銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池：光伏儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的新未來(lái)

走進(jìn)蚌埠市高新區(qū)的凱盛光伏材料有限公司，正對(duì)著大門的一棟造型別致的建筑引人注目。墻體與“黑色玻璃”相互融合，勾勒出建筑的獨(dú)到韻味。如果不是事先有所了解，你很難想象眼前的這棟樓竟然是一棟不折不扣的“綠色”建筑。看似尋常的“黑色玻璃”，其實(shí)是凱盛光伏材料有限公司上線生產(chǎn)的省重點(diǎn)項(xiàng)目——銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池。這些“黑色玻璃”，滿足生產(chǎn)車間和辦公樓空調(diào)及照明系統(tǒng)的供電綽綽有余。

據(jù)埃森哲全球市場(chǎng)預(yù)測(cè)報(bào)告顯示，到2020年，全球薄膜太陽(yáng)能可開(kāi)發(fā)市場(chǎng)規(guī)模為114萬(wàn)億元，中國(guó)市場(chǎng)將超過(guò)20萬(wàn)億元。瞄準(zhǔn)市場(chǎng)需求，凱盛科技集團(tuán)總投資100億元，計(jì)劃在蚌埠建設(shè)10條150MW(兆瓦)銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)線。目前，一期項(xiàng)目2條150MW生產(chǎn)線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

“高科技+新材料”

銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池，具有“早起、貪黑、中午不打瞌睡”特點(diǎn)

7月3日，記者走進(jìn)凱盛光伏材料有限公司銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)車間，廠房寬敞明亮、現(xiàn)代化設(shè)備錯(cuò)落有致，灰色的地面、白色的廠房架構(gòu)，紅色的標(biāo)語(yǔ)和黑色的管線整整齊齊、極具線條感，在廠房?jī)?nèi)行走幾乎看不到灰塵。

上片、清洗、激光刻線、鍍膜、熱處理、效率測(cè)試、產(chǎn)品檢測(cè)、組建包裝……經(jīng)過(guò)20多個(gè)環(huán)節(jié)，成型的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池模組精準(zhǔn)地被放在指定位置上，整個(gè)生產(chǎn)線上僅有幾名工作人員盯著電腦查看參數(shù)。“這是一個(gè)自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化的生產(chǎn)線，產(chǎn)品在制造過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)很多次的檢測(cè)。”凱盛光伏材料有限公司副總經(jīng)理王昌華調(diào)侃道，“銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池組件就像一塊夾心餅干，上下各一層玻璃，中間是電池膜層?？雌饋?lái)很簡(jiǎn)單，實(shí)際上對(duì)技術(shù)的要求很高。”

據(jù)了解， 凱盛光伏銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池項(xiàng)目是中國(guó)建材集團(tuán)所屬凱盛科技集團(tuán)推進(jìn)實(shí)施的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。一期2條150MW(合計(jì)300MW)銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線投資20億元，于2017年在蚌埠建成投產(chǎn)，2017年8月工藝設(shè)備開(kāi)始陸續(xù)搬入、安裝、調(diào)試，同年10月第一片銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池組件在凱盛光伏材料有限公司成功下線。目前，月投片量30000多片，預(yù)計(jì)年底實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能120MW，明年4月份達(dá)到300MW產(chǎn)能。項(xiàng)目全部建成后將達(dá)到年產(chǎn)1.5GW(吉瓦)的生產(chǎn)能力，成為全國(guó)規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的薄膜太陽(yáng)能電池研發(fā)與制造基地。

走過(guò)生產(chǎn)線，來(lái)到組建裝包下線車間，一塊黑色薄膜太陽(yáng)能電池“站在”地上，電池頂部燈光閃爍。“不在室外也能發(fā)電?”記者問(wèn)道。

“這就是優(yōu)勢(shì)所在。”王昌華告訴記者，銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池具有“早起、貪黑、中午不打瞌睡”的特點(diǎn)，不僅吸收光譜波長(zhǎng)范圍廣，發(fā)電穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換率高，還可以保持長(zhǎng)期工作不衰減。

“我們現(xiàn)在的光電轉(zhuǎn)化率達(dá)到多少了?”

