薄膜技术在国际上的成功应用

    在任何产业的发展进程中，都避免不了一个技术多样性的进程。在市场未下*后定论之前，多种技术路线并存将是一个相当长期的过程。光伏产业的发展也必然遵循这样的自然规律。

    目前，传统能源的日益短缺，让人类不得不探寻更广泛的新能源领域。蕴藏巨大能量的“太阳能”首当其冲的成为人类探索的目标。随着人们利用太阳能的热 情空前高涨，光伏产业也进入了高速膨胀期。其中，多种光伏技术并存也成为人类探索太阳能的一个佐证。

    当前光伏主流技术主要分为晶体硅电池技术与非晶硅薄膜技术。其中晶体硅以其光电高转化率的优势占据了市场的主流，目前约占市场份额的80%以上，远 远领先转化率低的薄膜技术。但是，随着薄膜光电转换技术的提升，其资源易得、成本低的优势再次引起关注。薄膜技术也凭借晶硅技术难以取代的优势欲奋力一 搏。

    为增加对薄膜的了解，消除对薄膜的认识误区，从本期开始，本报与普乐新能源（蚌埠）有限公司共同开设“薄膜在线”栏目，回顾与展望这一技术的发展进程。

    通常在评价怎样选择一个光伏组件技术时，光电转换效率与耐久性是其两项关键指标。相对于单晶硅和多晶硅组件，人们通常认为薄膜组件，尤其是非晶硅组 件的工作性能衰减的很厉害。“稳定性问题”，这一在早期的薄膜电池生产质量控制中的问题，影响着人们去接受非晶硅组件技术。但是一些成功的实施案例却很好 的说明了薄膜有其更为**的表现。

    这可以从已经运行26年的加州首府萨克拉门多市城市公用事业区实践经验得以证明。自1984年以来，加州首府萨克拉门多市城市公用事业区已经在大约 1000个光伏系统中安装了超过10MW的光伏组件。这些应用从小的住宅屋顶系统到世界上*大的一座光伏电站——3.5MW的RanchoSeco光伏系 统。加州首府萨克拉门多市城市公用事业区太阳能计划已经安装了超过2MW的非晶硅薄膜光伏系统，这些系统自1994年开始安装，规模从1KW到700KW 不等。这些组件应用如下：住宅和商用建筑物的屋顶、停车场顶棚、新的商业建筑光伏建筑一体化（BIPV）、大型地面光伏电站。

    加州以上项目大量的**手经验表明，薄膜组件已表现出良好的耐久性、长期可靠性和令人满意的长期工作性能。相对早已成熟的晶体硅光伏组件，薄膜光伏 组件具有许多优势。薄膜光伏组件的半导体材料用量少于晶体硅组件的1%，薄膜光伏技术更适合于大规模生产，制造同样规模的薄膜光伏组件耗能更少。这些优势 使得薄膜电池的制造成本明显低于晶体硅光伏产品。尽管非晶硅组件的光电转换效率较低，会增加系统与面积相关的成本，但其明显的价格优势能够显著地节约系统 成本。在与面积相关的成本影响不高的地区，非晶硅组件能在非常广泛的应用领域提供明显节约成本的光伏方案。

    在加州以上项目实施过程中，非晶硅光伏系统已经表现出极好的系统性能。对于已经安装了至少18个月并至少有12个月（不包含*初的6个月）的产能输 出数据的36座住宅型PVPioneerII非晶硅光伏系统，其平均利用率为18%，其中，利用率的定义为：系统的实际输出与系统在一年8760个小时 （即365天×24小时/天）内额定输出的比例。这一参数比设计值稍微高一些，并且与类试的晶体硅系统基本相当。

    从加州以上项目大量野外实验显示，在工作3个月后，非晶硅组件的工作状态已接近其稳定值；6个月后，其功率一般非常接近其稳定值，误差远小于 10%；1年的时间已足够使其稳定，每年平均衰减率小于1%。即能够保证组件可以在20-25年后衰减小于20%，可见其性能是经得起时间的考验的。

    自1994年实施光伏计划以来，加州首府萨克拉门多市城市公用事业区在非晶硅组件方面的大量实践证明，非晶硅组件的工作性能能够与单晶硅和多晶硅媲美。调研结果表明，单晶硅和多晶硅的长期衰减速率与非晶硅的长期衰减速率基本相当。

    另外，薄膜也具有很好的耐久性和可靠性，光伏组件需要在无人看管、极少量的维护和恶劣的室外环境下可靠地工作30年以上，这一结论正在被加州项目印证。