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關於碲化鎘薄膜電池(chí)的六個常見問題解答


一(yī)問:碲化鎘電池(chí)轉化效率比晶矽電池轉(zhuǎn)化效(xiào)率(lǜ)低,是不是就等同於碲化鎘組件沒有晶(jīng)矽組件的發電能力好?


答:否。


1、太陽(yáng)電池具有很強(qiáng)的材料屬性,其中包括(kuò)吸(xī)收層材料(liào)的晶體結構;正如(rú)多晶(jīng)矽電池效率永遠低(dī)於單瞐(mò)矽電池一樣,用多晶碲化鎘薄(báo)膜太陽電池的效率與單晶矽電池相比是不科學的(de)。亊實上,多晶碲化鎘薄膜(mó)太陽電池的效率,無論(lùn)是實驗室電池或組件效率均已經與多瞐矽電池相近;而且還存在較大空間去進一步提升它的效率。


2、光伏電站投資成本按(àn)裝機(jī)容量(liàng)計算,光伏組件銷售價格按功率瓦數銷售;在現(xiàn)階段碲化(huà)鎘組件產(chǎn)業鏈的規模及生產原料需求量均遠遠小(xiǎo)於(yú)晶矽組件情況下,碲(dì)化鎘組件的生產成本已經與晶矽組件持平(píng),隨著碲化鎘薄膜電池產業規模化和生產技術不斷提升,碲化鎘組件未來的降(jiàng)本空間遠大於晶矽組件。


3、唯轉換效率影響發電能力的觀點(diǎn)是否正確?當前光伏組件的光伏性(xìng)能測試是在標準測試條件(STC)下進行:AM=1.5;1000W/㎡;25ºC。太陽電池轉化效率隻能直接影響單位(wèi)麵積裝機容量,但並不決定發(fā)電量;因為這僅僅是在標準測試環境(jìng)下的情況。光伏項目(mù)實際安裝環境中,很多因素會影響發電,如溫度(dù)、輻照強度、陰(yīn)影遮擋(dǎng)、安裝角度、朝向、組件積(jī)灰、天氣情況等。不(bú)同光(guāng)伏組(zǔ)件技術使用的半導體材料不同,導致對光的吸(xī)收係數和溫度係數都不同。在實際應用場(chǎng)景中,由於碲化鎘(gé)組件的吸收係數高、溫度係數小以及熱斑效應小等特點,它的實際發(fā)電能力(lì)反而更顯優勢。實(shí)際上已有很多按裝功率相同的晶矽(guī)和碲化鎘光伏對比電站都已(yǐ)證(zhèng)明了碲化鎘組件的發電優勢。


4、各種(zhǒng)光伏電池技術(shù)轉化效率都在提升。晶矽PERC轉化效率已經快到極(jí)限(24.5%),晶矽廠商(shāng)重點向N型TOPCon、HJT布局;碲化鎘電池(chí)理論極限轉化效率32%-33%,小蝌蚪视频污下载碲化鎘電池轉化效(xiào)率每年(nián)穩(wěn)步提升(shēng),已經接近21%,未來還有(yǒu)非常大的提升空間。





二問:碲化鎘中的鎘有毒,大規模應用會對人體和環境造成傷害?


答(dá):不會的。


碲化鎘薄膜太陽能電池含有重金屬元素鎘,使很多人擔心碲(dì)化鎘(gé)太(tài)陽(yáng)能電池(chí)的生產和使用(yòng)會對人體和環境產生危害。


美國布魯克文國家實驗室有關研究表明:石油的鎘排放量是最高(gāo)的,達到44.3g/GWh,煤次之,為3.7g/GWh。而(ér)各種太陽能電池的排放量均小於1g/GWh,其中又(yòu)以碲化鎘的鎘排放量最低,為0.3g/GWh,與天然氣相同;矽太陽(yáng)能電池的鎘排放量大約是碲化鎘太陽能電池的兩倍。


