世紀新能源網&PVMate,SNEC全球光伏領袖對話現場直播:
德國Hans-Werner Schock:謝謝主席,謝謝組委會邀請我來到這樣一個非常高貴的會議做發言,剛才我們也提到了,我今天要講的是薄膜太陽能電池技術和發展趨勢,我們說薄膜太陽能電池實際上它開始是從晶元開始的,而且有很多不同的物料。
首先我要跟大家介紹一下薄膜光伏它的優勢和挑戰,以及它和晶元光伏的一些區別,大概我們都知道晶元的技術是非常早的,而且它的市場份額一直不是很大,差不多只有5%到10%,但是薄膜光伏它的運用是非常大的,我等一下會進一步的介紹。
薄膜的優勢在于它的物料用的比較少,肯定成本也就非常少,因為它的厚度只有一到三微米到兩百微米這么厚,晶元太陽能電池差不多就達到了幾百個微米,而且我們等一下會講到它的產量,產量會很高。
而且它的系列連接也是非常單一的模式,而且它還有其它的一些優勢,我們說還會有很多新的產品,因為我們可以用不同的物料來作為基材,所以它是非常的靈活,而且比較容易生產,另外它使用的物料比較少,所以制作的流程時間也是非常短,也就是說能源回饋的時間是不需要一年的,另外我們剛才說到它有很大代的差距,這是晶元的限制,薄膜有很高的能量產出。
接下來我們說薄膜光伏的調整在哪里呢。薄膜光伏主要是用微電子,還有光電子的這個技術,另外我們還有一個涂層技術,我們要了解的一點,就是它需要非常好的導電性,我們再講到這些純屏顯示器的時候,我們有這樣的一個基準,就是說太陽能電池的這個技術,它的功能是由外部的電力來驅動的,而對于高效能的薄膜光伏組塊來說,這個光是唯一一個驅動力,所以高的半導體的質量是非常重要的,我們必須把它有一個高透光性的材料,它的價值是50歐分,這是我們的目標。
我們必須在鍍膜的成本上加大力量,這樣會降低成本,這是我們今后的方向,這是我們目前最新的鍍膜的技術,它的節拍時間是45秒,它的材料是每小時150平方米,整個產量一年是900萬平方米,也就是一個機器可以生產一GW一年,對于這種薄膜電池來說,我們認為這是一個非常可喜的一個產量,還有其它一些方面的問題,對于薄膜如果我們的設備本身成本降低,比如說組件的成份降低,另外我們如果把產能增大,我們整個效率會得到大大的提高,我們必須要有一個新的組件的理念,還有要有多深定制薄膜的太陽能電池解決方案,這樣都能夠使我們每瓦的成本大大降低,這樣對我們設備的效率提高是非常重要的,我們看一下這個薄膜的生產,薄膜電池的生產。這是我們克瑞泰克媒體的數據,這是現在的技術和過去的技術,還有今后的技術發展方向,對整個生產的預測,我們預測整個的市場我們薄膜電池的生產會變得更具有競爭力,下面一點我看一下現階段這個大規模商務的電力市場,我們的一些材料的發展情況,技術的發展情況,這里幻燈片的一些信息沒有,我其實想給大家看太陽能電池在過去幾年效率的提升,我們現在,目前硅電池的效率接近25%,CIGS效率也已超過了20%,等一下我會給大家看一張表,不同的組件CIGS目前已經有了圓形,整個圓形的效率達到了18%,我想這個效率也非常有競爭力,CIGS我們可以看到它有一些材料,比如說石英,還有錫等材料,這些都是非常重要的材料。
