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真空镀膜机手套箱)全球太阳能加快速度进行发展:但中国的成本低啊

2024.06.04 作者: 新闻中心

  根据国际能源署近日发布的年度报告数据显示,2023年全球太阳能光伏新增装机容量有望达到375吉瓦,总装机容量同比增长31.8%。从各国和各地区情况去看,2023年中国太阳能光伏新增装机容量相当于上一年全球太阳能光伏新增装机容量。世界银行能源部门负责人迪米特里奥斯认为,发展太阳能光伏产业对应对气候平均状态随时间的变化和推动能源转型至关重要。

  近年来,全球光伏产业加速发展。相关统计显示,从2019年到2023年,全球光伏发电装机容量年平均增长率达到28%。咨询机构伍德麦肯兹表示,在大多数国家,太阳能慢慢的变成了最具成本优势的能源。2023年,全球光伏发电装机容量已超越水电。未来10年,光伏产业仍将保持比较高增速。

  全球太阳能理事会首席执行官表示,太阳能是当前增长最快、效益最佳的可再次生产的能源,预计到2030年使全球可再次生产的能源总装机容量增加两倍,太阳能光伏技术是最重要的能源转型技术。英国埃克塞特大学不久前发布的报告认为,未来几年内太阳能将成为最存在竞争力的能源。根据预测,到2044年,光伏发电将占全球发电量的一半以上。

  国际能源署等机构的报告数据显示,目前全球仍有6.75亿人用不上电,其中约80%集中在撒哈拉以南非洲地区。联合国政府间气候平均状态随时间的变化专门委员会前副主席穆纳辛格表示,可持续发展问题是人类社会面临的一项重要挑战。太阳能光伏技术不断革新,优势凸显,为发展中国家寻求经济可持续发展、能源转型和环境保护提供了选择。

  近年来,全球多国纷纷出台各类政策举措,中东国家拥有丰富的太阳能资源。阿联酋提出到2050年实现碳中和目标。2023年11月,阿联酋艾尔达芙拉PV2光伏电站项目并网发电。该电站可满足20万户居民用电需求,每年将减少碳排放240万吨,使清洁能源在阿联酋能源结构中的占比提高到13%以上。沙特阿拉伯在“2030愿景”中提出,到2030年将达到40吉瓦的光伏发电装机容量,并将在可再次生产的能源项目上投资3800亿里亚尔(1里亚尔约合1.91块钱)。卡塔尔提出,至2030年太阳能发电占比将达到20%。2022年11月,卡塔尔首座光伏电站阿尔卡萨电站正式投入运营,该电站能满足卡塔尔峰值电力需求的10%。

  非洲地区光伏产业也正在加速发展:埃及在《2035年综合可持续能源战略》中提出,到2035年可再次生产的能源发电装机规模将达到61吉瓦,其中光伏发电装机规模将达43吉瓦。同时,佛得角、博茨瓦纳、厄立特里亚等更多地区国家正在加大光伏产业投资,开始建设和运营大型光伏项目。

  近年来欧盟光伏产业也实现较快增长。根据欧洲光伏产业协会发布的报告,2023年欧盟光伏新增装机容量有望达到56吉瓦,连续第三年保持40%以上的年增长率;预计光伏发电总装机容量在2026年之前有望翻番,达到预期的484吉瓦。

  埃克塞特大学的报告认为,全球光伏产业迅猛发展主要得益于两方面因素。一种原因是相关国家相继推出扶持光伏产业的政策措施,另一方面是光伏组件价格大大下降。从2010年到2022年,全球太阳能发电的平均加权成本降低了89%,降至0.049美元/千瓦时,几乎比最便宜的化石燃料还要低1/3。