他(tā)們(men)還研究了矽太陽能電池和碲化鎘太陽能電(diàn)池生產與使用中其他重金(jīn)屬的排放。研究結果表(biǎo)明,碲化鎘太陽能(néng)電池的砷、鉻、鉛、汞、鎳(niè)等其他重金屬的排(pái)放量也(yě)比矽太陽能(néng)電池的低。該研究(jiū)報告結論是基於對美國First Solar公司碲化鎘薄膜太陽能電(diàn)池生(shēng)產(chǎn)線、碲化鎘太陽能電池組件使用現(xiàn)場的係統考察,和(hé)對其(qí)他太陽能電池、能源的實際生產企業的工藝、相關產品的使用(yòng)環境研(yán)究分析得出。研究結(jié)果的科學性、公(gōng)正性得到國內外的認可。


另外美國First Solar和國內小蝌蚪视频污下载能源,自公司成立以來,每年都對公司員工進行血液、尿液檢測,結果表明鎘指標遠低於(yú)安全閾值。





三問:碲是稀有元素,全球探明儲量(liàng)隻有14萬噸,未來會限製(zhì)碲化鎘光伏產業發展?


答:不會的。


1、碲的稀缺程度不僅要看供應量,還要看需求量


碲是銅礦的(de)副(fù)產(chǎn)品(pǐn),也就(jiù)是來自銅(tóng)礦的(de)礦渣,以及以冶煉廠的(de)陽極泥等廢料的形式(shì)存在。現在隨著碲化鎘薄膜太(tài)陽電池產業(yè)的不斷發展和(hé)產能的不斷提升,這些曾經的礦渣廢料得到了最環保、綠色的循環利用。碲除了在紅外線雷達中(zhōng)有極少量使用,基本沒有太多別(bié)的用途,它現在主要用於碲化鎘薄膜太陽電池組件生(shēng)產(chǎn)使用。


2、生產碲化鎘薄膜太陽能電池使用的碲量非常少


按現(xiàn)有碲化鎘薄膜電池工藝水平,生產1GW碲化鎘薄膜光伏(fú)組件僅需40噸碲,14萬噸碲可以生產約(yuē)3500GW碲化鎘薄膜光伏(fú)組件,按全球每年(nián)生產(chǎn)50GW碲化鎘薄膜光伏組件(jiàn)計算,可以(yǐ)滿足70年的碲耗量。


3、碲(dì)化鎘(gé)薄膜光伏組件回收技術已經實現碲回收(shōu)率達90%


First Solar、小蝌蚪视频污下载能源會與客戶在銷售合(hé)同(tóng)中簽訂組件(jiàn)回收至原廠的專門條款。小蝌蚪视频污下载(yàn)已經成功研發廢舊組件的回收和再利(lì)用的專利技術,廢舊組件(jiàn)主要包括在生產過程中出現的(de)廢品組件、客戶在使用中產生的破損組件以及壽命終止需回收的報廢組件。


碲化鎘薄膜光伏組件在戶外工作25年後,因為組件(jiàn)釆用雙玻(bō)封裝技術,碲量不會(huì)減少;且廢舊組件回收(shōu)後碲的回收率可以達到90%。這樣(yàng)既解決了環保問題(tí),也解決了廢(fèi)舊(jiù)組件回收問題。





四問:碲化鎘薄膜光伏組件比晶矽組件價格高?