看一下我們薄膜的電池,它們設備的結構,一般有兩層,一個是吸收層,還有是接入層,連接層,還有機制,光射到機制上面,當然對于機制來說可能是玻璃,也可能是膜薄,我們可以看到有不同的配置,有一些配置有它自己的優勢,它同時也具有一些劣勢,我們也可以選擇各種各樣透明的覆膜,我們也可以不透明的機板,同時也可以選擇透明的導電的機板,還可以選擇用鉑制造的背面的密封技術,這個也是從包裝業引來的新的技術,我們使用不同的配置組合,不同的技術,比如說像這個技術是非晶的硅電池,還有微晶的硅電池,我們還有鍺化硅,我們前面也已經說到,它是一個串聯的結構,這樣的結構可以提升整個轉化效率,我們可以看到這樣的非晶的技術,微晶串聯的結構,這樣的結構可以充分利用這些材料的效率,同時也可以把它們的面積減小,通過這樣的一個組合能夠更充分的捕捉陽光,這樣的設備組臺配置非常重要,對效率提高非常重要,我們可以使用更為薄這樣非晶的結構,還有對硅來說,整個的材料可獲得性非常豐富,當然也有一些挑戰,比如說效率上的挑戰,因為這種微晶的硅,它的吸收度非常低。還有它的成積,堆積的速率比較低,這些都是今后的挑戰。特別對于這種晶塊的產量會有一些限制,對這種生產的效率我們今后要多做一些工作,對純的這種非晶它是60%,我們需要更進一步提升這樣的生產效率,我們可以看到如果穩定的效率對小型的設備可以達到13%,組態層面是10%,還有典型的生產效率是6%到8%,這是一個例子,我們可以看一下這是一些公司,當然我們并沒有看到很多中國公司,可以看到這種組件的效率,可以看到在穩定情況下對小電池片是12%,對大型的非晶10%,有一些小設備甚至達到了13%這樣的效率,初期的轉化效率甚至達到16%,我想凱尼克這個公司目前也在使用高效的材料,對于薄膜硅我們目前還應該進一步的提高轉化效率,這樣才能夠降低初期的效率和穩態效率之間的差距。我們目前全球有很多產能,但是它們的生產力和它們的產能相比是比較低的,我們可以看一下這是,我們可以看到對于我們這樣的結構,實驗室這樣組件的效率已經達到11%到13%,在生產當中我們認為從長期來說可能達到16%這樣的效率,我們在整個的周期當中也使用這種循環,因為你們知道,我們需要不斷的進行循環來保證這樣的效率,我們看到它有一些優勢,它的效率非常高,它增長率也非常的高,另外整個的組件的安裝速度非常迅速,當然我們也遇到一些挑戰,也就是這個材料是比較缺乏的,銻化鎘是非常的稀缺,這個效率是13%到14%左右。
看一下它們的產能,德國也有一個公司它的產能最近我們看到有一些削減,它們有一個重組的過程,在這個公司重組過程當中產能有所下降。
看一下下面這個,這是我們說的CIGS,整個情況更為復雜一點,當然它的效率非常高的,效率可以高達20%,這是實驗室的效率,在商務這樣的效率是11%到14%,從長遠來看它有可能達到18%的效率,它的優勢對薄膜電池來說它的效率是非常高的,最高了,整個薄膜的工藝選擇非常的廣泛,它的機板也非常靈活,柔性的機板,當然挑戰就是這個材料的稀缺性,比如說銦這樣的材料在全球非常稀缺,我們需要循環使用,提高效率,另外對于大型的組件我們也希望達到20%的效率。這是一些實驗室,這些實驗室已經達到了20%的效率,可以看到這是用聚顯銨,它已經達到了34%的效率,有的甚至達到了80%的效率,對于大型的組件來說我們認為這樣的效率是非常高的,我想這樣的設備的機構已經存在了好多年了,這已經基本上成為我們標準的結構,我們希望今后有更多提升的潛力,比如說在電池的光學性上面,還有接觸的動畫上面有所提高。
這是一些公司,非常有意思,這是工藝,不同的公司它們有不同的工藝,工藝各不相同,比如說這是一個批量生產,間歇性生產,這是用的間歇性的生產,還有在線反應式的,還有共振玻璃的工藝,這些公司在去年都生產了相當大的組件,CIGS,我們看到整個技術,整個工藝路線是非常多元化的,我們認為今后會有一種工藝的選擇,使得工藝變得更統一起來。