總經(jīng)理徐根保認(rèn)為：“這個(gè)概念必須有個(gè)限定詞。從科學(xué)上看，我們的樣品電池轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到22%以上，而在技術(shù)上，能夠達(dá)到轉(zhuǎn)化率19.2%以上，但目前從工程角度上，在生產(chǎn)線上，我們電池的光電轉(zhuǎn)化率為15.2%以上。”

“初引進(jìn)+再創(chuàng)新”

拓展延伸產(chǎn)業(yè)鏈，瞄準(zhǔn)前沿升級(jí)技術(shù)

“進(jìn)步源于創(chuàng)新，發(fā)展依托科技。”在凱盛光伏材料有限公司，隨處可見(jiàn)這樣的標(biāo)語(yǔ)。

推進(jìn)科技創(chuàng)新，就要瞄準(zhǔn)世界科技前沿，引領(lǐng)科技發(fā)展方向;推進(jìn)科技創(chuàng)新，就要面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，面向國(guó)家重大需求。雖然銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池?fù)碛兄T多優(yōu)勢(shì)，但需要攻克的技術(shù)難點(diǎn)不少。為了迎頭趕上，凱盛光伏瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)前沿和發(fā)展趨勢(shì)，以安徽省大力發(fā)展硅基新材料產(chǎn)業(yè)為契機(jī)，通過(guò)并購(gòu)國(guó)外企業(yè)、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的方式，借梯登高，在較短時(shí)間內(nèi)攻克諸多難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了工藝技術(shù)的跨越發(fā)展。

時(shí)間撥回到5年前，中國(guó)建材集團(tuán)所屬的凱盛科技集團(tuán)有限公司全資收購(gòu)德國(guó)阿旺西斯公司，包括其托爾高CIGS(銅銦鎵硒)工廠、慕尼黑研發(fā)中心等固定資產(chǎn)及發(fā)明專利、專有技術(shù)等全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)，掌握了國(guó)際領(lǐng)先的CIGS薄膜電池核心技術(shù)。全線打通中國(guó)薄膜太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈，以“中國(guó)創(chuàng)造”的技術(shù)和品牌優(yōu)勢(shì)參與全球新能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。

在記者采訪過(guò)程中，不時(shí)能夠看到公司內(nèi)走動(dòng)的國(guó)外技術(shù)專家。“人才對(duì)于科技創(chuàng)新非常重要，我們引進(jìn)了不少國(guó)際一流人才。”徐根保本人就是特聘專家。

銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能項(xiàng)目在蚌埠落地，不是想當(dāng)然。項(xiàng)目的投產(chǎn)，離不開(kāi)上下游產(chǎn)業(yè)鏈，也能夠帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。安徽確定了蚌埠硅基新材料產(chǎn)業(yè)園硅基新材料集聚發(fā)展基地等14個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展基地。“近年來(lái)，蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院致力于發(fā)展新玻璃、新材料、新能源、新裝備‘四新’產(chǎn)業(yè)，多條超薄信息顯示玻璃生產(chǎn)線，為下游產(chǎn)業(yè)降低了大量成本。”王昌華說(shuō)，“比如，薄膜太陽(yáng)能電池離不開(kāi)高溫玻璃，以前依賴進(jìn)口產(chǎn)品，如今我們的上游企業(yè)也能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，這讓銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的原材料成本大大降低，能以更低成本打造頂尖技術(shù)的‘升級(jí)版’，使得銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池在世界舞臺(tái)上更具競(jìng)爭(zhēng)力。”

“降成本+提效率”

打造綠色動(dòng)力新引擎，踏上發(fā)展高速路

創(chuàng)新之花還在不斷綻放。

王昌華說(shuō)，新技術(shù)新材料的應(yīng)用，不僅提高了轉(zhuǎn)換效率，還讓整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

黨的十九大報(bào)告明確提出要鼓勵(lì)發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)、清潔能源產(chǎn)業(yè)，使綠色產(chǎn)業(yè)成為替代產(chǎn)業(yè)，接力經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

王昌華認(rèn)為，銅銦鎵硒太陽(yáng)能薄膜電池可以廣泛應(yīng)用于光伏建筑一體化、智慧農(nóng)業(yè)、新能源汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，特別是在建筑方面能成為實(shí)現(xiàn)未來(lái)建筑綠色、節(jié)能、環(huán)保的重要支撐。以發(fā)電建材來(lái)說(shuō)，它改變了以往一味強(qiáng)調(diào)節(jié)能建材的理念，而是賦予了建材自我發(fā)電的功能，“傳統(tǒng)意義上的建材，即便節(jié)能水平再高，也終究是要消耗能源的”。

