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世园会中国馆1024块碲化镉光伏玻璃谁家的?

中国玻璃报道 2019/12/3 11:54:32

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中玻网】秋季是北京美的季节。这个时候来到位于北京延庆的世界园艺博览会,别有一番景色。在花丛树影的掩映下,标志性建筑——中国馆外形仿佛一柄如意,整座建筑气势恢弘,建筑风格充满了中国特色。而更让记者感兴趣的是整个中国馆的“绿色科技”气息。

  中国馆的钢结构屋盖安装有1024块碲化镉薄膜彩色透光光伏玻璃。

  据了解,中国馆是一座被称为“会呼吸、有生命”的绿色建筑,屋面铺有太阳能光伏板;玻璃幕墙与膜结构组合形成保温层,可降低建筑物采暖降温能耗。

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  据北京世界园艺博览会中国馆设计主持人、中国工程院院士崔愷介绍,中国馆的钢结构屋盖安装有1024块碲化镉薄膜彩色透光光伏玻璃,光能吸收效率更高,可以更好地适应建筑的形态走势。屋顶透光彩色碲化镉薄膜组件,组件透光率达到40%,尺寸各异,颜色采用我国传统的金黄色,组成具有独特东方神韵的半环形——如意状。而完美实现崔愷“低碳生态绿色”设计理念的正是龙焱能源科技(杭州)有限公司(以下简称龙焱能源)的产品。

  “碲化镉薄膜彩色透光光伏玻璃”的概念,这让记者很是新奇,于是来到了位于杭州经济技术开发区的龙焱能源进行深度采访。

  在参观了龙焱能源的生产车间和产品陈列室后,记者对龙焱能源有了初步的了解。龙焱能源是由国际光伏专家吴选之等人于2008年创建的,一直致力于在我国国内实现高效碲化镉薄膜太阳电池技术的产业化。

  从2008年5月开始,经过3年半的努力,龙焱能源先后建立了实验线、中试线和生产线,经历了研制实验室小面积电池到研制小型组件,一直到生产1.2米×0.6米的大面积组件等各个阶段,开发出拥有完全独立自主知识产权的整套碲化镉组件的生产工艺和核心设备,建立了一条全自动化、全国产化、年设计产能达40兆瓦的碲化镉薄膜太阳电池组件生产线,线上的40余台生产设备全部实现国产化。同时,这条生产线首次采用了龙焱能源研发成功的新型电池结构、新材料(新型缓冲层、窗口层和背电极),以及改良型近距离升华法(CSS)沉积大面积CdTe薄膜技术。

  在公司里,记者见到了龙焱能源营销总监包钢,他向记者介绍了碲化镉薄膜光伏组件在中国馆项目上的应用情况。

  龙焱能源利用自身技术优势,用科技为建筑赋能,助力中国馆建设,是园博会绿色和可持续发展的典范。采用碲化镉透光薄膜组件作为建筑构件,一方面具备了普通透光顶和幕墙的维护、隔热、美观的功能,兼具发电功能,实现了从被动节能到主动发电的绿色建筑理念;另一方面,它不仅巧妙地和建筑屋顶和幕墙构件相结合,产品按照中国馆的特殊要求,做成了不同尺寸,不同的透光度和不同的颜色,完美替代了传统幕墙玻璃,真正实现光伏玻璃代替建筑玻璃

  据包钢介绍,目前,人类所掌握的光伏技术都有很强的材料属性,即吸收材料是决定光伏电池器件性能的根本因素。与目前市场主流技术——晶硅技术相比,由于碲化镉对光线的吸收是硅材料的100倍且为稳定二元化合物,因此碲化镉薄膜太阳电池非常适合大规模生产;薄膜制备工艺让其产业链变得更短从而更容易实现生产过程中的成本控制;而其组件产品因具有更好的弱光性能、温度系数,以及抗遮挡能力,从而拥有更为广泛的适用场景,在建筑光伏一体化方面能够发挥非常大的作用。碲化镉薄膜光伏电池技术在美国知名光伏企业美国第1太阳能公司的推动下,在2015年就已经实现了累计装机容量超过20GW,年产量超过3GW。

  包钢感慨道:“尽碲化镉太阳电池技术具有很好的发展前景,但是其技术核心长期为国外先进企业所垄断。真正的、好的核心技术是用钱买不回来的,必须要依靠自主创新来发展。在产业化的过程中,我们遇到了很多的困难,经过10年的努力和艰苦的付出,我们终于实现了中国制造到中国创造的跨越。通过自主创新、掌握全套核心技术,在我国实现了碲化镉薄膜太阳电池技术产业化。”

  目前,龙焱能源生产的碲化镉薄膜组件产品发电能力强,转换效率超过14%,已进入世界先进水平;制造的碲化镉电池的温度系数在-0.21%/℃左右,不到晶硅电池的一半,而长条形子电池有利于减少热斑效应,提高发电能力、保证产品寿命和使用安全;同时在制造过程中,因为注意温度的控制,组件的破损率极小。

  在谈到碲化镉薄膜技术优势时,包钢认为,碲化镉薄膜技术的进步将推动度电成本的下降,进而实现平价上网。在环保方面,龙焱能源能够实现废旧资源80%以上的碲和镉的回收,他表示,碲化镉的绿色、循环优势是其他技术不可比拟的。

  包钢称,龙焱能源对一个光伏技术的好坏始终坚持着自己的评判标准,即“四高一低”。“四高”指的是高效率、高稳定性、高产率、高良品率,“一低”指的是低成本。

  目前,薄膜光伏技术方面,铜铟镓硒因其材料特性可以制备出性能非常好的电池;但由于原材料稀缺,同时又是四元化合物,要制备大面积、组氛均匀的薄膜半导体器件,其对生产设备的要求更高、工艺更复杂。

  由于产率和良品率一直是一个无法得到解决的矛盾,从而导致其成本始终落后与市场的发展。而砷化镓技术成本则更高,目前仅适合于航空航天等高端应用,暂时不能大规模推广。相比之下,碲化镉具有大规模商业化的价值。

  “目前,在效率不高、规模较小的情况下,我们公司的碲化镉薄膜技术的成本在30美分(2元人民币)以下,可以说已经是接近领先水平了:上述提到的第1条生产线的量产组件效率约为14%,产能超过30兆瓦。”包钢自豪地说。

  为了充分发挥自有碲化镉技术的独特优势,实现光伏技术的跨界应用,龙焱能源早在4年前就开始布局建筑光伏一体化。目前,龙焱能源已开发出大量的新型光伏建筑构件,如光伏隔热组件、光伏热水器、光伏中空玻璃窗、大面积光伏透光落地窗,以及透过率、图案、颜色、形状和尺寸均可根据客户要求定制的多种透光组件等20余种新产品。

  龙焱能源的碲化镉薄膜组件产品已覆盖全国所有省市、自治区和港澳台地区,并行销至全球38个国家和地区。应用于大同未来能源馆、国家大剧院舞美中心、嘉兴光伏科技馆、伦敦金丝雀码头公交站、荷兰医院等国内外多个标志性绿色建筑的外结构上,展现出其独特的市场竞争力和综合应用价值。

作者:袁岚 吴跃 2211次浏览

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