下面是我最后一點,對薄膜太陽能電池我們也談到了它的優勢,談到了它的挑戰,看一下目前的現狀,可以看到我們使用CIGS非常具有吸收率這樣的材料,它的效率可以提升到25%,這是今后潛在的效力,目前這個是0.7平方米,今后可以提升到5.7%平方米,潛在可以提升到18%平方米,所以基板面積會更進一步擴大,我們今后還可以降低生產成本。我們基板的選擇,我想玻璃是標準的基板選擇,對標準模塊,對供電廠,當然有的還使用了 金屬鉑作為基板,比如聚合物做基板它的重量比較輕,當然對于它的溫度可能有限制,它同時也需要非常有效的封裝。另外對于基板我們還有制造工藝,比如說卷對卷的制造工藝,還有各種應用,對于CIGS,我們對于所有的基板其實都可以實現大于18%這樣的效率,可以看一下發展。其實對于CIGS我們同時要考慮到環境,比如說我們需要替代锳的材料,因為它是重金屬,最近有一些研究,我們更換更為環保的材料,同時提升效率,需要提升效率達到20%,我們可以看到有更多的材料也在侯選名單之中,這將會開創新的局面,選擇新的材料,在今后我們可以看到兩個路徑,一個是低成本的路徑,整個是非真空印刷的,還有有機材料和納米材料的組合,這是一個路徑,我們認為目前薄膜技術已經達到了非常好的大規模的生產。還有第二個路徑,就是高效的路徑,高效的路徑也是非常重要,我們需要提升效率,同時降低成本,我們現在有一些技術使得這些設備變得更加的便宜,同時設備的效率更為提高。在這方面未來肯定有不同的發展,而且我們說設備和技術都有所發展的空間,所以薄膜光伏技術肯定有很多的發展潛力,謝謝。
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德國Hans-Werner Schock:謝謝主席,謝謝組委會邀請我來到這樣一個非常高貴的會議做發言,剛才我們也提到了,我今天要講的是薄膜太陽能電池技術和發展趨勢,我們說薄膜太陽能電池實際上它開始是從晶元開始的,而且有很多不同的物料。
首先我要跟大家介紹一下薄膜光伏它的優勢和挑戰,以及它和晶元光伏的一些區別,大概我們都知道晶元的技術是非常早的,而且它的市場份額一直不是很大,差不多只有5%到10%,但是薄膜光伏它的運用是非常大的,我等一下會進一步的介紹。
薄膜的優勢在于它的物料用的比較少,肯定成本也就非常少,因為它的厚度只有一到三微米到兩百微米這么厚,晶元太陽能電池差不多就達到了幾百個微米,而且我們等一下會講到它的產量,產量會很高。
而且它的系列連接也是非常單一的模式,而且它還有其它的一些優勢,我們說還會有很多新的產品,因為我們可以用不同的物料來作為基材,所以它是非常的靈活,而且比較容易生產,另外它使用的物料比較少,所以制作的流程時間也是非常短,也就是說能源回饋的時間是不需要一年的,另外我們剛才說到它有很大代的差距,這是晶元的限制,薄膜有很高的能量產出。
接下來我們說薄膜光伏的調整在哪里呢。薄膜光伏主要是用微電子,還有光電子的這個技術,另外我們還有一個涂層技術,我們要了解的一點,就是它需要非常好的導電性,我們再講到這些純屏顯示器的時候,我們有這樣的一個基準,就是說太陽能電池的這個技術,它的功能是由外部的電力來驅動的,而對于高效能的薄膜光伏組塊來說,這個光是唯一一個驅動力,所以高的半導體的質量是非常重要的,我們必須把它有一個高透光性的材料,它的價值是50歐分,這是我們的目標。
