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在太陽(yáng)能發(fā)展炙手可熱的今天，也許你對(duì)光熱領(lǐng)域中的太陽(yáng)能集熱管不陌生，對(duì)光伏行業(yè)中太陽(yáng)能電池片也很熟悉，但你可能并不了解二者結(jié)合起來(lái)的產(chǎn)品——太陽(yáng)能集電管。
近日，依托北京大學(xué)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的支持，由河南燕垣光伏科技有限公司研發(fā)的中國(guó)第一支銅銦鎵硒（CIGS）太陽(yáng)能集電管在上海正式發(fā)布，成為第六屆亞洲太陽(yáng)能光伏展會(huì)上最吸引眼球的項(xiàng)目。這一具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)太陽(yáng)能電池新產(chǎn)品的展出，標(biāo)志著太陽(yáng)能集電管在國(guó)內(nèi)啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化的征程，是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一個(gè)新的亮點(diǎn)。
破解光伏成本之憂
當(dāng)前晶體硅太陽(yáng)能電池仍然占據(jù)世界光伏產(chǎn)業(yè)的主流地位，其次是占據(jù)市場(chǎng)10%左右的薄膜太陽(yáng)能電池。在生產(chǎn)中，多晶硅生產(chǎn)工藝的屬性決定了其產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)環(huán)節(jié)，尤其多晶硅提純中會(huì)存在高能耗問(wèn)題。在應(yīng)用中，晶體硅太陽(yáng)能電池由于其溫度效應(yīng)和光譜響應(yīng)范圍窄的影響，使本來(lái)較高的光電轉(zhuǎn)換效率大打折扣。而薄膜太陽(yáng)能電池卻始終擺脫不了轉(zhuǎn)換效率低，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)備昂貴，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的詬病。可以說(shuō)，一段時(shí)間內(nèi)，發(fā)電成本高仍是兩大類太陽(yáng)能電池的共性短板。
據(jù)了解，目前在薄膜太陽(yáng)能電池家族中主要包括硅基非晶硅（a-Si）、碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）三大類薄膜太陽(yáng)電池，其中，銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池被國(guó)際上稱為 “下一代非常有前途的新型薄膜太陽(yáng)能電池”。
銅銦鎵硒電池作為薄膜電池的一種，與晶硅電池相比，具有材料與能源消耗小，弱光性能好，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可回收等特點(diǎn)；與其他薄膜電池相比，其轉(zhuǎn)換率是其他薄膜電池望塵莫及的；并且其所用原料在中國(guó)儲(chǔ)量非常豐富，在原料獲取上相對(duì)容易。
中科院院士、北京大學(xué)物理學(xué)院教授甘子釗給予該項(xiàng)技術(shù)高度評(píng)價(jià)：“這是銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)用的一種嶄新形式，它為CIGS規(guī)模化生產(chǎn)探索出一條新的路徑。”
項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)明顯
銅銦鎵硒太陽(yáng)能集電管外形類似太陽(yáng)能熱水器所采用的集熱管，其襯底可采用普通玻璃管或者有機(jī)物等柔性材料，鉬金屬作為背電極，銅銦鎵硒作為主吸收層吸收光能，表面低阻層電極主要作用為透光、導(dǎo)電、減反射。
“這種獨(dú)特的管式太陽(yáng)能集電管設(shè)計(jì)，解決了銅銦鎵硒規(guī)模化生產(chǎn)良品率偏低的世界性難題。”河南燕垣光伏總經(jīng)理王暉介紹說(shuō)，“目前，大面積生產(chǎn)銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池成品率不足5%。在較大的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池組件上，如果出現(xiàn)一絲瑕疵，這個(gè)組件就可能完全報(bào)廢。而太陽(yáng)能集電管就是將大面積的銅銦鎵硒做成一個(gè)接一個(gè)的太陽(yáng)能集電管，按照其獨(dú)立管式結(jié)構(gòu)排列，不僅提高了發(fā)電效率，良品率也可以達(dá)到90%以上。”
該項(xiàng)目總工程師陸真冀教授說(shuō)，產(chǎn)品在降低電池表面溫度保持轉(zhuǎn)換效率不衰減的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱電聯(lián)產(chǎn)。值得一提的是，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)出了太陽(yáng)能集電管產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備，及完全國(guó)產(chǎn)化的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)生產(chǎn)線，大幅度降低了造價(jià)及后期維護(hù)費(fèi)用，解決了薄膜太陽(yáng)電池生產(chǎn)一次性投資過(guò)大的問(wèn)題。
發(fā)展前景廣闊
太陽(yáng)能集電管采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)明工藝與量身定做的國(guó)產(chǎn)化裝備，探索出一條擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化之路。王暉說(shuō)：“目前，世界上僅有兩家生產(chǎn)太陽(yáng)能集電管的企業(yè)，美國(guó)有一家，我們是第二家，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)首家。太陽(yáng)能集電管一經(jīng)亮相，就受到幾大風(fēng)投機(jī)構(gòu)的關(guān)注。”
據(jù)技術(shù)人員介紹，該產(chǎn)品具有柔和、均勻的黑色外觀，是對(duì)外觀有較高要求的建筑一體化（BIPV）應(yīng)用的理想選擇，不僅可以應(yīng)用在大型建筑物的玻璃幕墻上，也可應(yīng)用于大型發(fā)電系統(tǒng)和小型戶用系統(tǒng)，以及路燈、草坪燈、公路鐵路交通、通訊設(shè)施及光伏建筑等民用領(lǐng)域，航空航天，軍事領(lǐng)域。
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