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編者按：銅銦鎵硒(簡稱CIGS)薄膜電池的生產工藝日益成熟，有望在未來引領薄膜產業(yè)的發(fā)展，并取代晶硅電池，推動光伏產業(yè)進一步轉型升級。

作為公認的下一代太陽能發(fā)電技術，薄膜光伏產業(yè)在近年來的發(fā)展?jié)u見起色。據(jù)報道，11月15日，國內首座銅銦鎵硒(簡稱CIGS)建筑光伏一體化(簡稱BIPV)科技示范建筑項目宣告竣工，投用發(fā)電。該項目由央企能源巨頭國家能源集團和民營地產商碧桂園集團聯(lián)合打造，項目總計使用CIGS光伏組件2037塊，總裝機容量為200KW，采用“自發(fā)自用、余電上網、就近高效利用”分布式發(fā)電模式。
與普通光伏項目不一樣的是，該項目有兩大特點：一是區(qū)別于地面及屋頂光伏項目，該項目為建筑光伏一體化（BIPV）項目，即將發(fā)電模塊安裝在建筑的幕墻或者玻璃中，并通過太陽光發(fā)電；二是與一般的項目使用晶硅發(fā)電組件不同的是，該項目使用的是銅銦鎵硒(CIGS)薄膜光伏組件，相對于傳統(tǒng)晶硅組件，薄膜組件具備更多的特性。
該項目的竣工發(fā)電實現(xiàn)了薄膜光伏產業(yè)零的突破，對該產業(yè)的未來發(fā)展意義重大。而在種類繁多的薄膜電池中，為何CIGS一枝獨秀呢？它有何魔力？
銅銦鎵硒有何魔力？
之所以被稱為下一代太陽能發(fā)電技術，是因為薄膜電池比傳統(tǒng)晶硅電池有諸多優(yōu)勢，其中相對于晶硅電池最主要的有四點，第一，部分薄膜電池理論效率更高，發(fā)展?jié)摿Ω?；第二，薄膜電池大多具備柔性的特點，這個特性大大拓展了其在建筑、背包、移動產品等方面的創(chuàng)新應用；第三，薄膜電池的低光性能相對更好；第四，薄膜電池有望在生產成本上優(yōu)于晶硅電池。
但是經過多年的發(fā)展，薄膜電池依然沒有成為太陽能行業(yè)的主力軍，主要是因為大部分薄膜電池的量產效率依然難以對晶硅電池形成競爭，而且薄膜電池的生產工藝不完善，成本依然偏高。
目前來看，CIGS薄膜電池有望突破上述限制，率先引領薄膜光伏產業(yè)的發(fā)展。首先，CIGS薄膜電池是單位質量輸出功率最高的光伏電池，實驗室效率屢創(chuàng)新高；其次，已經有多家企業(yè)掌握CIGS薄膜電池量產技術，有望在未來持續(xù)降低成本。
2016年，德國巴登符騰堡太陽能和氫能源研究中心（ZSW）宣布研制出轉換效率為22.6％的CIGS薄膜太陽能電池。目前該轉換效率仍然是世界紀錄，22.6％已經接近于晶硅電池的實驗室效率紀錄，未來還有望提升到25%。但是22.6％的實驗室效率紀錄是在0.5平方厘米的電池面積基礎上取得的，而正式應用的組件面積不可能這么小。
2017年1月9日，漢能旗下的德國公司Solibro Hi-Tech GmbH研發(fā)的玻璃基CIGS薄膜太陽能組件效率達到16.97%，刷新全面積（0.94平方米）CIGS組件光電轉換效率世界記錄。
根據(jù)第三批領跑者項目要求，17%的多晶硅組件的效率以及17.8%的單晶硅組件效率代表了當前晶硅電池組件的普遍應用效率。由此可見，無論是在實驗室效率還是在量產效率方面，CIGS都非常接近于晶硅電池。
由此可見，CIGS薄膜電池在有諸多優(yōu)勢的前提之下，其實驗室效率及量產效率都已經追上晶硅電池，這是CIGS薄膜成為熱門的關鍵。
未來成長可期
據(jù)了解，此次示范建筑項目采用國家能源集團自主研發(fā)生產的全新一代CIGS-BIPV產品，投用后年發(fā)電量為12.3萬千瓦時，可滿足建筑10%以上的用電需求。目前國家能源集團中國節(jié)能減排有限公司控股成立了重慶神華薄膜太陽能科技有限公司，正在建設306MW生產線，明年將投產運行。
除了國家能源集團，也有不少企業(yè)看中了CIGS薄膜電池技術的未來，目前正在全面布局中。
2017年10月，國內首條年產300MW銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產線正式下線。中建材凱盛科技集團計劃總投資100億元，規(guī)劃建設10條銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產線、形成1.5GW生產能力。
2018年5月26日上午，總投資75億的CIGS薄膜太陽能電池項目落戶連云港，該項目由連云港市開發(fā)區(qū)與杭州錦江集團共同推進，設計產能達到1GW，組件轉化效率達16．5％，到2020年提高至18％，未來還將通過合作研發(fā)，使電池效率達到25％。
以上項目對于CIGS薄膜產業(yè)來說都具備里程碑意義，產線的投產將是薄膜光伏進入光伏產業(yè)主力軍的第一步。未來，隨著量產效率的提升以及生產成本的下降，CIGS薄膜有望填補晶硅電池的應用空白，在建筑、移動產品、汽車等多個領域綻放光彩。與此同時，隨著工藝成熟，CIGS薄膜電池也有望在未來取代晶硅電池，成為光伏電站的主要材料。
值得一提的是，作為薄膜光伏產業(yè)的領軍企業(yè)，漢能薄膜保持了多項世界紀錄。而且該公司在CIGS薄膜電池的應用上也走到了前沿。2017年7月，漢能與摩拜單車簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，銅銦鎵硒薄膜太陽電池得以應用在共享單車上。之后漢能又發(fā)布薄膜太陽能新產品——漢瓦，關鍵部件就是CIGS薄膜太陽能芯片，其芯片量產轉換率達到17.5%。
所以無論是在量產技術以及應用領域方面，CIGS薄膜都已經相當成熟，具備廣闊的未來發(fā)展空間。
小結
薄膜電池取代晶硅電池，這個口號曾經喊了很多年。但是近年來晶硅電池飛速發(fā)展，薄膜電池的發(fā)展卻并不盡如人意。在此情況下，CIGS薄膜電池產線的投建以及示范項目的竣工對于薄膜光伏產業(yè)來說意義重大。另外，CIGS薄膜電池的生產工藝日益成熟，有望在未來引領薄膜產業(yè)的發(fā)展，并取代晶硅電池，推動光伏產業(yè)進一步轉型升級。