汉能技术总监曹志峰：CIGS薄膜电池发电研究

汉能控股集团技术总监 曹志峰 

    曹志峰：我是汉能的曹志峰，我给大家汇报一下汉能在CIGS薄膜电池发电方面的新的进展。首先我给大家介绍一下我们汉能的CIGS薄膜组件的一些基本介绍。我们汉能从去年到今年一共收购了三家CIGS薄膜企业，形成了三个技术路线。中间这个Solibro组件是原来德国的CIGS的团队。Miasole是美国硅谷的技术，是柔性的CIGS的技术。GSE是专门做柔性的技术，他的组件也是CIGS。这几块结合起来推出我们更多柔性的薄膜组件。刚才上午的时候上汽，我们也跟他们在做柔性组件在分布式的屋顶上的一些应用。我待会会介绍我们更多的柔性机的应用。

    柔性在屋顶上施工起来非常方便，只要下面有背干胶，直接张到屋顶就可以了。一个就是PVC的柔性防水屋顶可以进行有效的安装。同样对于咱们现在彩钢顶的结构，刚才上汽老总说只有15%的彩钢顶的屋顶可以满足他们现有的安装，我们经过统计也是差不多是这样。我们实施金太阳过程中原来说有上百个屋顶，真正能做就是十几个。我们连背胶加在一起，整个安装重量只有3公斤。相对我们晶硅或者是组件15、16公斤这样的载荷有一个巨大的优势，这样有很多不能装的钢结构的屋顶也可以满足这个载荷要求。

    这是柔性，他还可以进行有一定的弯曲，在一些造型比较特殊的屋顶上或者是建筑师做的一些特殊的曲线造成的屋顶，也可以进行一些应用。我们是从2012年7月开始进行收购Solibro，后来收购了做砷化镓的公司。我们柔性级的组件应用更多是针对像野外装备，遮阳设备还有集成式的建筑房。还有汽车，汽车有两个大的应用方向，一个是右上角的部分是比较大型的车辆上进行我们直接的柔性顶的安装，解决一部分的汽车内部的供电问题，它的功率比较大，安装比较方便。还有一类就是中间像我们家用轿车系列，主要做在天窗上，我们已经跟比亚迪和宝马开发团队做了一些工作，把太阳能的理念推广到家用轿车上。剩下的这些还有一些野外装备，光伏汽车上的应用。

    第二部分想改的是我的对比对象还是晶硅，我们发电性能分为几大类，一类是温度系数，我们温度系数比较小，高温性比较好。抗辐射性能好，阴影遮挡功率损失小。首先是我们的温度效应，光伏组件标定功率的时候是在25度，我们光伏组件都是副的温度系数，CIGS的温度系数大概是-3.7摄氏度的情况，晶硅组件基本上是在-42%，实际上虽然咱们标定是25度，但实际组件在工作情况下我们测到是在70度甚至80度，冬天也会在50度。温度跟发电量有很大的影响，虽然我们晶硅比他少了0.05，接到50度的这个还是很可观的。我们在热带地区全年发电量会有10%，像北京的地区在夏天也会有10%到15%的提高，全年加起来会有5%的提高。

    第二个优势是工艺本身带来的，阴影遮挡功率损失小。有阴影的话如果只挡长边，只挡掉我的一小部分，大家挡的是一样的，对我来说你挡10%，我就受10%的影响。晶硅这种情况下他挡掉的一部分以后，他会急剧下降，挡一个整就相当于挡一个整串，他也会成很大阶梯型的下降趋势。如果挡我们的短边，这时候我的结果是按挡短边设计。CIGS薄膜电池抗辐射性能远强于晶体硅。对于晶硅，对于硅基薄膜衰减无法修复。但是CIGS有一个特点，对于这种损伤他有自愈。这块通过一些研究和实验进行了证明，SolarFrontier的CIGS薄膜电池稳定性测试结果证明，组件在户外条件下使用三年，性能没有衰减。Siemens的CIGS薄膜电池在约15年的使用过程中表现出非常优异的发电稳定性。包括在亚利桑那州和佛罗里达州做的试验都有很好的表现。

    综合以上，我们整个综合发电效率比晶硅来说，CIGS会比较高。东京工业大学和NTT公司联合试验证明，相同装机容量下CIGS的发电是最高的。这块说的是我们当时SolarFrontier的情况，正公差、良好温度系数和光致功率提升效应使CIGS组件发电性能高于晶体硅组件。在澳大利亚的艾丽丝斯普林斯测试数据显示，CIGS薄膜电池的年平均发电量是最高的，比晶体硅电池高的10%。在德国亚琛测试数据显示，CIGS薄膜电池也高，没有高那么高的数据。后面在整个系统效率的时候，PR值方面的研究，铜铟镓硒结构的电池这块我们做的系统里头进行对比，发现他最高能够达到95%，而比较低的可以达到80%。这是比较低的84%的是德国驻印度大使馆屋顶光伏电站测试数据显示，有一个5000瓦的系统，整个效率最高能达到90%多，平均效率是84%。

    最后说一下实测的数据，刚才我们说的澳大利亚做的数据，这个项目做了39种不同的测试队伍，我们这块提供是我们过程的SL第一代，现在已经推到SL第三代。这里头39个厂家名单列里，这是我们和我们的数据，CIGS和REC的晶硅的数据进行比较。CIGS是红线，REC是蓝线。我们比他高。碲化镉高出比较高了，很明显高出一大截。最后的平均发电量，我们是排在第二。澳大利亚沙漠太阳能研究中心提供了39个不同品牌与技术的电站的实际发电量测试，涵盖了主要的光伏路线，及单晶硅、多晶硅为主。汉能CIGS在总体发电量排名中仅次于安装了追踪器的Kyocera。尤其是带炎热的环境下，这种温度系数能够说的很清楚了，至少能够提高10%，谢谢大家。（根据录音整理，未经本人审阅）