制备可卷曲的CIGS薄膜电池,「旭科新能源」未来瞄准户外用品和工业无人机市场

希大 · 2018-07-08
CIGS电池具有复杂的多层结构和敏感的元素配比,工艺制备条件极为苛刻,所以同领域公司多处在研发或是中试线开发阶段。

能源和环境是人类社会必须面对的两大基本问题,而利用太阳能电池时同时解决上述两个问题的最佳选择之一。 

学术界和产业界普遍认为太阳能电池的发展已进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅太阳能电池,第三代是具备轻、薄、柔性特征的薄膜太阳能电池,包括铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池和薄膜Si系太阳能电池。

其中,CIGS薄膜电池由于具备成本低、性能稳定、抗辐射能力强、光电转换效率高等特性,吸引了众多机构的研究和公司的开发。但CIGS电池具有复杂的多层结构和敏感的元素配比,工艺制备条件极为苛刻,所以同领域公司多处在研发或是中试线开发阶段。

在嘉兴光伏科创园内,一家成立于2015年的科技企业旭科新能源,已完成了CIGS薄膜电池的研发和小批量试产。旭科新能源联合创始人刘杰鹏告诉36氪,其CIGS薄膜电池的厚度仅为0.2mm,卷曲时的曲率半径小于20mm。而市面上大多数CIGS薄膜电池的厚度在1mm以上,并且无法实现真正卷曲,仅是具备柔性特征。

旭科新能源的CIGS电池之所以比同类产品更薄,主要原因是旭科新能源使用了不同的封装基底材料。CIGS薄膜太阳能电池可以使用玻璃、柔性的不锈钢、聚合物,以及其他金属薄片等作为封装基底材料。

由于CIGS层沉积过程需要高温条件,因此具备可卷曲、耐高温、延展性好等优点的不锈钢材料成为了常见的封装基底材料。但不锈钢具备导电性,这就意味着需要制备电子隔离层,才能使用内连接的方法将单体电池集成为组件,同时也会增加整体电池的厚度。

旭科新能源使用了聚酰亚胺材料制作封装基底,它不具备导电性,可以减小电池的厚度,使之具备卷曲能力。但是聚酰亚胺熔点较低,不具备耐高温特性。这就要求旭科新能源对CIGS的生长和制备工艺进行改进,使得在低温状态下也能生长出高质量的CIGS层。

刘杰鹏表示,其CIGS电池现阶段的转换率实测可达10%左右,未来一年预期可提升至12%,之后可优化到15%左右。而根据CIGS薄膜电池轻、薄、可卷曲的特性,未来他们将重点关注两个市场——户外用品、旅行市场,和工业无人机、飞艇市场。旭科新能源2018年会将精力主要放在市场开发上,正在寻求4000-5000万元的首轮融资。

和旭科新能源一样以聚酰亚胺作为基底材料的CIGS电池研发商还有美国公司Ascent Solar。刘杰鹏表示,依托国内的供应链优势,其CIGS产品价格会比Ascent Solar至少低一半。公司现已建立了第一期生产线,年产能约为2MW。

公司现有近60人,主要为研发人员。

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