技术手段打破稀有性瓶颈 铟不会制约薄膜电池产业

技术手段打破稀有性瓶颈 铟不会制约薄膜电池产业

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【机械网】讯  随着近些年来太阳能应用细分技术路线——铜铟镓硒(CIGS)的逐步兴起,各界愈发关注其成长,以判断市场前景。  而尽管目前铜铟镓硒组件的生产成本高于单多晶组件,专业人士仍然有信心凭借其低衰减,以及由柔性化、弱光性导致的在BIPV(建筑光伏一体化),与汽车、快递车、低速电动车结合等方面的差异化竞争优势,逐步扩大铜铟镓硒的市场份额。  日前,中建材凯盛科技集团公司光伏事业技术总监、德国Avancis公司首席战略官(CSO)陈颉博士亦曾向《证券日报》记者表示:“通过规模化、技术提升效率、材料的利用等,铜铟镓硒的降本空间非常大,未来四年,预计铜铟镓硒光伏组件价格有望压缩至2.2元/瓦的目标。”  规模化支撑  转换率、良率双提升  目前,包括上述中建材在内,据《证券日报》记者了解,相继入局的市场主体,各自对铜铟镓硒组件均设定了较为清晰的降本目标及路径。  而相比此前,如今一些支撑铜铟镓硒降本的要素也正渐趋成熟。据《证券日报》记者独家了解,在国内,一家以溅射法生产铜铟镓硒组件(柔性组件及刚性组件)的企业,目前已将生产良率提升为94%,平均量产光电转换效率提升至17.5%。  这主要得益于近年来国内铜铟镓硒产能的规模化扩张,据不完全统计,除汉能以外,2015年以来国家能源集团(原神华集团)、中建材等大型国有企业及锦江集团等大型民营企业,先后为布局薄膜太阳能市场投入资金超过了470亿元。  在产能扩张以及技术提升的支撑下,上述以溅射法生产铜铟镓硒组件的企业,内部提出了提升光电转换效率至21.5%,提升生产良率至98%的目标,除此外,其相关技术人员向《证券日报》记者表示,随着CIGS研发技术提升,转换效率提高,生产良率提高,回收技术的充分利用,未来铜铟镓硒组件生产的铟用量也将大幅下降。  降低用铟量  是降本核心之一  除此以外,据《证券日报》记者了解,降低铟用量,也是目前市场个各主体计划降低铜铟镓硒组件生产成本的重要一环。  上述企业就向《证券日报》记者独家公开了其降低铜铟镓硒组件生产铟用量的方案:通过新型等离子喷涂靶材技术的开发、靶材喷涂中损耗及残靶上的铟回收、镀膜产生固废铟回收、芯片回收等手段,可以大幅降低对铟的市场需求。此外,在铜铟镓硒电池中适当增加镓的成分、减薄电池膜层等方式,也可以减少铟的用量。此外,经测算,铜铟镓硒芯片转换效率以及生产良率的持续稳步提升,也能够降低约15%左右的铟用量需求。  其技术人员向《证券日报》记者介绍,随着铜铟镓硒研发技术提升,转换效率提高,生产良率提高,回收技术的充分利用,1吉瓦的铜铟镓硒铟净用量将降低到10吨以下,而中期目标则为5吨/吉瓦-6吨/吉瓦。  此外,业界普遍认为,随着开采技术、钻探技术、提纯技术和回收利用技术的提高,可以使用的铟资源会越来越多,探明储量也会逐渐增多。由此,即使未来一些年铜铟镓硒产量爆发式增长,其也很难影响铟的供求关系。  现有产能不足  撼动铟市场供需  国家能源集团方面相关研发人员就曾向《证券日报》记者表示,现阶段看,铟尚不构成对铜铟镓硒应用的影响。究其原因,铜铟镓硒的应用规模不足以触动铟的供求关系。  “但中长期看,若铜铟镓硒组件得以在BIPV、汽车、飞机,甚至工商业分布式、大型地面电站等领域广泛应用,并且在回收铟的技术上没有突破的前提下,那么,囿于铟的储量、生产,大概率会影响铟的供求关系,从而影响铜铟镓硒的生产成本。”  公开资料显示,铟(Indium)于1863年由德国化学家赖希(H.Richter)在锌精矿中发现的,属稀散金属,且迄今未发现单一的或以铟为主要成分的天然铟矿床。在自然界中,铟矿物均以微量的形式分散伴生于其它矿物中,目前有工业回收粗铟价值的矿物主要为闪锌矿。  尽管中国铟储量占世界总储量的73%以上,是全球第一大铟储量国,但目前,由于未发现独立铟矿,工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟,回收率约为60%-70%。此外,根据USGS(美国地质勘探局)的统计,全球铟(粗铟)探明储量预估5万吨,其中目前可开采的占50%。  由此计算,在探明储量、可开采量不增长以及铟回收率不提升的基础上,目前能够得到可以使用的铟大约有1.5万吨-1.8万吨。  上述研发人员就此分析称,“1.8万吨可以使用的铟,如果全部生产铜铟镓硒电池,能生产1800吉瓦,即使只有十分之一的量用到生产铜铟镓硒也能生产180吉瓦,就目前的铜铟镓硒产能来说,铟资源还是十分丰富的。”的。”【打印】
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近年来,太阳能发电的移动应用日趋广受关注。在移动能源时代到来的今天,屋顶的太阳能热水器或是地面的太阳能电站都已成为过去,众多玩家开始入局薄膜太阳能。薄膜太阳能因轻薄柔、弱光性好、颜色可调、形状可塑的优势特性在BIPV、汽车、便携式穿戴用品结合等方面存在差异化的竞争力。以汉能为例,就基于先进的铜铟镓硒薄膜太阳能技术,开发了汉瓦、汉墙、汉伞、汉包、汉纸等一系列终端应用产品。

