9月27日，在歐中太陽能促進會主辦的第二屆（北京）國際太陽能光伏會議暨展覽會上，北京市新能源與可再生能源協(xié)會太陽能光電專委會主任王長貴研究員指出，用材少、能耗低、成本低的薄膜太陽能電池極具發(fā)展前景，我國應(yīng)加快在相關(guān)領(lǐng)域的研究和產(chǎn)業(yè)化進程，特別是非晶硅薄膜太陽能電池的研發(fā)，未來10年力爭使薄膜電池占太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用市場30%的份額。

    撼動晶硅電池龍頭地位

    新型薄膜太陽能電池不僅用材少、能耗低、成本低，而且能量回收期短、環(huán)境友好，更容易與建筑物結(jié)合，是大有發(fā)展前景的新型太陽能電池。但目前薄膜太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備比晶硅太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備價格高4～5倍，電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性也比較低。王長貴認為，薄膜太陽能電池在減少設(shè)備投資、降低電池生產(chǎn)成本等方面潛力巨大。

    據(jù)了解，目前已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的薄膜太陽能電池包括薄膜硅電池、銅銦鎵硒（CIGS）電池和碲化鎘（CdTe）電池。全球薄膜電池市場份額已經(jīng)達20%左右，并且還在逐年增長，到2015年將超過30%。

    對于這三種電池能否撼動傳統(tǒng)晶硅電池的霸主地位，王長貴認為，薄膜太陽能電池短期內(nèi)還受限于低轉(zhuǎn)換效率和低穩(wěn)定性等，而且目前研究的薄膜太陽能電池種類繁多，未來究竟何種會成為大規(guī)模應(yīng)用的電池，還需綜合考慮、科學(xué)分析，從實際出發(fā)選準重點。目前各國正在抓緊研發(fā)多種薄膜電池的創(chuàng)新推廣，這三種電池的研發(fā)將繼續(xù)提速。到2020年工業(yè)生產(chǎn)的CIGS和CdTe電池效率分別可以達到16%和14%，非晶硅和微晶硅電池效率可以達到20%。

    目前我國薄膜太陽能電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化水平與美、德、日等光伏技術(shù)先進的發(fā)達國家相比差距較大。王長貴提出應(yīng)高度重視生產(chǎn)工藝的改進、生產(chǎn)設(shè)備的創(chuàng)新研發(fā)，從電池、微型組件、大面積組件、生產(chǎn)工藝、試生產(chǎn)線、生產(chǎn)線、穩(wěn)定產(chǎn)品到商業(yè)化組件等階段循序漸進，盡快提高光電轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性和使用壽命，進一步提高性能、降低材耗能耗和生產(chǎn)成本，以改變我國薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備主要依靠從國外高價進口的局面。

    硅基電池仍為主流

    薄膜太陽能硅材料用量少，能耗也比較低。在國際市場硅原材料緊缺的情況下，硅基薄膜電池的價格相對穩(wěn)定。王長貴認為，在已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的薄膜太陽能電池中，硅基薄膜電池成本降低空間最大，發(fā)展?jié)摿σ沧畲?，是薄膜電池的主流產(chǎn)品，也是我國產(chǎn)業(yè)化最成熟的薄膜太陽能電池。

    通過引進生產(chǎn)線和技術(shù)、海外華人回國創(chuàng)業(yè)、引進技術(shù)的國產(chǎn)化和自主研發(fā)等多種形式，我國非晶硅電池技術(shù)水平提高較快，正在快速走向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。目前單室多片制造非晶硅薄膜電池技術(shù)已實現(xiàn)國產(chǎn)化，多室單片型、單室與多室組合型非晶硅電池生產(chǎn)線已引進建成并投入生產(chǎn)，連續(xù)卷繞鍍膜非晶硅電池生產(chǎn)技術(shù)也在調(diào)研洽商中。

    談到未來的發(fā)展方向，王長貴認為，微晶硅和非晶硅疊層電池將可能成為硅基電池的發(fā)展重點。這種電池將由非晶硅與微晶硅電池疊加，疊層電池中非晶硅電池的本征吸收層較薄，可以大大提高電池穩(wěn)定性。而微晶硅為底的電池可以大大提高電池對太陽光的光譜收集范圍，是目前高效穩(wěn)定的硅基薄膜太陽能電池，而且有望降低設(shè)備成本，提高電池性能。

    非硅電池加緊材料替代

    CIGS和CdTe電池是效率較高的兩種非硅化合物薄膜電池。目前CdTe電池光電轉(zhuǎn)化率超過11%；CIGS電池效率達到20.3%。王長貴提醒說，這兩種電池主要材料有銦、鎘和碲三種稀缺元素，大規(guī)模推廣或?qū)⑹芟抻谫Y源和環(huán)境。我國除了要在改善穩(wěn)定性、提高轉(zhuǎn)換效率、降低生產(chǎn)成本、延長使用壽命等方面積極開展研發(fā)外，還應(yīng)重視保護戰(zhàn)略資源，加強相關(guān)材料的替代工作。

    據(jù)介紹，銦僅以微量伴生在鋅、錫等礦物中，是一種極為稀有的貴金屬，廣泛應(yīng)用于電子、航天、航空、合金制造及光伏電池制造等領(lǐng)域。全球銦儲量僅為1.6萬噸，是黃金儲量的1/6。目前粗銦的價格約為5000元/千克，精銦的價格高達10000元/千克。由于需求旺盛，銦的價格在幾年內(nèi)上漲了30倍。以目前光電轉(zhuǎn)換效率10%、厚度3微米計，每MW的CIGS電池約需銦50千克，未來生產(chǎn)成本可能受銦價制約。碲也是一種很有開采價值的重要工業(yè)原材料，我國雖然已在四川發(fā)現(xiàn)了世界首例成礦的碲鉍礦山資源，但開采權(quán)已被國外獨資企業(yè)壟斷。

    王長貴同時強調(diào)，對CdTe和CIGS電池中鎘的污染問題應(yīng)予以重視。生產(chǎn)1MW的厚3微米、效率為9.3%的CdTe電池組件需要94千克左右的鎘。由于鎘是一種重金屬元素，即使這種電池生產(chǎn)時沒有污染，CdTe電池分解的鎘流失到環(huán)境中，其后果也將十分嚴重。