来自:Kaneka公司(图中“非晶硅”即薄膜电池)
四、薄膜是成熟可靠的科技
全球第一块薄膜太阳能电池于1975年面世。经过了35年的发展,单节电池的的稳定效率已达到7.5%以上,而叠层电池更可达到10%,三节电池更达到13-15%。而于1984年建成的位于美国Sacramento,California的薄膜太阳能电池发电站,也已有26年的历史,并仍运作正常。这充份说明薄膜电池技术是成熟可靠的科技。而且薄膜光伏组件与晶硅光伏组件一样,在进入市场前都必须达到IEC标准要求,该标准中有一测试项目就是对光伏组件进行加速老化实验,考验其长期稳定性。
然而,由于薄膜电池的生产依靠复杂和昴贵的装备,投资巨大。故此过去的
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发展一直受到制约。随着装备技术的突破和进步,设备产能不断提升,价格不断下降,终于于近年走到可产业化的交叉点,因此,跨国企业如三菱重工,夏普,杜邦,LG,Kaneka等都先后进入或计划进入薄膜光伏电池的行业。此外,产品的光致衰减也由过去的25-30%下降到现在的约15-20%。今天,我们已清楚地看到薄膜光伏电池是成熟的科技成果,制造成本不断下降,在突破了装备瓶颈后将占据未来世界新能源的重要份额。
下表中列出了一些薄膜光伏电站的实际使用案例,其中1984年建成的位于美国Sacramento,California的薄膜太阳能电池发电站,也已有26年的历史;PVUSA及HedgeFacility电站也已经分别稳定运行了超过18年和15年时间。这些案例为薄膜光伏电站的长期可靠性提供了有力的历史证据。
安装案例 Sacramento,California(USA) PVUSA-Davis,CA(USA) HedgePV2(KaSip,APS) CADA(KaSip,APS) WAPAFolsom(KaSip,APS) EffieYeawNatureCenter(BPMST) RosevilleAquaticCenter(KaSip) LodiSolarport(KaSip) CitrusHeightsUnitedMethodist(BPMST) FamilyBarginCenter(BPMST) FolsomWaterEducationCenter(BPMST) IBEW(BPMST) OrangevaleCommunityCenter(KaSip) Safetyville(KaSip) SaveMax(BPMST) SPCA(BPMST) CalExpoSolarport(KaSip) LamnFurnitureSolarport(KaSip) EastEndSolarport#1(KaSip) DelPasoChurchofGod(BPMST) FirstBaptistChurch,WattAve(BPMST) NewTestamentBaptistChurch(BPMST) EastEndBIPVCurtainwall(KaSip) CalSolarPVWall(KaSip) CalEPVRoof(KaSip)
安装年份 1984 1992 1994 1995 1995 1998 1998 1998 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 2000 2000 2000 2000 2000 2001 安装量 1MW 290KW 108KW 4KW 2KW 7KW 6KW 3KW 10KW 12KW 6KW 4KW 10KW 1KW 16KW 16KW 250KW 30KW 21KW 20KW 20KW 20KW 8KW 8KW 30KW 6
CalExpoBarns(KaSip) CSUSParkingLot(KaSip) RanchoSecoPV5(KaSip) EastEndSolarport#2(KaSip) 4EastEndScreenCurtainwalls(KaSip) ArdenFairMallSolarport(KaSip) 52ResidentialPVPII(KaSip) 33ResidentialPVPII(MST43Total) Germany(EPV) WiedersbachPVPowerPlant-Wiedersbach(Germany,Keneka) GrobbardorfPVPowerPlant-Grobbardorf(Germany) FunfstettenPVPowerPlant–Funfstetten(Germany,Keneka) ValadasPVPowerPlant–Arelas(Portugal,EPV) Germany(Kaneka) Germany(EPV) Germany(Kaneka) Shenzhen(P.R.China) Bengbu(P.R.China) Jining(P.R.China) Gansu(P.R.China) Jiangsu(P.R.China) Total 2001 2001 2002 2002 2002 2002 2002 2002 2004 2005 2005&2007 2006 2007 2007 2008 2005~2008 2008 2009~2010 2010 2010 2010 390KW 6KW 700KW 41KW 110KW 30KW 104KW 66KW 968KW 112KW 1.5MW 1.8MW 1.7MW 5.5MW 2.3MW 2.0MW 1.8MW 0.5MW 2MW 17MW 3MW 1MW >40MW AlamedaCountyAgriculturalFair-Pleasanton,CA(USA) 2003 资料来源: 《FieldPerformanceofAmorphousSilicon(a-Si)LaminatePhotovoltaicInstallationsatSMUDandotherLargeScaleDeployments》, D.E.Osborn,SpectrumEnergyDevelopmentInc.,2008.—AMAT 国内主要光伏发电项目统计,截止至2010年底。
第一太阳能公司至今仍是世界上太阳能电池生产量最大的企业,采用的技术路径是薄膜电池,比较而言,中国的无锡尚德专注于晶硅电池,市场份额正让位于对手第一太阳能公司。第一太阳能公司拿下了来自中国的有史以来的最大订单,对于诸多的中国光伏企业来说,意味着争论暂告一段落,薄膜技术暂时比晶硅技术更容易获得市场的认可。
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五、薄膜电池与晶硅电池的其他对比
以目前的技术条件和其他因素来看,已不可断言薄膜电池与晶硅电池谁更有前途。比如,在尚德退出薄膜电池的时候,已在晶硅电池领域建立起垂直一体化产业链的天威英利,公布了配股募资11.81亿元投建1条年产46兆瓦薄膜电池生产线的计划。
综合发电成本是决定技术和市场走向的重要因素。薄膜太阳能电池因可提供最低的每千瓦系统成本,将因其成本优势和技术特点成为未来世界光伏的主流。与此同时,薄膜太阳电池由于产业链短、制造成本低,制造能耗低、制造过程无污染,且效率进一步提升潜力巨大而被业界公认为是第二代光伏电池,市场预测增长空间巨大,在全球掀起一股投资热潮。
六、总结
薄膜光伏原料丰富,发展可持续;产业链短、制造能耗低、成本低、制造过程无污染、原料无毒害、环境友好、发电能力高;效率进一步提升及成本进一步下降潜力巨大;是国外发展可再生能源,发展低碳经济的重要方向。
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