?碳中和大背景下,光伏已經(jīng)成為發(fā)展最迅猛的熱門產(chǎn)業(yè)之一。在能源產(chǎn)業(yè)變革中,光伏將成為未來最大的綠電來源。
據(jù)預(yù)測,到2030年,全球可再生能源的占比將超過50%。屆時,光伏發(fā)電和風電將成為全球可再生能源的主力軍。根據(jù)國際能源署發(fā)布的《2021年可再生能源發(fā)展報告》,其中,太陽能光伏占所有可再生能源增長量的一半以上。
根據(jù)報告數(shù)據(jù)顯示,2022年至2027年間,全球可再生能源裝機容量將增長2400GW,其中光伏將占所有新可再生能源增長的60%,增加近1500GW。到2025年初,光伏發(fā)電將超過煤炭,成為世界領(lǐng)先的電力來源。將以同步發(fā)電機為主體的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)改造為新能源占比高、電力電子設(shè)備占比高的“雙高”新型電力系統(tǒng)。然而,新能源的穩(wěn)定并網(wǎng)和消納已成為制約新型電力系統(tǒng)發(fā)展的主要瓶頸。
隨著穩(wěn)增長穩(wěn)就業(yè)穩(wěn)物價各項政策措施落地顯效,工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)步恢復(fù),制造業(yè)增速加快,裝備制造業(yè)支撐明顯。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,從產(chǎn)品來看,太陽能電池(光伏電池)產(chǎn)量同比增長53.2%。
根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),今年9月份,我國太陽能電池(光伏電池)產(chǎn)量實現(xiàn)51.4GW,而去年9月份僅為29.8GW,同比大增65.4%!
今年前三季度,我國國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)量累計實現(xiàn)384.3GW,去年同期則累計為228.2GW,今年同比去年大增63.2%!
另外,值得關(guān)注的是,去年全年我國太陽能電池的產(chǎn)量為343.6GW。今年前三季度,我國光伏制造業(yè)的產(chǎn)量已超出去年全年產(chǎn)量11.8%。
僅從以上數(shù)據(jù)看,我國光伏制造業(yè),可以說是“形勢一片大好”。
鈣鈦礦挑起薄膜電池大梁
薄膜電池是晶硅電池之外,光伏電池技術(shù)的另一個重要分支,具有很高的轉(zhuǎn)換效率潛力。薄膜電池是指在玻璃或柔性基底上沉積若干層,構(gòu)成 PN 結(jié)或 PIN 結(jié)的半導(dǎo)體光伏器件。其核心是吸收層材料,目前主要包括硅基薄膜、銅銦鎵硒(CIGS)、 碲化鎘(CdTe)、砷化鎵(GaAs)、鈣鐵礦電池及有機薄膜電池等,以及各類薄膜-薄膜、薄膜-晶硅疊層電池。
薄膜太陽電池雖然受晶硅電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的擠壓而被推向邊緣化,但在光伏建筑一體化(BIPV)、可穿戴設(shè)備、移動能源領(lǐng)域具備特定優(yōu)勢,同時生產(chǎn)過程低碳足跡,因此薄膜電池未來仍有較好的發(fā)展應(yīng)用前景。
(1)硅基薄膜電池:產(chǎn)品性能和生產(chǎn)成本上相較晶硅電池無明顯優(yōu)勢,并且技術(shù)提升空間有限,企業(yè)相繼停產(chǎn)、減產(chǎn),逐步退出主流市場。
(2)CIGS、CdTe電池:理論效率均超過33%,目前實驗室最高轉(zhuǎn)換效率分別達 到 23.35%、22.1%,量產(chǎn)組件平均轉(zhuǎn)換效率也均達到或超過16%、18%。目前銅銦鎵硒(CIGS)電池最高可以達到23.35%的轉(zhuǎn)換效率,然而其是在超高真空(10-9 Torr)和約 350℃的高溫下制造。
(3)GaAs電池:具有高效率、耐高溫、抗輻射、弱光性能好、輕質(zhì)柔性等特點, 但制造成本高,主要應(yīng)用于空間飛行器等特殊用途,在 MW 級量產(chǎn)化方面還需要時 間發(fā)展。
(4)有機薄膜電池:制備工藝相對簡單,受轉(zhuǎn)換效率較低的影響,近些年發(fā)展緩 慢,效率提升有限。
(5)鈣鈦礦電池:具備高轉(zhuǎn)換效率,單結(jié)理論效率可達33%,組件量產(chǎn)效率在 2023 年底有望達 18%。還兼具原材料豐富、低成本、技術(shù)工藝相對簡單、制造過程 低碳環(huán)保、環(huán)節(jié)少、設(shè)備投資額低等優(yōu)勢,可應(yīng)用于工商業(yè)屋頂、BIPV、大型地面電站、航天、戶外應(yīng)用、智慧交通等領(lǐng)域。
光伏電池的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。近年來,光伏電池技術(shù)的突飛猛進不僅推動了新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也成為人們建立綠色、低碳的生態(tài)文明的重要工具。
在未來三、四十年,光伏電池作為一種智能化、低碳化是兩個“確定性”的趨勢。而光伏產(chǎn)業(yè)將不斷跨越技術(shù)壁壘優(yōu)化制造和應(yīng)用成本,提高能源效率和穩(wěn)定性,未來發(fā)展趨勢,正是智能化、低碳化在光伏產(chǎn)業(yè)的落地。
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