在“十三五”光伏產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展的進(jìn)程中，新型薄膜電池的產(chǎn)業(yè)化以及關(guān)鍵設備研制已經(jīng)成為光伏發(fā)電的重點(diǎn)支持對象。
面對晶硅組件成本下降、效率不斷提升的市場(chǎng)環(huán)境，薄膜電池如何突破瓶頸盡快實(shí)現規模量產(chǎn)成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
立足于研發(fā)、生產(chǎn)、應用等完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，央企已經(jīng)開(kāi)始布局銅銦鎵硒(CIGS)薄膜光伏清潔能源技術(shù)。CIGS到底優(yōu)勢何在?規模量產(chǎn)的難點(diǎn)有哪些?應用端市場(chǎng)應該怎樣開(kāi)發(fā)?針對以上行業(yè)關(guān)注點(diǎn)，本報記者專(zhuān)訪(fǎng)了國家能源集團神華光伏科技研發(fā)公司(NICE Solar Energy)總裁張波。
記者：在晶硅組件占據光伏行業(yè)主流的背景下，您認為CIGS技術(shù)的優(yōu)勢該如何體現?
張波：薄膜技術(shù)被認為是新一代太陽(yáng)能電池技術(shù)，相對于晶硅電池的生產(chǎn)過(guò)程因高溫擴散、需要采用有毒的氣體及酸堿液體而具有高能耗和高污染特性，CIGS原材料和制備過(guò)程能耗低、污染低，并且原材料的利用率非常高。比如，一個(gè)生產(chǎn)周期后蒸發(fā)源內剩余的原材料可直接用于下次生產(chǎn)。另外，蒸鍍在裝備內部的材料可以收集回來(lái)提純后再繼續使用。再者，相對于晶硅電池復雜的生產(chǎn)環(huán)節，CIGS的生產(chǎn)環(huán)節緊湊而簡(jiǎn)單，電池制造的整個(gè)過(guò)程可在一個(gè)工廠(chǎng)內完成，土地投資成本低。且由于生產(chǎn)環(huán)節少，上中下游產(chǎn)業(yè)鏈整合難度較低。
記者：CIGS技術(shù)一直在多角度、多工藝地不斷發(fā)展，但還處在向量產(chǎn)化推進(jìn)的過(guò)程中，您認為面臨的主要問(wèn)題有哪些?
張波：2012年以后，受到晶硅迅速崛起的影響，幾乎所有的薄膜技術(shù)在正在爬坡量產(chǎn)的艱難過(guò)程中受到了強烈的擠壓。的確，CIGS技術(shù)國內已經(jīng)有多家企業(yè)在做，在歐洲、日本也都在推進(jìn)，但現在都沒(méi)有完全意義上實(shí)現大規模量產(chǎn)，進(jìn)入了瓶頸期，需要強有力的拉動(dòng)。其中，非常關(guān)鍵的因素在于提升裝備能力和提升核心工藝技術(shù)。初始投資后，核心工藝技術(shù)的提升需要資金的持續投入，然而資金實(shí)力相對較差的企業(yè)，短時(shí)間見(jiàn)不到成效后便會(huì )放棄。另外，本土化的研發(fā)人才稀缺，并且缺少領(lǐng)軍性企業(yè)準確掌舵CIGS的技術(shù)發(fā)展戰略也是重要原因。隨著(zhù)CIGS技術(shù)越來(lái)越被光伏行業(yè)所認知，會(huì )有越來(lái)越多的企業(yè)投入到這項具有前瞻性的量產(chǎn)化先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和裝備技術(shù)中來(lái)。此外，CIGS光伏組件的技術(shù)優(yōu)勢也需要在不斷擴大的應用中得以更多的體現，通過(guò)系統開(kāi)發(fā)，應用開(kāi)發(fā)等將其在弱光效應，產(chǎn)品穩定，玻璃基與柔性等技術(shù)的多樣性等諸多方面的優(yōu)勢逐步展現給大家。
光伏發(fā)電的最終產(chǎn)品是電，而且所發(fā)出的電必須是真正意義上的清潔能源，綜合的度電指標才是產(chǎn)品的核心競爭力，而不是簡(jiǎn)單的組件效率概念，雖然組件效率也是成本的重要組成部分。發(fā)展CIGS技術(shù)，兩者都要過(guò)硬，既要體現發(fā)電的綜合效益，也要確保光伏產(chǎn)業(yè)的初衷，即實(shí)現清潔能源的發(fā)展。
記者：核心工藝技術(shù)對于CIGS量產(chǎn)的重要性具體體現在哪些方面?
