碲化鎘薄膜太陽電池技術(shù)或成為光伏行業(yè)新生力量

　　當(dāng)今世界，氣候變化不容忽視，而人類對(duì)生存環(huán)境的保護(hù)意識(shí)也日益加深。作為負(fù)責(zé)任的大國(guó)，中國(guó)更是確立了"能源消費(fèi)革命、供給革命、技術(shù)革命、體制革命"和加強(qiáng)國(guó)際合作的"四個(gè)革命、一個(gè)合作"能源發(fā)展國(guó)策。

　　早在上世紀(jì)50年代初，RCA實(shí)驗(yàn)室制備出第一塊轉(zhuǎn)換效率為2.1%的碲化鎘（CdTe）薄膜太陽能電池，證明了碲化鎘是一種可以用于發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)的材料。研究發(fā)現(xiàn)，碲化鎘及碲化鎘薄膜太陽電池技術(shù)具備以下特點(diǎn)：第一、碲化鎘具備與地面太陽能光譜匹配的禁帶寬度（——1.45ev）和高于硅材料100倍的吸收系數(shù)（>105cm）等材料特性，適合制備高效薄膜太陽電池;實(shí)驗(yàn)室小面積電池轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到22.1%（超過多晶硅電池），0.72㎡碲化鎘薄膜組件的效率也已達(dá)到18.6%。第二、碲化鎘與硅材料相比具有溫度系數(shù)低（-0.21%/K）和弱光效應(yīng)好等特性;經(jīng)過大量實(shí)踐證明，碲化鎘薄膜組件的發(fā)電能力高于多晶硅組件5-10%。第三、碲化鎘屬于簡(jiǎn)單的二元化合物系統(tǒng)，很容易生成單相材料。研究發(fā)現(xiàn)，CSS（近距離升華）和VTD（氣相輸運(yùn)沉積）這兩種技術(shù)，具備沉積速率高（3-10μm/min）、膜質(zhì)好、晶粒大、原材料利用率高（>85%）等優(yōu)點(diǎn)，特別適合大規(guī)模生產(chǎn)。第四、碲化鎘薄膜組件的生產(chǎn)成本極具競(jìng)爭(zhēng)力（美國(guó)第一太陽能的生產(chǎn)成本約為0.34美元/W）;同時(shí)，碲化鎘薄膜組件的生產(chǎn)成本降低潛力巨大：美國(guó)第一太陽能大面積組件產(chǎn)品S6（組件面積2.16㎡）實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn)后成本可降至0.25-0.28美元/W;第五、碲化鎘薄膜組件大規(guī)模的應(yīng)用已得到驗(yàn)證，全世界在建的和已完成的10個(gè)大型光伏電站，有6個(gè)采用的是用碲化鎘薄膜組件。第六、大量研究表明碲化鎘薄膜組件是環(huán)境友好的產(chǎn)品;碲化鎘不同于元素鎘，是穩(wěn)定的化合物，可以被安全使用;碲化鎘薄膜組件中碲化鎘用量很小，1MWCdTe組件僅需約150KG的碲化鎘;碲化鎘薄膜組件中碲化鎘會(huì)被密封在兩塊玻璃之間，常溫下不會(huì)有鎘的釋放;即使在高達(dá)1100℃高溫下，根據(jù)BNL的試驗(yàn)證明大于99.96%的碲化鎘都被熔化的兩塊玻璃所封住而沒有泄露;與其他幾種太陽電池以及各類化石能源相比較，碲化鎘太陽電池組件在全生命周期中的鎘釋放量是最低的。因此2012年，歐盟RoHS取消了對(duì)碲化鎘薄膜太陽能組件的限制。

　　由于歷史原因，中國(guó)光伏行業(yè)長(zhǎng)期以產(chǎn)業(yè)化技術(shù)相對(duì)成熟的晶硅太陽能電池為主;而在需要大量自主創(chuàng)新投入的薄膜太陽能電池技術(shù)，特別是碲化鎘薄膜太陽能電池技術(shù)上，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度相對(duì)緩慢。我們堅(jiān)信這個(gè)戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)在中國(guó)得到健康的發(fā)展。而"中國(guó)創(chuàng)造"就必須要具備四個(gè)要素：一、中國(guó)的產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)，二、中國(guó)的研發(fā)和管理團(tuán)隊(duì)，三、中國(guó)的生產(chǎn)設(shè)備和原材料，四、中國(guó)的生產(chǎn)基地，缺一不可。下一個(gè)目標(biāo)為進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)"差異化操作、跨界發(fā)展"這一理念：即充分利用碲化鎘薄膜太陽電池的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，依托"建筑為主、農(nóng)業(yè)為主"的發(fā)展方針，以高度定制化為抓手，深度挖掘碲化鎘薄膜太陽電池技術(shù)在包括建筑光伏一體化、農(nóng)業(yè)光伏一體等新型應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿Γ⑹袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，引入有實(shí)力、相信光伏行業(yè)發(fā)展前途的國(guó)有企業(yè)，共同建設(shè)"兩翼":組件生產(chǎn)基地和開發(fā)、運(yùn)行下游各類光伏發(fā)電應(yīng)用。最終，通過"一帶一路"將我們中國(guó)人自己的碲化鎘薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)輸往全球各地，為人類的綠色可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。