“龍焱”閃耀世園會

2019-12-04 13:38:02

  ■本報記者 袁嵐 吳躍

  秋季是北京最美的季節。這個時候來到位于北京延慶的世界園藝博覽會,別有一番景色。在花叢樹影的掩映下,標志性建筑——中國館外形仿佛一柄如意,整座建筑氣勢恢弘,建筑風格充滿了中國特色。而更讓記者感興趣的是整個中國館的“綠色科技”氣息。

  據了解,中國館是一座被稱為“會呼吸、有生命”的綠色建筑,屋面鋪有太陽能光伏板;玻璃幕墻與膜結構組合形成保溫層,可降低建筑物采暖降溫能耗。

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圖為:大同未來能源館

  據北京世界園藝博覽會中國館設計主持人、中國工程院院士崔愷介紹,中國館的鋼結構屋蓋安裝有1024塊碲化鎘薄膜彩色透光光伏玻璃,光能吸收效率更高,可以更好地適應建筑的形態走勢。屋頂透光彩色碲化鎘薄膜組件,組件透光率達到40%,尺寸各異,顏色采用我國傳統的金黃色,組成具有獨特東方神韻的半環形——如意狀。而完美實現崔愷“低碳生態綠色”設計理念的正是龍焱能源科技(杭州)有限公司(以下簡稱龍焱能源)的產品。

  “碲化鎘薄膜彩色透光光伏玻璃”的概念,讓記者很是新奇,于是來到了位于杭州經濟技術開發區的龍焱能源進行深度采訪。

  致力實現技術產業化發展

  在參觀了龍焱能源的生產車間和產品陳列室后,記者對龍焱能源有了初步的了解。龍焱能源是由國際光伏專家吳選之等人于2008年創建的,一直致力于在我國實現高效碲化鎘薄膜太陽電池技術的產業化。

  從2008年5月開始,經過3年半的努力,龍焱能源先后建立了實驗線、中試線和生產線,經歷了研制實驗室小面積電池到研制小型組件,一直到生產1.2米×0.6米的大面積組件等各個階段,開發出擁有完全獨立自主知識產權的整套碲化鎘組件的生產工藝和核心設備,建立了一條全自動化、全國產化、年設計產能達40兆瓦的碲化鎘薄膜太陽電池組件生產線,線上的40余臺生產設備全部實現國產化。同時,這條生產線首次采用了龍焱能源研發成功的新型電池結構、新材料(新型緩沖層、窗口層和背電極),以及改良型近距離升華法(CSS)沉積大面積CdTe薄膜技術。

  在公司里,記者見到了龍焱能源營銷總監包鋼,他向記者介紹了碲化鎘薄膜光伏組件在中國館項目上的應用情況。

  龍焱能源利用自身技術優勢,用科技為建筑賦能,助力中國館建設,是園博會綠色和可持續發展的典范。采用碲化鎘透光薄膜組件作為建筑構件,一方面具備了普通透光頂和幕墻的維護、隔熱、美觀的功能,兼具發電功能,實現了從被動節能到主動發電的綠色建筑理念;另一方面,不僅巧妙地和建筑屋頂和幕墻構件相結合,產品還按照中國館的特殊要求,做成了不同尺寸,不同的透光度和不同的顏色,完美替代了傳統幕墻玻璃,真正實現光伏玻璃代替建筑玻璃。

  十年磨礪實現中國創造的跨越

  據包鋼介紹,目前,人類所掌握的光伏技術都有很強的材料屬性,即吸收材料是決定光伏電池器件性能的根本因素。與目前市場主流技術——晶硅技術相比,由于碲化鎘對光線的吸收是硅材料的100倍且為穩定二元化合物,因此碲化鎘薄膜太陽電池非常適合大規模生產;薄膜制備工藝讓其產業鏈變得更短從而更容易實現生產過程中的成本控制;而其最終的組件產品因具有更好的弱光性能、溫度系數,以及抗遮擋能力,從而擁有更為廣泛的適用場景,在建筑光伏一體化方面能夠發揮非常大的作用。碲化鎘薄膜光伏電池技術在美國知名光伏企業美國第一太陽能公司的推動下,在2015年就已經實現了累計裝機容量超過20吉瓦,年產量超過3吉瓦。

  包鋼感慨道:“盡管碲化鎘太陽電池技術具有很好的發展前景,但是其技術核心長期為國外先進企業所壟斷。真正的、好的核心技術是用錢買不回來的,必須要依靠自主創新來發展。在產業化的過程中,我們遇到了很多的困難,經過10年的努力和艱苦的付出,我們終于實現了中國制造到中國創造的跨越。通過自主創新、掌握全套核心技術,在我國實現了碲化鎘薄膜太陽電池技術產業化。”目前,龍焱能源生產的碲化鎘薄膜組件產品發電能力強,轉換效率超過14%,已達到世界先進水平;制造的碲化鎘電池的溫度系數在-0.21%/℃左右,不到晶硅電池的一半,而長條形子電池有利于減少熱斑效應,提高發電能力、保證產品壽命和使用安全;同時在制造過程中,因為注意溫度的精確控制,組件的破損率極小。

  在談到碲化鎘薄膜技術優勢時,包鋼認為,碲化鎘薄膜技術的進步將推動度電成本的下降,進而實現平價上網。在環保方面,龍焱能源能夠實現廢舊資源80%以上的碲和鎘的回收,他表示,碲化鎘的綠色、循環優勢是其他技術不可比擬的。

  “四高一低”標準推動跨界應用

  包鋼稱,龍焱能源對一個光伏技術的好壞始終堅持著自己的評判標準,即“四高一低”。“四高”指的是高效率、高穩定性、高產率、高良品率,“一低”指的是低成本。目前,薄膜光伏技術方面,銅銦鎵硒因其材料特性可以制備出性能非常好的電池;但由于原材料稀缺,同時又是四元化合物,要制備大面積、組氛均勻的薄膜半導體器件,其對生產設備的要求更高、工藝更復雜。由于產率和良品率一直是一個無法得到解決的矛盾,從而導致其成本始終落后與市場的發展。而砷化鎵技術成本則更高,目前僅適合于航空航天等高端應用,暫時不能大規模推廣。相比之下,碲化鎘具有大規模商業化的價值。“目前,在效率不高、規模較小的情況下,我們公司的碲化鎘薄膜技術的成本在30美分(2元人民幣)以下,可以說已經是接近世界領先水平了。上述提到的第一條生產線的量產組件效率約為14%,產能超過30兆瓦。”包鋼自豪地說。

  為了充分發揮自有碲化鎘技術的獨特優勢,實現光伏技術的跨界應用,龍焱能源早在4年前就開始布局建筑光伏一體化。目前,龍焱能源已開發出大量的新型光伏建筑構件,如光伏隔熱組件、光伏熱水器、光伏中空玻璃窗、大面積光伏透光落地窗,以及透過率、圖案、顏色、形狀和尺寸均可根據客戶要求定制的多種透光組件等20余種新產品。龍焱能源的碲化鎘薄膜組件產品已覆蓋全國所有省區市及港澳臺地區,并行銷至全球38個國家和地區。應用于大同未來能源館、國家大劇院舞美中心、嘉興光伏科技館、倫敦金絲雀碼頭公交站、荷蘭醫院等國內外多個標志性綠色建筑的外結構上,展現出其獨特的市場競爭力和綜合應用價值。

  責編:張文齋 審核:王怡潔


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