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产品知识 | 一篇关于《碲化镉薄膜·发电玻璃》的文章

以下是关于碲化镉薄膜·发电玻璃产品相关的一些参见问题,今天分享给大家。

1、什么是碲化镉薄膜发电玻璃?

       碲化镉是一种化合物半导体材料,是镉元素在自然界中最稳定的化合态之一。因此,碲化镉在常温下化学性质稳定且不水弱酸,它在工业生产和使用过程中,还是非常安全的。

       碲化镉性能稳定,光学吸收率超过90%,对光能吸收都比较好,在清晨、傍晚、积灰、雾霾等弱光条件下发电效果明显。

       碲化镉发电玻璃,其实是特殊夹胶玻璃的一种,它是由一片3.2mmCdTe发电玻璃和一片或多片背板玻璃,通过特殊工艺制作而成的夹胶玻璃。背板玻璃可以是白玻、超白玻、色玻、防火、单向、Low-E等建筑玻璃,发电玻璃具备传统光伏板没有的建筑材料功能。

2、碲化镉发电玻璃 电池是否有毒?

      碲化镉发电玻璃薄膜电池含有重金属元素镉,很多人担心碲化镉电池的生产和使用,它会对人体和环境造成伤害。

     美国布鲁克文国家实验室有关研究表明:石油的镉排放量是最高的,达到44.3g/GWh,煤次之,为3.7g/GWh;而各种太阳能电池的排放量均小于1g/GWh,其中碲化镉的镉排放量最低,为0.3g/GWh;与天然气相同,硅太阳能电池的镉排放量大约是碲化镉太阳能电池的两倍。

        另外,他们还研究了硅太阳能电池和碲化镉太阳能电池,生产与使用中其他重金属的排放。研究结果表明,碲化镉太阳能电池的砷、铬、铅、汞、镍等其他重金属的排放量也比硅太阳能电池的低。研究结果的科学性、公正性得到了国际上的认可,这些环境意识及法律严格的国家,已经知道碲化镉薄膜太阳电池,无论是生产还是使用,都是安全可控的。

      制作碲化镉组件公司,自公司成立起,每年都会对公司的员工进行血液和尿液的检测。结果表明,各项指标远低于安全的阈值。这些结论都证明了碲化镉电池大规模应用是不存在安全性的问题,那下期咱们再来聊聊碲化镉发电玻璃在火灾中是否有危害。

3、碲化镉发电玻璃 在火灾中是否有危害?

      碲化镉的熔点是1041度,在大气压下从1050度开始蒸发,而火焰的温度是800到1000度,不足以使碲化镉蒸发,另外碲化镉确实会在500度以上升华,但这只会在2.5托(torr)的气压下发生。

      而碲化镉的熔点高达1750度,要使其在800度升华,要将气压调到0.1托(torr)。美国布鲁克海文国家实验室和德国的GSF学院,对碲化镉薄膜太阳电池在使用过程中,遇到火灾等意外 造成组件损坏时镉的污染进行了研究。

      他们将双玻璃封装的碲化镉薄膜组件,在模拟建筑物发生火灾的情况下进行实验,实验温度高达1100度,结果表明高温下玻璃变软以至于溶化,化合物半导体薄膜被包封在软化的玻璃中,那镉流失量不到电池所含镉总量的0.04%。那考虑到发生火灾的几率,得出使用过程中镉的排放量不到0.06mg/GWh。所以哪怕在极端火灾情况下的话,碲化镉发电玻璃也是安全的。

4、与单晶硅相比,碲化镉发电玻璃发电量怎么样?

       先对比一下在20°最佳的角度,以广东中山为例,左边是市面上单晶硅板,右边是世纪嘉诚的碲化镉发电玻璃。

      下边图片朝南向的对比数据,这是朝东向的数据,这是朝北向的数据,从这些数据得出 5-10月份的天气温度及辐照较高,碲化镉组件温度系数低的优势明显,单位发电量比晶硅多17%左右。

       从数据能得出结论,碲化镉在同等的条件下,发电量比单晶硅还要高。

5、碲化镉发电玻璃成本,是否会低于晶硅?

