上的重要里程碑。
據(jù)了解,石墨烯鍍膜玻璃技術(shù)是正信光電與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合作開發(fā)的成果。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)呂鵬博士則指出:“產(chǎn)學(xué)研的深度合作是先進技術(shù)快產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵,石墨烯是一種神奇的材料,在太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,玻璃鍍膜技術(shù)只是其中的應(yīng)用之一,也是石墨烯在光伏行業(yè)首個實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù),今后,我們還會在雙面組件背面玻璃、正面玻璃雙面鍍膜以及高效電池等方面展開深化合作,開發(fā)出更多以石墨烯為核心的光伏組件和高效電池新產(chǎn)品。”
王棟稱:“當(dāng)前,PERC、黑硅、N型等電池技術(shù)在領(lǐng)跑者基地內(nèi)都有高比例應(yīng)用,這無疑促進了前沿技術(shù)產(chǎn)品的快速產(chǎn)業(yè)化。而我們最新研發(fā)的石墨烯玻璃還可以通過工藝的調(diào)整實現(xiàn)對不同波段的光線的增透效果,與電池PERC技術(shù)、黑硅技術(shù)相得益彰,可顯著提升組件的發(fā)電水平。同時,石墨烯玻璃可以使用在常規(guī)組件、雙玻組件等產(chǎn)品中,效果同樣優(yōu)秀。今后,伴隨石墨烯相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的日臻成熟,它必將與各類產(chǎn)業(yè)深度融合,為行業(yè)發(fā)展提供突破性的技術(shù)方案。”
按照正信光電公布的技術(shù)路線規(guī)劃,目前,該公司石墨烯鍍膜玻璃初步具備了500MW組件的配套生產(chǎn)能力,計劃到今年年底產(chǎn)能有望進一步擴大到2GW。到2019年底,產(chǎn)能擴大到5GW左右。
石墨烯是“碳材料家族”中的一員,是由一個個碳原子在平面內(nèi)按照六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)排列形成的一種層狀材料。由于其厚度只有一個碳原子的大小,約為0.34納米,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的二十萬分之一,是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的最薄的材料,石墨烯也被稱作是一種二維材料。此外,石墨烯導(dǎo)電性能非常強大,它的電子運行速度能夠達到1000千米/秒,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電子在一般導(dǎo)體中的運動速度。在2016年的一場交易博覽會上,一款石墨烯充電寶僅需10分鐘就可充滿6000mAh的電量,博得業(yè)界廣泛關(guān)注。不過目前,石墨烯相關(guān)工藝與技術(shù)設(shè)備尚不夠成熟,距離規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用仍存在著一定的差距。
“石墨烯之父”、英國曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆曾提出:“沒有量化生產(chǎn),試驗性材料將不會有生命力”。石墨烯如何形成產(chǎn)業(yè)鏈,惠及千家萬戶,也成了全球研發(fā)和產(chǎn)業(yè)界的重要課題。
令人欣喜的是,我國光伏企業(yè)已在石墨烯技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面走在了前列。3月26日,國內(nèi)新三板掛牌上市的最大光伏發(fā)電企業(yè)正信光電在北京舉辦了以“G12變革時代”為主題的正信光電石墨烯系列產(chǎn)品發(fā)布會,并正式推出了石墨烯12柵常規(guī)、石墨烯12柵雙玻組件、石墨烯5柵常規(guī)與雙玻組件等系列新品。