澳门新葡萄京 ,与此同时,2015年以来国家能源集团、中建材等大型国有企业及锦江集团等大型民营企业,先后为布局薄膜太阳能市场投入资金超过了470亿元。薄膜太阳能已被列入国家战略,国内铜铟镓硒的产能呈规模化扩张,推动国家能源供给侧改革,满足日渐增长的移动能源需求。与此同时,铜铟镓硒中的“铟”,因其储量和产能均不高的稀有性,会不会成为制约薄膜太阳能产业的掣肘,也引发了部分行业人士的担忧。

应用规模不足以触动供求关系

铟于1863年由德国化学家赖希(H.Richter)在锌精矿中发现的,属稀散金属,且迄今未发现单一的或以铟为主要成分的天然铟矿床。在自然界中,铟矿物均以微量的形式分散伴生于其它矿物中,目前有工业回收粗铟价值的矿物主要为闪锌矿。许多合金在掺入少量的铟之后,可以提高强度、延展性、抗磨损与抗腐蚀的性能等,从而使铟得到了“合金的维生素”这样的美名,也有人称之为“奇妙的铟效应”。

尽管中国铟储量占世界总储量的73%以上,是全球第一大铟储量国,但目前,由于未发现独立铟矿,工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟,回收率约为60%-70%。此外,根据USGS的统计,全球铟探明储量预估5万吨,其中目前可开采的占50%。由此计算,在探明储量、可开采量不增长以及铟回收率不提升的基础上,目前能够得到可以使用的铟大约有1.5万吨-1.8万吨。

但现阶段看,铟尚不构成对铜铟镓硒应用的影响。”国家能源集团方面相关研发人员表示:“倘若将全球1.8万吨可使用的铟,全部生产铜铟镓硒电池,能生产1800吉瓦,即使只有十分之一的量用到生产铜铟镓硒也能生产180吉瓦,就目前的铜铟镓硒产能而言,铟资源还是十分丰富的。

另外据了解,中国不仅是全球第一大铟储量国,还拥有株冶集团、中金岭南、锌业股份等多家全球领先的铟生产商,能够为持续增长的需求量提供强有力的供给。纵观金属铟近10年的价格走势,除了2014年炒作导致铟一度狂飙至5000元/千克,近几年基本都一直徘徊在成本价附近,大概在1400-1580元/千克之间。在偶发因素的刺激下,价格出现一定幅度的上涨是正常现象,但从综合存储量和产能等各方面看,铟价波动不会偏离正常价格区间太多。

积极探索降本方法降低铟用量

国家能源集团方面相关研发人员同时也表示,“但中长期看,若铜铟镓硒组件得以在BIPV、汽车、飞机,甚至工商业分布式、大型地面电站等领域广泛应用,并且在回收铟的技术上没有突破的前提下,那么,囿于铟的储量、生产,大概率会影响铟的供求关系,从而影响铜铟镓硒的生产成本。”

实际上,以汉能为代表的新能源企业在规模化扩张铜铟镓硒产能的同时,也都在积极探索降本方法。如开发新型等离子喷涂靶材技术、靶材喷涂中损耗及残靶上的铟回收、RC镀膜产生固废铟回收、芯片切割及Web边缘的铟回收等手段,都是目前较为可靠的方案,可以大幅降低对铟的市场需求。此外,在铜铟镓硒电池中适当增加镓的成分、减薄电池膜层等方式,也可以减少铟的用量。

经测算,靶材喷涂中损耗及残靶上的铟回收率为98%,RC镀膜产生固废及无效Web上的铟回收率为95%,铜铟镓硒芯片转换效率以及生产良率的持续稳步提升,也能够降低约15%左右的铟用量需求。随着铜铟镓硒研发技术提升,转换效率提高,生产良率提高,回收技术的充分利用,1吉瓦的铜铟镓硒铟净用量将降低到10吨以下,而中期目标则为5吨/吉瓦-6吨/吉瓦。

据了解,汉能以溅射法生产铜铟镓硒组件的技术路线,薄膜太阳能电池转换效率达19%,量产冠军组件达到18%,为铜铟镓硒柔性溅射法的世界纪录。制备此薄膜太阳能电池的过程中采用的一项名为《一种制备合金金属粉末的雾化装置》的专利技术近日获颁“中国好专利”奖项,此《薄膜太阳能电池大规模生产的制造装置与方法》获“中国专利优秀奖”。

随着开采技术、钻探技术、提纯技术、回收利用技术以及铜铟镓硒电池的制备技术不断提高,铟的供需已经进入到相对稳定时期。铜铟镓硒薄膜产业将进入更低成本的高速发展期,万亿级薄膜太阳能市场将全面开启。稀有金属“铟”也将物尽其用,在稳步发展中迎来更广阔的施展空间。

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