在太陽能發(fā)展炙手可熱的今天， 也許你對(duì)光熱領(lǐng)域中的太陽能集熱管不陌生，對(duì)光伏行業(yè)中太陽能電池片也很熟悉，但你可能并不了解二者結(jié)合起來的產(chǎn)品——太陽能集電管。 

　　2011年5月5日，依托北京大學(xué)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的支持，由河南燕垣光伏科技有限公司研發(fā)的中國(guó)第一支銅銦鎵硒（CIGS）太陽能集電管在上海正式發(fā)布， 成為第六屆亞洲太陽能光伏展會(huì)上最吸引眼球的項(xiàng)目。這一具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)太陽能電池新產(chǎn)品的展出，標(biāo)志著太陽能集電管在國(guó)內(nèi)啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化的征程，是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一個(gè)新的亮點(diǎn)。

　　破解光伏成本之憂

　　近年來，以太陽能、風(fēng)能等為代表的可再生能源產(chǎn)業(yè)風(fēng)生水起，科技創(chuàng)新不斷地推動(dòng)太陽能光熱光伏應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，但成本高昂依然是太陽能普及應(yīng)用的最大瓶頸。

　　當(dāng)前晶體硅太陽能電池仍然占據(jù)世界光伏產(chǎn)業(yè)的主流地位，其次是占據(jù)市場(chǎng)10%左右的薄膜太陽能電池。在生產(chǎn)中，多晶硅生產(chǎn)工藝的屬性決定了其產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)環(huán)節(jié)、尤其多晶硅提純中會(huì)存在高能耗問題。一些技術(shù)水平不高的企業(yè)甚至存在高污染問題。在應(yīng)用中，晶體硅太陽能電池由于其溫度效應(yīng)和光譜響應(yīng)范圍窄的影響，使本來較高的光電轉(zhuǎn)換效率大打折扣，發(fā)電條件苛刻。而薄膜太陽能電池卻因始終擺脫不了轉(zhuǎn)換效率低，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)備昂貴，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的詬病。可以說，一段時(shí)間內(nèi)，發(fā)電成本高企仍是兩大類太陽能電池的共性短板，降低生產(chǎn)成本也將繼續(xù)是未來太陽能光伏領(lǐng)域發(fā)展的主基調(diào)。

　　據(jù)了解，目前在薄膜太陽能電池家族中主流包括了硅基非晶硅（a-Si）、碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）三大類薄膜太陽電池，其中，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池被國(guó)際上稱為“下一代非常有前途的新型薄膜太陽能電池”。 

　　銅銦鎵硒電池作為薄膜電池的一種，與晶硅電池相比，具有材料與能源消耗小，弱光性能好，對(duì)環(huán)境無污染，成本回收等特點(diǎn)；與其他薄膜電池相比，其轉(zhuǎn)換率是其他薄膜電池望塵莫及的；并且其所用原料在中國(guó)儲(chǔ)量非常豐富，在原料獲取上相對(duì)容易。

　　中科院院士、北京大學(xué)物理學(xué)院教授甘子釗給予了該項(xiàng)技術(shù)高度評(píng)價(jià)。他在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示：“這是銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽能電池應(yīng)用的一種嶄新形式，它為CIGS規(guī)模化生產(chǎn)探索出一條新的路徑。”

　　項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)明顯

　　在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，河南燕垣光伏布展的一個(gè)展臺(tái)前始終人頭攢動(dòng)，一些光伏研究領(lǐng)域知名專家與知名光伏企業(yè)董事長(zhǎng)陸續(xù)前來考察。

　　記者發(fā)現(xiàn)該展柜上展示著從最初的普通玻璃管、經(jīng)過各種流程生產(chǎn)出的銅銦鎵硒薄膜太陽能集電管的每一
個(gè)詳細(xì)步驟。有技術(shù)人員介紹稱，該太陽能集電管外形類似太陽能熱水器所采用的集熱管排列，其襯底可采用普通玻璃管或者使用有機(jī)物等柔性材料，鉬金屬作為背電極，銅銦鎵硒作為主吸收層吸收光能，表面低阻層電極主要作用為透光、導(dǎo)電、減反射。