       回答这个问题之前,我们首先要搞清楚碲化镉组件,现在两个主要的应用方向,一个是用于地面电站,工商业(户用)屋顶光伏电站的常规组件,除了我们常见的晶硅组件,碲化镉也同样能用于常规的电站项目中。

       美国第一太阳能的碲化镉组件,主要用于地面电站,尺寸为1.2m*2m,成本可以做到一块三左右一瓦,国内标准的碲化镉组件已经与晶硅组件生产成本持平,那现在晶硅组件的市占率超过90%,薄膜组件占比比较少。

      但是,未来发展趋势来看,薄膜组件的转化效率的上限高于晶硅,未来的进步空间很大。另外,成本方面 晶硅组件降低成本,主要是靠提升效率,但对于薄膜组件来说,它的组件成本本身就远低于晶硅,晶硅是微米级的,薄膜是纳米级的,完全不在一个量级上,所以薄膜组件的降成本的空间比较大。

      晶硅产业链从上游的多晶硅料到中游的硅片和电池片,再到下游的光伏组件,每个环节都需要非常多的生产设备和资金的投入,而碲化镉的产业链则要短很多。仅300米长的碲化镉光伏组件全自动生产线,就可以实现从原材料TCO玻璃的磨边清洗到化合物半导体薄膜的制备,再到最后光伏组件成品封装测试的完整生产流程。所以,在碳足迹方面,碲化镉组件的优势也非常明显。

     随着碲化镉组件产业规模的增加、生产技术的不断提升以及生产设备的标准化生产,碲化镉光伏组件的产线设备还有很大的降本空间。发电玻璃还有一个重要的应用方向是BIPV,开发和采用光伏发电建材是助力实现,发电建筑的重要途径,用BIPV项目碲化镉光伏发电建材与常规电站中的光伏组件,是完全不同的两类产品。

     碲化镉光电建材最重要的功能是实现建材的功能,可以替代传统的建材,同时要兼顾发电功能,所以产品首先要满足建筑的安全可靠、透光性、保温、隔热、美化观、防结露、尺寸变化的要求,同时要兼顾考虑发电、节能的功能。

     所以常规光伏组件的价格与碲化镉光电建材的价格,不能简单等同对比,两者本身是应用于不同场景的产。同样情况,晶硅组件制作成光电建材产品成本会大幅增加,甚至高于碲化镉光电建材产品。

6、碲化镉发电玻璃 在建筑应用中的常规结构?

      很多朋友都知道,按照建筑行业安全规范要求,建筑立面、幕墙或者采光顶用的玻璃,一般都要求是夹胶钢化玻璃或者是带中空的夹胶钢化玻璃。而我们常规光伏电站用的组件都是单玻或者双玻的结构,显然是满足不了建筑行业的规范要求。因为每一座建筑的设计千差万别,造成对建材的要求也是各不相同。

      光伏发电建材为了满足建筑设计要求,定制化程度也比较高。经常有朋友咨询BIPV项目的造价成本,如果不能提前了解项目的需求,比如透光度、尺寸、颜色、图案、结构等,是很难给出一个相对准确的价格,所以BIPV的项目前期的项目规划和方案设计是非常重要的。

     碲化镉发电玻璃,如果是用在光伏电站上,一般是3.2mm的发电基板玻璃加上3.2mm背板玻璃的夹胶结构,如果在建筑上使用,也就是我们说的BIPV的项目。需要根据设计的要求来定了,一般采用夹胶钢化玻璃或者是带中空的夹胶钢化玻璃结构,可以看看这张图啊。当然如果对隔热保温的性能要求比较高,也可以采用真空结构,只是成本要高一些。

7、碲化镉光电建材的经济性分析?

       如果你要拿BIPV项目中使用的光伏建材和常规电站中的光伏组件作对比,光伏建材的成本肯定是要高出一截,这本身就是两种不同应用场景,功能需求也不同的产品,两者做对比本来就不合适。如果你要做对比,应该拿传统建材和发电玻璃建材做对比。

      比如传统幕墙和光伏幕墙,玻璃采光顶和光伏采光顶的投资收益对比。举个例子,传统玻璃幕墙大概1000块钱左右一平方,使用发电玻璃的光伏幕墙大概1800到2000块钱一平方,那光伏幕墙每平方的价格比传统幕墙高800到1000块钱,而超出了这部分费用可以通过发电收益赚回来。

      从建造成本看,光电建筑成本是动态变化的,随着时间的延续,成本靠发电收入会越来越低,甚至在建筑全生命周期内出现零甚至负数,也就是成本为零或者赚钱,而普通建筑只能靠折旧回收成本,因此从建筑全生命周期看,光电建材的成本更便宜。

      以一座北京的商业建筑为例,我们以光伏采光顶和光伏幕墙为例,结合北京的光照情况和电价可以看出,光伏采光顶增量投资成本静态回收期约为五年,而光伏幕墙的增量投资成本,静态回收期约为8年,这其实已经与屋顶光伏电站投资回收期差不多了。另外,碲化镉光伏发电建材的成本未来几年还会大幅下降,最终BIPV项目会和光伏电站一样实现平价上网。

8、碲化镉发电玻璃生产线设备,投资成本高吗?

