美国First Solar公司碲化镉薄膜太阳电池

2010-07-01 01:18
电源技术 2010年3期
关键词:太阳电池生产线薄膜

First Solar是全球最重要的碲化镉(CdTe)薄膜光伏组件制造商,它几乎可与整个产业划上等号,其以低生产成本与高转换效率,快速席卷薄膜太阳能市场,并且直接威胁结晶硅太阳电池的领导地位。与传统的晶硅技术相比,使用CdTe专利技术的太阳电池发电量更大,并拥有更低廉的生产成本。因为与其他薄膜技术(硅薄膜、CIGS)相比,CdTe薄膜技术制造工艺简单,设备成本占总成本的比例小,所以拥有更低的生产成本。

First Solar公司是世界领先的太阳能光伏组件制造商之一。1999年,First Solar在俄亥俄州匹兹堡市建设自己的第一条试生产线。到2002年,First Solar商用太阳电池组件的年产量已达1.5 MW。在市场的巨大需求下,First Solar将其试生产线扩建为更自动化的生产线,2005年的产能已达25 MW,至2009年公司产能已超过1 GW。从玻璃到最终产品——太阳电池组件的生产时间少于2.5小时。公司通过独有的系统化复制过程Copy Smart快速高效地增设新生产线,并能在最短时间内达到最高产能。有了Copy Smart,First Solar 在 全球 各 地建设制造厂时便能以匹兹堡顶尖水平的工厂作为模板快速建立新生产线。

First Solar目前有三处生产基地,第一处为美国俄亥俄州匹兹堡市,于2005年开始生产;第二处为德国法兰克福,于2007年开始生产,德国厂成立时吸取美国厂建立时的经验,快速缩短生产线建造、产品试产至量产的时间;第三处生产基地位于马来西亚Kulim,由于具有之前美国厂与德国厂的经验,使得生产线设好后,产能即可达到最大值,这也使得First Solar可以大规模量产压低单位成本。

First Solar近几年组件成本逐步下降,2005年每瓦 1.59美元,至2008年第四季已经下降至每瓦0.98美元,已经低于每瓦一美元的重要关卡,相对于目前晶硅太阳电池组件每瓦成本仍高于二美元、硅薄膜太阳电池组件每瓦成本高于1.5美元,因此First Solar太阳电池组件在产品单位价格上具有相当的竞争力。2009年6月,First Solar宣布:到 2014年,公司会将每瓦的制造成本降至52~63美分。First Solar似乎已达成许多太阳能公司梦寐以求的目标:与发电成本一致,意即达到太阳能发电成本与传统电力成本相同。

First Solar最近几年生产线扩充的情况

CdTe光伏技术的独特优势

● 卓越的光吸收能力提高了能量产出,在多云或早晚等散射光环境中的性能优于传统硅组件;

● 在太阳直射的高温环境下,性能优于传统硅组件;

● 更适合组件生产——高产量、低成本;

● 将镉有效固锁于稳定化合物中,一次可保持数十年;

● 更短的能量成本回收时间——现有光伏技术中最快的;

● 从光伏技术的整个生命周期来说,是现有技术中碳足迹最小的。

FirstSolar的产品回收与利用

CdTe组件使用锌精炼过程中产生的废镉作为原料,将镉有效地固锁于稳定的CdTe中,并用它生产经济实惠的清洁能源,每个组件的使用寿命在25年以上。因为CdTe太阳能技术中存在镉,而镉元素又具有毒性,所以其一直是CdTe太阳能技术潜在的非技术性障碍。然而,First Solar已率先实施了预付费的光伏组件回收和循环利用计划。任何购买First Solar太阳电池组件的客户可以在组件使用寿命结束时提出回收要求,First Solar将负担回收和循环利用这些产品的成本。根据First Solar提供的数据,95%的半导体材料可以通过封闭的再利用流程进行回收,并最终用于生产新的光伏组件,90%的玻璃可用于制造其他产品。该计划的费用包含在最初光伏组件的售价中,并被划到一个由独立机构监控的专用投资账户。这样一来,回收组件的处理就独立于First Solar公司,并得到长期保障。First Solar公司在发起的回收计划的同时,也联合大部分欧洲制造商作为PV循环利用职业协会的成员共同承诺建立回收和再利用系统,即无论何种品牌的组件,在使用寿命到期后均进行回收利用。通过这些措施,公司在产品的生命周期中将承担更大的责任,竭尽全力防止光伏组件与其他家庭垃圾混合,以保证其回收利用。

First Solar产品回收机制

First Solar在CdTe太阳电池方面的成功经验,也成为后进业者竞相投入的最佳模范。追随First Solar成功的步伐,以美国为主的新创太阳能公司,近年也积极投入CdTe太阳能发展,部分公司已建立初期产能,也声称可达First Solar的水准。

此外设备商也看准机会,准备推出 CdTe的量产技术设备;DIGITIMESResearch预期在不久的将来,CdTe太阳能领域必定会更加热闹多元。

CdTe太阳电池生产厂家的产能与公司概况

FS系列2光伏组件

FS系列2光伏组件是第一个成本突破每瓦时1美元关卡的光伏组件,它是最先进的薄膜太阳电池组件技术的代表。FS系列2光伏组件通过了IEC 61646和IEC 61730认证,满足2级安全标准要求。

FS系列2光伏组件机械性能

FS系列2光伏组件主要技术指标

FS系列2光伏组件各种型号的主要技术指标

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