　　“這種獨(dú)特的管式太陽能集電管設(shè)計(jì)，解決了銅銦鎵硒規(guī)模化生產(chǎn)良品率偏低的世界性難題。”河南燕垣光伏總經(jīng)理王暉介紹說，“目前，大面積生產(chǎn)銅銦鎵硒薄膜太陽電池成品率不足5%。在較大的銅銦鎵硒薄膜太陽電池組件上，如果出現(xiàn)一絲瑕疵，這個(gè)組件就可能完全報(bào)廢。而太陽能集電管就是將大面積的銅銦鎵硒做
成一個(gè)接一個(gè)的太陽能集電管，按照其獨(dú)立管式結(jié)構(gòu)排列，不僅提高了發(fā)電效率，良品率也可以達(dá)到90%以上。” 

　　在采訪中記者了解到，此次與燕垣光伏聯(lián)手的研發(fā)團(tuán)隊(duì)是太陽能界赫赫有名的北京大學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)曾在1996年與澳大利亞悉尼大學(xué)合作，研制出國(guó)內(nèi)第一支中高溫太陽能集熱管，目前太陽能集熱管作為太陽能熱水器的主要部件已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，得到大規(guī)模的應(yīng)用。

　　該項(xiàng)目總工程師陸真冀教授在接受采訪時(shí)說：“經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)一年的中試實(shí)驗(yàn)，成功研發(fā)出新型CIGS管式太陽電池，太陽能集電管初步設(shè)計(jì)規(guī)格為：集電管長(zhǎng)1200mm，內(nèi)管直徑30mm，外管直徑35mm，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到9%。” 
陸教授還介紹說，產(chǎn)品在降低電池表面溫度保持轉(zhuǎn)換效率不衰減的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)。值得一提的是，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)出了太陽能集電管產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備，及完全國(guó)產(chǎn)化的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)生產(chǎn)線，大幅度降低了造價(jià)及后期維護(hù)費(fèi)用，解決了薄膜太陽電池生產(chǎn)一次性投資過大的問題。

　　發(fā)展前景廣闊

　　太陽能集電管采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)明工藝與量身定做的國(guó)產(chǎn)化裝備，探索出一條擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的銅銦鎵硒薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)化之路。

　　王暉說：“目前，世界上僅有兩家生產(chǎn)太陽能集電管的企業(yè)，美國(guó)有一家，我們是第二家，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)的首家。太陽能集電管一經(jīng)亮相，就受到幾大的風(fēng)投機(jī)構(gòu)的關(guān)注。國(guó)內(nèi)很多投資機(jī)構(gòu)非常看好這個(gè)新生的技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)有幾家風(fēng)投有合作意向。”

　　據(jù)技術(shù)人員介紹，該產(chǎn)品未來在應(yīng)用領(lǐng)域前景非常廣闊。其具有柔和、均勻的黑色外觀，是對(duì)外觀有較高要求建筑一體化（BIPV）應(yīng)用的理想選擇，不僅可以應(yīng)用在大型建筑物的玻璃幕墻上，也可應(yīng)用于大型發(fā)電系統(tǒng)和小型戶用系統(tǒng)，以及路燈、草坪燈、公路鐵路交通、通訊設(shè)施及光伏建筑等民用領(lǐng)域，航空航天，軍事領(lǐng)域。

　　據(jù)記者了解，自2009年9月，北京大學(xué)與河南東起機(jī)械有限公司正式牽手之時(shí)，就開始合作研發(fā)銅銦鎵硒薄膜太陽能集電管項(xiàng)目。該項(xiàng)目計(jì)劃通過三年時(shí)間努力，投資7.8億元，完成項(xiàng)目的一期工程建設(shè)，建成年產(chǎn)60MW銅銦鎵硒薄膜太陽能集電裝置生產(chǎn)基地。

　　王暉說：“60MW銅銦鎵硒薄膜太陽能集電管項(xiàng)目已被列入2010年河南省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目、新鄉(xiāng)市科技重大項(xiàng)目、河南省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。目前，公司計(jì)劃建設(shè)一期年產(chǎn)60MW銅銦鎵硒薄膜太陽能集電管，二期實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)500MW銅銦鎵硒薄膜太陽能集電管生產(chǎn)規(guī)模目標(biāo)。”