       很多人看好BIPV的大市场潜力,也就比较关注碲化镉发电玻璃产线设备的投资费用,但有一个问题,很多人却没有太注意,这比生产线投资费用更重要,就是如果你想投资这样的产线设备从哪里买?

       一条完整的300米长的碲化镉光伏组件全自动生产线,就可以实现从原材料的光伏玻璃的磨边、清洗,到化合物半导体薄膜的制备,再到最后光伏组件成品封装测试的完整生产流程。

       而晶硅组件从硅料、硅片、电池片再到光伏组件,整个产业链比碲化镉要差很多,因为现在碲化镉组件的产能规模还比较小,生产线设备投资和晶硅产业链之和差不多,但产业链非常短的优势。

       随着未来几年碲化镉组件产业规模的增加,生产技术的不断提升以及生产设备的标准化生产,碲化镉组件的产线设备还有很大的降本空间。如果你想投资碲化镉组件的产线设备,从哪里买?不像晶硅设备生产线,只要你有钱都能买得到,碲化镉组件产线的门槛很高,现在国内只有几家有产品输出能力,其中我们世纪嘉诚(广州)新能源就是其中一家。

9、研发生产发电玻璃,到底有多难?

      做碲化镉发电玻璃的研发生产,主要有4大难点:

      1、碲化镉电池的结构难。仅仅两微米厚度的碲化镉电池,实际是由10层薄膜组成,每一层薄膜都有专门的作用。

       2、薄膜材料的研发难。这些膜层的原材料,要企业自己通过不断地研发、试验、自己配比做出来,通过其它渠道根本就获取不到。

       3、工艺路线难。哪一层膜层用什么技术工,技术工艺的参数又是什么?这些都是需要通过大量研发投入和时间积累分析,才能找到规律。

       4、生产设备难。做碲化镉组件生产,一定要拥有自主知识产权和完全国产化的生产设备,如果设备不是自己的和不能实现国产化,很容易被别人卡脖子。

       综上所述4点,还不是最难的,最难的是以上这些研发生产线实现的同时,还要符合“四高一低”的产品原则。四高指的是高效率、高稳定性、高产率、高良品率,一低指的是低成本。实验室研发成功不代表能大规模产业化应用,只有产品满足了“四高一低”才会被客户和市场接受,才能被大规模市场化应用。所以想要做碲化镉电池厂产线的研发和生产,不是掌握一两个工艺那么简单的事情。庆幸的是,国内已经有企业掌握了完全自主知识产权和完全国产化设备的碲化镉薄膜电池产业化研究,以及实验线中试线及组件量产生产线,完全不存在国外企业的技术和设备垄断的问题。

10、碲化镉原材料,是否限制光伏行业发展?

       BIPV正在快速发展,那对碲化镉发电玻璃的需求也越来越大,很多人担心未来碲化镉原材料稀缺,限制碲化镉光伏产业的发展,其实这种担心完全没有必要。

       担心碲化镉电池原料稀缺,其实主要是担心碲会限制行业的发展。碲是稀有元素,全球已探明的储量为14万吨,但我们给出的结论是,碲未来不会限制碲化镉光伏产业的发展,主要是基于3方面的判断:

       碲的稀缺程度,不仅要看供应量,还要看需求量。碲是铜矿的副产品,也就是来自铜矿的矿渣以及以冶炼厂的阳极泥等废料的形式存在。现在随着碲化镉光伏产业的不断发展和产能的不断提升,这些曾经的矿渣废料得到了最环保绿色的循环利用。碲除了在红外线雷达中有极少的使用,基本没有太多别的用途,碲现在的主要用于碲化镉组件的生产使用。

       生产碲化镉组件使用的碲量非常少,按现有碲化镉组件的工艺水平,生产1GW碲化镉组件仅需要40吨的碲,14万吨地可以生产约3500GW的碲化镉光伏组件,按全球每年生产50GW碲化镉光伏组件计算,可以满足70年的碲耗量。

      碲化镉光伏组件回收技术,已经实现90%的碲回收率。客户在使用生产的过程中破损的组件,以及寿命终止需要回收的报废组件。因为碲化镉组件采用的是双玻封装技术,在户外工作30年以后,碲含量不会减少,并且废旧组件回收后的碲回收率可以达到90%,这样既解决了环保的问题,也解决了废旧组件回收的问题。所以,你真的不用担心碲原料稀缺的问题。

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