有數(shù)據(jù)表明，全球建筑活動(dòng)所消耗的能源占總能耗近50%，占自然資源總消耗量的40%。污染方面，大約一半的溫室效應(yīng)氣體來(lái)自與建筑材料相關(guān)的生產(chǎn)以及運(yùn)輸、建筑施工以及相關(guān)的能源消耗、廢棄物。在這一背景下，“綠色建筑”意義非凡。技術(shù)層面之外，凱盛光伏從傳統(tǒng)的光伏電站建設(shè)、運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)而瞄準(zhǔn)光伏終端應(yīng)用市場(chǎng)，加速傳統(tǒng)光伏行業(yè)的創(chuàng)新升級(jí)，擴(kuò)大加快清潔能源在終端市場(chǎng)的應(yīng)用。

在徐根?？磥?lái)，盡管現(xiàn)在銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的市場(chǎng)占有率不高，但這代表著行業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)，“星星之火，可以燎原”。

大海般廣闊的市場(chǎng)，既孕育著供給提升的無(wú)限可能，也蘊(yùn)含著需求釋放的無(wú)窮潛力。只要在供給與需求之間搭好橋梁，以更多更優(yōu)質(zhì)的供給回應(yīng)更大更高端的需求，就能形成更為強(qiáng)大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，在更高層次上實(shí)現(xiàn)供需結(jié)構(gòu)再平衡。在產(chǎn)品展示區(qū)，記者看到多種不同顏色的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池，如今他們可以生產(chǎn)出16種不同顏色的薄膜太陽(yáng)能電池，滿足市場(chǎng)的不同需求。

“銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能的柔性化、美觀度(顏色的一致性)、綜合發(fā)電效率，都是其他光伏產(chǎn)品很難實(shí)現(xiàn)的。我們相信，通過(guò)規(guī)模化、技術(shù)提升、材料的利用等手段，銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池的降本空間非常大，未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。”徐根保說(shuō)。

·記者手記·

開(kāi)門創(chuàng)新才能搶占制高點(diǎn)

太陽(yáng)能電池，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。如今市場(chǎng)上的太陽(yáng)能電池，多是晶體硅太陽(yáng)能電池，晶體硅電池目前的光電轉(zhuǎn)化率已經(jīng)基本到達(dá)“天花板”，而薄膜太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化率還有很大的提升空間，而且還具有污染小、不衰退、弱光性能好等特點(diǎn)，市場(chǎng)前景廣闊。

新技術(shù)由發(fā)展需求孕育，也是經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的新引擎。銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)，這種全清潔高效的現(xiàn)代能源技術(shù)能夠有效推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。凱盛光伏看準(zhǔn)時(shí)機(jī)、瞄準(zhǔn)需求，收購(gòu)在銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)方面居世界前列的法國(guó)阿旺西斯公司，站在巨人肩膀上，謀求更好發(fā)展。

凱盛的創(chuàng)新啟示，是開(kāi)放環(huán)境下的創(chuàng)新，絕不能關(guān)起門來(lái)搞，而是要聚四海之氣、借八方之力，深化國(guó)際科技交流合作，融入全球科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，深度參與全球科技治理，在更高起點(diǎn)上推進(jìn)自主創(chuàng)新。

用新技術(shù)占領(lǐng)創(chuàng)新制高點(diǎn)，還要有“技術(shù)預(yù)見(jiàn)”。從目前的市場(chǎng)占有份額來(lái)看，薄膜太陽(yáng)能電池只有10%左右，而“技術(shù)預(yù)見(jiàn)”就是要用未來(lái)之眼看現(xiàn)在，明確當(dāng)下的著力點(diǎn)。雖然眼下市場(chǎng)份額不高，但潛力巨大，不少太陽(yáng)能行業(yè)巨頭紛紛在薄膜太陽(yáng)能電池上發(fā)力，因此，需要分析好國(guó)內(nèi)外技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，進(jìn)一步盤活用好厚實(shí)的創(chuàng)新“家底”，向新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)、顛覆性技術(shù)等領(lǐng)域延伸。

創(chuàng)新是民族進(jìn)步之魂，科技是國(guó)家強(qiáng)盛之基。勇于攻堅(jiān)克難、追求卓越、贏得勝利，積極搶占科技競(jìng)爭(zhēng)和未來(lái)發(fā)展制高點(diǎn)。技術(shù)創(chuàng)新的浪潮奔涌向前，必將為推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展持續(xù)送上強(qiáng)勁動(dòng)力。