我們必須在鍍膜的成本上加大力量,這樣會降低成本,這是我們今后的方向,這是我們目前最新的鍍膜的技術,它的節拍時間是45秒,它的材料是每小時150平方米,整個產量一年是900萬平方米,也就是一個機器可以生產一GW一年,對于這種薄膜電池來說,我們認為這是一個非常可喜的一個產量,還有其它一些方面的問題,對于薄膜如果我們的設備本身成本降低,比如說組件的成份降低,另外我們如果把產能增大,我們整個效率會得到大大的提高,我們必須要有一個新的組件的理念,還有要有多深定制薄膜的太陽能電池解決方案,這樣都能夠使我們每瓦的成本大大降低,這樣對我們設備的效率提高是非常重要的,我們看一下這個薄膜的生產,薄膜電池的生產。這是我們克瑞泰克媒體的數據,這是現在的技術和過去的技術,還有今后的技術發展方向,對整個生產的預測,我們預測整個的市場我們薄膜電池的生產會變得更具有競爭力,下面一點我看一下現階段這個大規模商務的電力市場,我們的一些材料的發展情況,技術的發展情況,這里幻燈片的一些信息沒有,我其實想給大家看太陽能電池在過去幾年效率的提升,我們現在,目前硅電池的效率接近25%,CIGS效率也已超過了20%,等一下我會給大家看一張表,不同的組件CIGS目前已經有了圓形,整個圓形的效率達到了18%,我想這個效率也非常有競爭力,CIGS我們可以看到它有一些材料,比如說石英,還有錫等材料,這些都是非常重要的材料。
看一下我們薄膜的電池,它們設備的結構,一般有兩層,一個是吸收層,還有是接入層,連接層,還有機制,光射到機制上面,當然對于機制來說可能是玻璃,也可能是膜薄,我們可以看到有不同的配置,有一些配置有它自己的優勢,它同時也具有一些劣勢,我們也可以選擇各種各樣透明的覆膜,我們也可以不透明的機板,同時也可以選擇透明的導電的機板,還可以選擇用鉑制造的背面的密封技術,這個也是從包裝業引來的新的技術,我們使用不同的配置組合,不同的技術,比如說像這個技術是非晶的硅電池,還有微晶的硅電池,我們還有鍺化硅,我們前面也已經說到,它是一個串聯的結構,這樣的結構可以提升整個轉化效率,我們可以看到這樣的非晶的技術,微晶串聯的結構,這樣的結構可以充分利用這些材料的效率,同時也可以把它們的面積減小,通過這樣的一個組合能夠更充分的捕捉陽光,這樣的設備組臺配置非常重要,對效率提高非常重要,我們可以使用更為薄這樣非晶的結構,還有對硅來說,整個的材料可獲得性非常豐富,當然也有一些挑戰,比如說效率上的挑戰,因為這種微晶的硅,它的吸收度非常低。還有它的成積,堆積的速率比較低,這些都是今后的挑戰。特別對于這種晶塊的產量會有一些限制,對這種生產的效率我們今后要多做一些工作,對純的這種非晶它是60%,我們需要更進一步提升這樣的生產效率,我們可以看到如果穩定的效率對小型的設備可以達到13%,組態層面是10%,還有典型的生產效率是6%到8%,這是一個例子,我們可以看一下這是一些公司,當然我們并沒有看到很多中國公司,可以看到這種組件的效率,可以看到在穩定情況下對小電池片是12%,對大型的非晶10%,有一些小設備甚至達到了13%這樣的效率,初期的轉化效率甚至達到16%,我想凱尼克這個公司目前也在使用高效的材料,對于薄膜硅我們目前還應該進一步的提高轉化效率,這樣才能夠降低初期的效率和穩態效率之間的差距。我們目前全球有很多產能,但是它們的生產力和它們的產能相比是比較低的,我們可以看一下這是,我們可以看到對于我們這樣的結構,實驗室這樣組件的效率已經達到11%到13%,在生產當中我們認為從長期來說可能達到16%這樣的效率,我們在整個的周期當中也使用這種循環,因為你們知道,我們需要不斷的進行循環來保證這樣的效率,我們看到它有一些優勢,它的效率非常高,它增長率也非常的高,另外整個的組件的安裝速度非常迅速,當然我們也遇到一些挑戰,也就是這個材料是比較缺乏的,銻化鎘是非常的稀缺,這個效率是13%到14%左右。