張波：從實(shí)驗室到真正量產(chǎn)產(chǎn)品的效率。這其中工藝的穩定性非常關(guān)鍵，在技術(shù)轉化過(guò)程中，需要同時(shí)優(yōu)化量產(chǎn)化裝備和生產(chǎn)工藝，最終得到設備和工藝完美結合的完整工藝包，通過(guò)穩定性和可靠性驗證后方能生產(chǎn)高質(zhì)量的CIGS產(chǎn)品。這一過(guò)程中需要幾十億甚至上百億的投入，大多數企業(yè)很難做到。
現在市場(chǎng)上提到光伏組件的轉換效率，大部分企業(yè)都在比賽得“冠軍”，有效面積、全面積等改概念多被混淆，這很容易造成市場(chǎng)混亂。市場(chǎng)發(fā)展需要穩扎穩打，要有實(shí)實(shí)在在的成熟工藝才能保證最終的產(chǎn)品效率。最終產(chǎn)品一定要保證平均效率，這也是研發(fā)環(huán)節首先考慮的。在這之后，才應該論及“冠軍”效率這樣的市場(chǎng)概念，而且“冠軍”也不應當是實(shí)驗室概念，而是量產(chǎn)化的“冠軍”。
在生產(chǎn)能力穩定后，成本才是下一步思考的問(wèn)題。晶硅組件也花費了十幾年的時(shí)間逐漸成熟，在切割技術(shù)有了突破進(jìn)展后，成本大幅下降。當前CIGS技術(shù)已完全具備了穩定規?；慨a(chǎn)的成熟技術(shù)條件，接下來(lái)會(huì )對成本發(fā)起沖擊，通過(guò)材料技術(shù)的提升，本土化材料生產(chǎn)，全球化資源優(yōu)化，生產(chǎn)設備本土化，繼續增強對傳統技術(shù)產(chǎn)品的絕對競爭優(yōu)勢。
記者：所以公司現在也在向穩定量產(chǎn)爬坡?
張波：確切的說(shuō)是在現有的成熟技術(shù)基礎上，向更高的量產(chǎn)化技術(shù)發(fā)展。在CIGS技術(shù)方面，整個(gè)國家能源集團布局了CIGS薄膜光伏技術(shù)研發(fā)、高端裝備制造、高性能組件生產(chǎn)、BIPV建筑光伏一體化、CIGS薄膜光伏發(fā)電應用五大板塊。神華光伏著(zhù)重于前端技術(shù)研發(fā)，致力于提升電池轉換效率、組件穩定性和可靠性研究以及優(yōu)化生產(chǎn)工藝。目前在德國有研發(fā)中心，也正在國內建立相應的研發(fā)中心。不僅僅針對玻璃基產(chǎn)品，將來(lái)也會(huì )對柔性技術(shù)以及應用端進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
針對組件生產(chǎn)，目前，集團規劃在重慶建設306MW生產(chǎn)項目，現在已開(kāi)始廠(chǎng)房和機械設備的搭建，年底將進(jìn)行調試，預計明年6月實(shí)現量產(chǎn)化。
記者：如果順利量產(chǎn)，您認為在成本方面需要重點(diǎn)關(guān)注哪些環(huán)節呢?