答:碲化鎘薄膜光伏組件價格比晶矽組件目前持平,未來有明顯(xiǎn)優勢。


1、地麵電站、分布式工商業光伏電站、戶用光伏電站等常規光伏電站釆用的標準碲化鎘(gé)光伏組件的生產成本已經與晶矽(guī)組件(jiàn)生產成本持平。


目前碲化鎘組件的產業鏈規模及生產原料耗量遠(yuǎn)小於晶矽組件,隨著碲化鎘電池產業規(guī)模化和生產技術不(bú)斷提升,碲化鎘光伏組件的降本空間遠大於晶矽組件,未來極有可能出現碲化鎘光伏組件價格(gé)低於晶矽組件的情況。


2、建築光伏一體化(BIPV)項(xiàng)目


開發和采用光伏發電建材是助力實現發電建築的重要(yào)途徑。用(yòng)於BIPV項目中的(de)碲(dì)化(huà)鎘(gé)光伏發電(diàn)建材產品與常規電站中的光伏組件是完全不同的(de)兩類產品:碲化鎘光伏(fú)發電建材最重要(yào)的功(gōng)能實(shí)現建(jiàn)材功能,可以替代傳統建材,同時要兼(jiān)顧發電功能。所以產品首先(xiān)要滿足建築的安全可靠、透光度、保溫(wēn)隔熱、美觀、防結露、尺寸變化等要求,同時要兼顧考慮發電、節能功能。


常(cháng)規光伏組件的價格與碲化鎘光電建材的價格是不能簡單等(děng)同對比,兩者本身就是應用於不同場景的產品;同樣理由,晶矽組件製作成光電建材產品,成本也(yě)會(huì)大幅(fú)增加(jiā),甚至高於碲化鎘光電建材產品。





五問:碲化鎘薄膜太陽能(néng)電池在火災中(zhōng)會產生健康危害嗎?


答:不會的。


碲化鎘的熔點是1041℃,在大氣壓下從1050℃開始蒸發,而火焰的溫度為800℃-1000℃,不足以使碲化鎘蒸發。碲化鎘確實會在500℃以(yǐ)上升(shēng)華,但這一(yī)現象隻在2.5torr(0.003atm)的氣壓下發生。而硫(liú)化鎘(gé)的熔點高達(dá)1750℃,要使其在800℃升華得將氣壓調到0.1torr。


美國布魯克海文(wén)國家(jiā)實(shí)驗室和德(dé)國的GSF學院針對碲化鎘薄(báo)膜太陽能電池組(zǔ)件使用過程中,遇到火災等意外事故造成組件損毀時(shí)鎘的汙染進行(háng)了研究。他們將雙玻璃封裝的碲化鎘薄膜(mó)太陽能電(diàn)池組件在模擬建築物發生火災的情況下進行試驗,實驗溫度高達1100℃。結果表明,高溫下玻璃變軟以至於熔化,化合物半(bàn)導體薄膜(mó)被包封在軟化(huà)了的玻璃中,鎘流失量(liàng)不到電池所含鎘總量的0.04%。考慮到發(fā)生火災的幾率,得出使用過程中,鎘的排放量(liàng)不到0.06mg/GWh。



六問:碲化鎘光伏組(zǔ)件產(chǎn)線設備的投資成本(běn)高?


答:否。


晶矽產業鏈(liàn)從上遊的(de)多晶矽料,到中遊的(de)矽片和電池片,再(zài)到下遊的光伏組件,每個環節都需要非常多的生產設備、配備設施以及資金投入。與晶矽產業鏈相比,碲(dì)化鎘的產業鏈則(zé)要短很多(duō)。僅300米長的碲化(huà)鎘(gé)光伏(fú)組件全自動生(shēng)產線,就可能實現從原材料光伏(fú)玻璃的磨邊清洗,到化合物半導體薄(báo)膜的製(zhì)備,再到最後光伏(fú)組件成(chéng)品封裝測試的完整(zhěng)生產流程。


另(lìng)外隨著碲(dì)化鎘組(zǔ)件產業規模的增加、生(shēng)產(chǎn)技術的不(bú)斷提升以及生產設備的標準化生產,碲(dì)化鎘光(guāng)伏組件的產線(xiàn)設備還有很大的降本(běn)空間。


所以,無論是從產線設備(bèi)資金(jīn)投(tóu)入角度,還是從光伏組(zǔ)件生產(chǎn)能耗角度看,碲化鎘的產業鏈都更具優勢。


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