據(jù)介紹,通過石墨烯膜層的應(yīng)用,不僅增加了玻璃本身的透光性能,而且石墨烯表面的超親水特性也賦予了光伏玻璃自清潔功能。正信光電技術(shù)質(zhì)量總經(jīng)理王棟表示:“在電站項目運行過程中,多種因素都會影響到電站的實際發(fā)電量,例如積灰、積雪、失配損失、遮陰與線損等各類復(fù)雜因素,其中積灰是影響到光伏電站發(fā)電量的一個主要因素。在干燥的沙漠地區(qū),工廠集中地區(qū)和建筑施工密集地區(qū)尤為嚴(yán)重。經(jīng)評估,嚴(yán)重的玻璃積灰會影響組件35%的功率輸出,正常使用情況下,得到及時清理的光伏系統(tǒng)或使用自清潔組件的系統(tǒng)可以多發(fā)電3%-5%(區(qū)域不同會存在一定的差異)。”
另一方面,自清潔組件因其高超的親水性具有相當(dāng)可觀的“錢景”。目前,太陽能光伏電站往往采用定期人工清洗的方式清潔光伏板表面。這種清洗方式操作規(guī)范難以統(tǒng)一,容易造成電池片隱裂、組件表面存在殘留水漬等問題,且人工成本高,增加運營負(fù)擔(dān)。在清潔成本方面,按照業(yè)內(nèi)人士的估計,一座裝機容量為50兆瓦的光伏發(fā)電廠,所需的清潔維護費用可能高達每年100萬元。這也進一步激發(fā)了正信光電加大對石墨烯自清潔組件的研發(fā)動力。
普通的常規(guī)鍍膜玻璃VS正信石墨烯鍍膜玻璃
(在同樣的粉塵污染下噴水,石墨烯玻璃的“自清潔”能力明顯更強)
針對石墨烯鍍膜玻璃的自清潔性能,正信光電研發(fā)團隊也進行了專門的戶外模擬測試。測試結(jié)果表明,石墨烯鍍膜玻璃擁有卓越的超親水效果,它可以讓玻璃表面的積灰快速與雨水帶走,且沒有污水水漬殘留,并讓玻璃表面保持長久的清潔效果,以此大大提升了光伏組件的發(fā)電水平。(在同樣的粉塵污染下噴水,石墨烯玻璃的“自清潔”能力明顯更強)
經(jīng)權(quán)威第三方測試實驗室嚴(yán)苛測試,由正信光電研發(fā)的規(guī)格為300mm*300mm*3.2mm的石墨烯鍍膜玻璃已成功通過該第三方檢測機構(gòu)的權(quán)威認(rèn)證。這也是正信光電在石墨烯光伏發(fā)電技術(shù)上產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上的重要里程碑。
據(jù)了解,石墨烯鍍膜玻璃技術(shù)是正信光電與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合作開發(fā)的成果。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)呂鵬博士則指出:“產(chǎn)學(xué)研的深度合作是先進技術(shù)快產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵,石墨烯是一種神奇的材料,在太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,玻璃鍍膜技術(shù)只是其中的應(yīng)用之一,也是石墨烯在光伏行業(yè)首個實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù),今后,我們還會在雙面組件背面玻璃、正面玻璃雙面鍍膜以及高效電池等方面展開深化合作,開發(fā)出更多以石墨烯為核心的光伏組件和高效電池新產(chǎn)品。”
王棟稱:“當(dāng)前,PERC、黑硅、N型等電池技術(shù)在領(lǐng)跑者基地內(nèi)都有高比例應(yīng)用,這無疑促進了前沿技術(shù)產(chǎn)品的快速產(chǎn)業(yè)化。而我們最新研發(fā)的石墨烯玻璃還可以通過工藝的調(diào)整實現(xiàn)對不同波段的光線的增透效果,與電池PERC技術(shù)、黑硅技術(shù)相得益彰,可顯著提升組件的發(fā)電水平。同時,石墨烯玻璃可以使用在常規(guī)組件、雙玻組件等產(chǎn)品中,效果同樣優(yōu)秀。今后,伴隨石墨烯相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的日臻成熟,它必將與各類產(chǎn)業(yè)深度融合,為行業(yè)發(fā)展提供突破性的技術(shù)方案。”
按照正信光電公布的技術(shù)路線規(guī)劃,目前,該公司石墨烯鍍膜玻璃初步具備了500MW組件的配套生產(chǎn)能力,計劃到今年年底產(chǎn)能有望進一步擴大到2GW。到2019年底,產(chǎn)能擴大到5GW左右。