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光伏和建筑屋面

       近年來，晶硅作為目前光伏市場的絕對主流，在經(jīng)歷了前幾年的“野蠻生長”之后，目前正處于痛苦的行業(yè)兼并重組進程中。反觀代表第二代及第三代光伏技術的薄膜，在行業(yè)先驅(qū)的帶領下，正悄然興起。針對光伏發(fā)電前景、薄膜太陽能電池組件在光伏應用領域的優(yōu)勢，以及其對我國能源結(jié)構優(yōu)化和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型意義幾何等問題，本報記者在由勵展博覽集團、億思革產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究院聯(lián)合主辦的“2015年節(jié)能建筑與建筑光伏一體化論壇”上采訪了河北大學光伏技術研發(fā)中心副主任許穎教授。
　　在“十二五”能源規(guī)劃中，政府提出了優(yōu)化能源結(jié)構，要求非化石能源消費比重提高到11.4%，非化石能源發(fā)電裝機比重達到30%。太陽能作為新興戰(zhàn)略資源是未來能源的重要部分，國家出臺了多項規(guī)劃和激勵政策來推進太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。當今產(chǎn)業(yè)化的太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)品主要是二類不同的太陽能電池：一是基于硅片的晶體硅太陽能電池，比如單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池；二是薄膜太陽能電池。
　　針對薄膜太陽能電池組件在光伏建筑一體化（BIPV）中的優(yōu)勢，許穎說：“薄膜太陽能電池組件相比晶硅太陽能電池組件，其優(yōu)點在于發(fā)電量高，弱光性能和高溫性能優(yōu)異。”她舉例說：“早晨時分，在弱光/低溫情況下，薄膜組件的發(fā)電性能略高于晶硅；中午時分，薄膜組件高溫效應優(yōu)勢明顯，其發(fā)電性能明顯優(yōu)于晶硅組件；傍晚時分，在弱光/高溫情況下，薄膜組件發(fā)電性能優(yōu)于晶硅組件。相同標稱功率的前提下，一天中薄膜組件的發(fā)電量高于晶硅組件的發(fā)電量。同時，薄膜組件的弱光性能和高溫性能優(yōu)異。”“以某硅基薄膜地面示范電站項目為例，在2014年5月~2015年9月高溫季節(jié)，根據(jù)對薄膜硅和晶體硅發(fā)電量的持續(xù)監(jiān)控情況發(fā)現(xiàn)，此時期薄膜組件比晶硅多發(fā)電25%。”
　　除了上述優(yōu)勢，許穎補充說：“薄膜太陽能電池組件還具有外觀美觀、整體性好、柔性、輕量化等優(yōu)勢。”
　　在許穎教授向本報記者介紹完薄膜太陽能電池組件的優(yōu)勢之后，另外一位光伏業(yè)內(nèi)專家在論壇現(xiàn)場也對本報記者表示，近年來，太陽能光伏電池市場正在向薄膜太陽能光伏產(chǎn)品轉(zhuǎn)移。薄膜太陽能電池的優(yōu)勢在于其產(chǎn)業(yè)鏈的耗能更低；制備材料選擇更廣泛；制備技術多樣；比晶體硅太陽能電池有更高的每瓦發(fā)電量；產(chǎn)品的發(fā)電效率的提升有更大的潛力；產(chǎn)品重量更輕并且可以柔性化，使用范圍更寬泛，更適合于光伏建筑一體化。其中實驗室效率超過了20%的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池是光伏轉(zhuǎn)換效率最高的薄膜太陽能電池。由于銅銦鎵硒太陽能電池沒有光致衰減效應、性能穩(wěn)定、發(fā)電量高、對環(huán)境友好，所以它是歐洲、日本和美國最為關注的新一代高效薄膜太陽能電池。
　　采用真空沉積技術制備的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池不僅創(chuàng)下了轉(zhuǎn)換效率20.4%的記錄，而且已經(jīng)成熟地大規(guī)模工業(yè)化了，產(chǎn)品已經(jīng)具備成本競爭力。非真空法技術制造銅銦鎵硒薄膜太陽能電池具有更低成本和易于大面積的潛在優(yōu)勢，也吸引了愈來愈多的關注，歐洲、美國和日本的主要銅銦鎵硒薄膜太陽能電池企業(yè)的最佳組件產(chǎn)品效率都已超過13%。
　　2013年7月，國務院下發(fā)了《關于促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》，明確指出支持發(fā)展高效太陽能光伏電池技術，要求未來新上的太陽能光伏電池制造項目中薄膜太陽能光伏電池的轉(zhuǎn)換效率不低于12%?？茖W研究證明通過調(diào)整銅銦鎵硒電池中鎵和銦的化學計量比，銅銦鎵硒太陽能電池的效率理論上將超過25%。因為目前銅銦鎵硒太陽能電池組件的效率不僅未達到其實驗室電池的效率（20.4%）還遠低于其理論效率，所以銅銦鎵硒太陽能電池效率還有很大的提升空間、是朝陽產(chǎn)品，具有毋庸置疑的競爭優(yōu)勢。