張波：在國內CIGS生產(chǎn)技術(shù)中，現階段成本占比較高的主要是原材料，比如高純銦、高純銅、封裝等，國內現有供應資源需進(jìn)一步發(fā)展。另一方面，譬如玻璃基產(chǎn)品，在國內玻璃生產(chǎn)廠(chǎng)家較多，但由于透光性以及鍍膜工藝對玻璃的生產(chǎn)工藝和特征參數的要求，符合要求的產(chǎn)品并不足。將來(lái)，要求會(huì )進(jìn)一步增加，既要吻合光伏建筑一體化(BIPV)的需求，還要符合建筑玻璃幕墻的各項指標。這些在國內目前還比較稀缺。相關(guān)產(chǎn)業(yè)一旦發(fā)展起來(lái)，CIGS成本將會(huì )大大下降。同時(shí)也會(huì )帶動(dòng)國內相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展和提升。
記者：您所說(shuō)的BIPV建筑光伏一體化目前在終端應用市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)情況如何?
張波：BIPV應用端很復雜，既要符合光伏的特征，又要符合玻璃幕墻、建筑外墻等一系列標準。此外，還要綜合考慮安裝、防火安全、儲能等一系列問(wèn)題，但這將是CIGS技術(shù)一個(gè)巨大應用端市場(chǎng)。由于CIGS產(chǎn)品外觀(guān)特性，與建筑幕墻和外立面材料的建筑特性非常吻合，同時(shí)，CIGS技術(shù)特性能夠有效滿(mǎn)足BIPV發(fā)電要求?？梢哉f(shuō)，CIGS技術(shù)是BIPV應用的佼佼者。而B(niǎo)IPV作為新興的能源應用市場(chǎng)，在全球范圍內都具有巨大的開(kāi)發(fā)空間。
目前，我們主要的BIPV項目都在歐洲，計劃在國內形成穩定產(chǎn)能后操作項目。我們最具標志性的是在瑞士巴塞爾的78米高大廈的建設。今年年底，我們會(huì )開(kāi)始在廣東、海南推動(dòng)，也計劃在國家能源集團自己的建筑上應用。
BIPV涉及的是“建筑人干光伏，還是光伏人干建筑”的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題需要我們認真思考，特別是在BIPV市場(chǎng)前期開(kāi)發(fā)過(guò)程中尤為重要。
如果是建筑人干光伏，就會(huì )優(yōu)先考慮建筑設計——定制化，不同形狀、不同外觀(guān)，不同色彩。差異化的設計固然好，但會(huì )使加工成本產(chǎn)生較大差異。一切取決于投資人追求的建筑理念和市場(chǎng)定位。
而光伏人干建筑，是用標準化的技術(shù)、標準化的產(chǎn)品形成標準化的建材，這時(shí)候就不會(huì )有明顯的差異化，標準化的應用會(huì )確保規?；慨a(chǎn)和成本的綜合效益。我本人更推崇光伏人干建筑，結合建筑本體，提升相關(guān)工藝水平。我們的定位是希望將CIGS玻璃基組件做得像標準的建材，使CIGS組件更廣泛的應用到現有和即將建設的綠色建筑之中。這是我們未來(lái)可以想象的市場(chǎng)，并且具有實(shí)用價(jià)值。
我個(gè)人堅定認為CIGS薄膜光伏技術(shù)在未來(lái)的清潔能源發(fā)展中會(huì )發(fā)揮重要作用，甚至是里程碑式的領(lǐng)導作用。這需要一大批技術(shù)研發(fā)人員的共同努力，需要全社會(huì )對清潔能源的逐步了解、加深認知。在推動(dòng)CIGS技術(shù)規?；a(chǎn)和應用技術(shù)的發(fā)展方面，我們神華光伏技術(shù)人員承載著(zhù)國家、企業(yè)，及新能源發(fā)展的重要使命。
