中國太陽能產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀有點兒像南非世界杯賽場邊的那塊廣告牌:“中國•英利”的出現(xiàn),給人帶來的是對未來的希望。但一塊廣告牌的“閃現(xiàn)”,并不能一夜之間就把品牌全面推向強勢。
實際上,“闖進世界杯”的英利集團正是中國太陽能產(chǎn)業(yè)的一員。
目前,太陽能電池分為:晶硅太陽能電池(包括單晶硅、多晶硅),非晶硅太陽能電池(即薄膜太陽能電池)和多元化合物太陽能電池。在上述三種太陽能電池中,前兩種目前較為常見,而多元化合物太陽能電池由于尚未工業(yè)化生產(chǎn),所以市場上很少見得到。
薄膜電池顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池,由于其用硅量極少,所以更容易降低成本。同時,它既是一種高效能源產(chǎn)品,又是一種新型建筑材料,更容易與建筑物完美結(jié)合。在國際市場硅原材料持續(xù)緊缺的背景下,薄膜太陽能電池已成為國際光伏市場發(fā)展的新趨勢和新熱點。
“薄膜”興起
在薄膜太陽能電池技術(shù)上,領(lǐng)先者是美國、日本等國的企業(yè)。不過一些中國太陽能企業(yè)在這一新興領(lǐng)域也不甘落后。
“這主要是因為薄膜太陽能的低成本所致?!碧柲墚a(chǎn)業(yè)的一位分析師告訴《中國新聞周刊》,薄膜太陽能電池最大的優(yōu)勢在于,可以不使用價格不菲的硅,所需材料少于多晶硅太陽能電池,能耗也明顯低于多晶硅太陽能電池。當(dāng)然,薄膜太陽能的技術(shù)難度也較高,被認為是多晶硅太陽能電池之后的下一代太陽能技術(shù)。
目前,薄膜太陽能電池種類較多,現(xiàn)已進行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的主要有3種:硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(CIGS)和碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)。其中后者的技術(shù)為全球最大的薄膜太陽能電池生產(chǎn)商美國第一太陽能(First Solar)所壟斷,其光電轉(zhuǎn)化率在11%~12%以上。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池技術(shù)的使用尚不廣泛,其轉(zhuǎn)化率為10%左右。中國近年來新發(fā)展的多為硅基薄膜太陽能電池技術(shù)。 據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會專家李清巖介紹,雖然薄膜太陽能電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模目前與晶硅電池相比仍存在相當(dāng)大的差距,但是它越來越被業(yè)界所接受,薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速。
中國薄膜太陽能電池的大規(guī)模生產(chǎn)起步于2008年。由于當(dāng)時晶體硅價格偏高,導(dǎo)致投資者將目光轉(zhuǎn)向成本相對較低的薄膜太陽能電池領(lǐng)域。英利能源(北京) 有限公司項目經(jīng)理陳凌然解釋說,由于薄膜電池僅在涂層使用晶體硅,故其原材料使用少,原材料耗費要比晶硅電池便宜很多。
“當(dāng)時,晶硅電池的價格高達每瓦3美元以上,薄膜電池則僅有每瓦1美元多。而低廉的成本也掩蓋了很多缺陷?!鄙鲜龇治鰩熯@樣告訴《中國新聞周刊》。
三氟化氮之患
薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)要想在未來的競爭中擊敗多晶硅電池,首先要直面一個環(huán)境難題――薄膜電池生產(chǎn)過程中釋放的三氟化氮,被認為是一種溫室氣體。
2008年,美國加州大學(xué)歐文分校地球系統(tǒng)科學(xué)系教授邁克爾•普拉瑟(Michael Prather)及其同事在《地球地理學(xué)研究學(xué)報》上發(fā)布研究論文稱,三氟化氮的溫室效應(yīng)是二氧化碳的17000倍。在半導(dǎo)體、液晶面板和薄膜太陽能電池生產(chǎn)過程中,都可能釋放三氟化氮。
普拉瑟告訴《中國新聞周刊》,三氟化氮顯著的溫室效應(yīng)在大氣中能夠存在550年以上,對紅外線的吸收能力也很強。
美國加州大學(xué)斯克里普斯海洋研究所主任雷•威斯(Ray Weiss)等人還發(fā)現(xiàn),三氟化氮在大氣中的濃度由1978年的0.02ppt上升到了2008年的0.454ppt。威斯稱,雖然目前在人類活動所產(chǎn)生的溫室氣體中,二氧化碳占了60%,三氟化氮只占0.04%,但三氟化氮所占的比例可能會呈指數(shù)級增長。他告訴《中國新聞周刊》,“我們的監(jiān)測結(jié)果表明,大氣中三氟化氮的排放量要比預(yù)期的高4到5倍。”
目前,《京都議定書》只涉及6種氣體:二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫。普拉瑟和威斯建議將三氟化氮也列入需要減排的溫室氣體之列。 而另一方面,威斯也指出,目前三氟化氮的排放量所占比例甚低,它還不是最糟糕的溫室氣體。而且,大多數(shù)清潔能源技術(shù)的使用,無論是薄膜太陽能電池,還是風(fēng)力發(fā)電機,其生產(chǎn)過程都會伴隨溫室氣體的產(chǎn)生,但是只要它們的使用壽命足以彌補溫室氣體的排放,那么這些新技術(shù)還是有益的。
他舉例說:“薄膜太陽能電池板的使用壽命多為數(shù)十年,而它們僅僅需要一兩年的時間就可以彌補生產(chǎn)過程中釋放的溫室氣體?!?/P>
“闖入者”還需證明自己
李清巖告訴《中國新聞周刊》,“目前,薄膜太陽能電池在中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)中的比重僅占10%左右。而且,在未來10年到20年以內(nèi),它在產(chǎn)業(yè)中還不會占據(jù)主導(dǎo)地位?!?/P>
目前,商業(yè)化的三種薄膜太陽能電池技術(shù)中,硅基薄膜技術(shù)是最便于推廣的;碲化鎘技術(shù)中由于鎘是重金屬,所以存在潛在