看一下它們的產能,德國也有一個公司它的產能最近我們看到有一些削減,它們有一個重組的過程,在這個公司重組過程當中產能有所下降。
看一下下面這個,這是我們說的CIGS,整個情況更為復雜一點,當然它的效率非常高的,效率可以高達20%,這是實驗室的效率,在商務這樣的效率是11%到14%,從長遠來看它有可能達到18%的效率,它的優勢對薄膜電池來說它的效率是非常高的,最高了,整個薄膜的工藝選擇非常的廣泛,它的機板也非常靈活,柔性的機板,當然挑戰就是這個材料的稀缺性,比如說銦這樣的材料在全球非常稀缺,我們需要循環使用,提高效率,另外對于大型的組件我們也希望達到20%的效率。這是一些實驗室,這些實驗室已經達到了20%的效率,可以看到這是用聚顯銨,它已經達到了34%的效率,有的甚至達到了80%的效率,對于大型的組件來說我們認為這樣的效率是非常高的,我想這樣的設備的機構已經存在了好多年了,這已經基本上成為我們標準的結構,我們希望今后有更多提升的潛力,比如說在電池的光學性上面,還有接觸的動畫上面有所提高。
這是一些公司,非常有意思,這是工藝,不同的公司它們有不同的工藝,工藝各不相同,比如說這是一個批量生產,間歇性生產,這是用的間歇性的生產,還有在線反應式的,還有共振玻璃的工藝,這些公司在去年都生產了相當大的組件,CIGS,我們看到整個技術,整個工藝路線是非常多元化的,我們認為今后會有一種工藝的選擇,使得工藝變得更統一起來。
下面是我最后一點,對薄膜太陽能電池我們也談到了它的優勢,談到了它的挑戰,看一下目前的現狀,可以看到我們使用CIGS非常具有吸收率這樣的材料,它的效率可以提升到25%,這是今后潛在的效力,目前這個是0.7平方米,今后可以提升到5.7%平方米,潛在可以提升到18%平方米,所以基板面積會更進一步擴大,我們今后還可以降低生產成本。我們基板的選擇,我想玻璃是標準的基板選擇,對標準模塊,對供電廠,當然有的還使用了 金屬鉑作為基板,比如聚合物做基板它的重量比較輕,當然對于它的溫度可能有限制,它同時也需要非常有效的封裝。另外對于基板我們還有制造工藝,比如說卷對卷的制造工藝,還有各種應用,對于CIGS,我們對于所有的基板其實都可以實現大于18%這樣的效率,可以看一下發展。其實對于CIGS我們同時要考慮到環境,比如說我們需要替代锳的材料,因為它是重金屬,最近有一些研究,我們更換更為環保的材料,同時提升效率,需要提升效率達到20%,我們可以看到有更多的材料也在侯選名單之中,這將會開創新的局面,選擇新的材料,在今后我們可以看到兩個路徑,一個是低成本的路徑,整個是非真空印刷的,還有有機材料和納米材料的組合,這是一個路徑,我們認為目前薄膜技術已經達到了非常好的大規模的生產。還有第二個路徑,就是高效的路徑,高效的路徑也是非常重要,我們需要提升效率,同時降低成本,我們現在有一些技術使得這些設備變得更加的便宜,同時設備的效率更為提高。在這方面未來肯定有不同的發展,而且我們說設備和技術都有所發展的空間,所以薄膜光伏技術肯定有很多的發展潛力,謝謝。
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