  西班牙埃斯特雷马杜拉自治区的弗朗西斯科·皮萨罗太阳能发电厂于2022年投入使用,是欧洲最大的已投运光伏电站之一,该电厂所使用的太阳能电池板全部来自中国;在肯尼亚加里萨郡,由中国企业承建的加里萨光伏电站有效解决了当地用电短缺问题,持续为当地民众提供清洁电力~近年来,中国银行参与了阿联酋艾尔达芙拉PV2光伏电站项目、沙特萨卡卡300兆瓦光伏项目等,中国作为全球最大的光伏组件生产国,在光伏项目建设中具有领先优势。

  国际能源署署长表示,中国在太阳能、风能等清洁能源和电动车行业发展方面成绩斐然,“是清洁能源领域的冠军”。阿联酋工业和先进技术部部长、COP28主席苏尔坦·贾比尔说,中国在清洁能源技术方面的持续引领,是助力实现全球能源转型和应对气候变化、促进发展的重要因素。

  中国把加快发展可再生能源提升到保障国家能源安全、加强生态文明建设的高度,短时间内实现跨越式发展。正是由于中国大力发展可再生能源,近年来全球太阳能发电成本降低近90%,风电成本降低了80%。埃及电力与可再生能源部副部长说,中国方案对全球能源转型和气候治理都具有重要意义,为非洲和阿拉伯国家推动能源转型、促进经济发展、改善生态环境提供了可行的解决方案。“一带一路”绿色发展国际联盟副理事长、联合国前副秘书长埃里克·索尔海姆表示,中国为全球可再生能源发展作出了巨大贡献,也为发展中国家经济发展和绿色低碳转型带来创新驱动力。

  相对于其它国家,中国之所以能在20年间建立起主导地位,部分原因是中国从电力到劳动力的成本都比美国或欧洲等地便宜得多。最近,中国大规模的太阳能制造业务已成为一种优势,吸引了人才、研究资金和供应商生态系统。随着对可再生能源的需求激增,美国正试图建立自己的太阳能制造供应链,并为该计划提供大量补贴,但这一切几乎是从零开始。

  2022年美国安装的太阳能电池板有四分之三以上由多晶硅制成。而多晶硅的生产是太阳能发电设备生产过程中的重要环节,由于在提炼过程中需要达到的高温以及需要使用的昂贵设备,这也是最耗费能源和资金的环节之一。直到2005年左右,多晶硅的生产还是由美国、欧洲和日本公司主导。但随着中国在太阳能领域的大规模扩张和投资,情况发生了翻天覆地的变化。到2023年,大约91%的太阳能电池板所用的多晶硅都是中国生产的。

  报道称,中国在太阳能领域的整个生产过程中都能实现成本控制。美国正试图在生产过程的各主要阶段提供大额激励,以缩小美中在太阳能发电设备生产方面的差距。行业制造商表示,近年来通过通胀削减法案提供的补贴首次使在美国建厂在经济上变得可行。然而,并非供应链的所有环节都有资格获得支持。与此同时,企业指出,由于通胀以及资金成本不断提升,再加上中国光伏产品价格的一下子就下降,成本差距正再次拉大。总体来看,中国制造太阳能电池板的成本比美国低44%。

  在全球范围内,太阳能电池技术的竞争日趋激烈。各国都在竞相研发更高效率、更低成本的新型太阳能电池,以抢占未来能源市场的先机。在这一背景下,中国、韩国、日本、沙特阿拉伯等国家的竞争尤为引人关注。这些国家在太阳能技术领域的突破性进展,不仅有助于推动全球能源转型,也将对未来的国际能源格局产生深远影响。

  镀膜:钙钛矿的制备工艺与其他薄膜电池类似,需要通过溶液涂布法、溶液喷涂法、气相沉积法等方式,制备高纯度、缺陷少、高覆盖率、致密的钙钛矿层薄膜与传输薄膜,以改善不同层结构之间的电学接触,减少传输过程中的损耗,实现高的电池转换效率。

  刻蚀:通过多道激光刻蚀,可以构建钙钛矿电池中的电路结构,把多个钙钛矿电池串联成组件。

  封装:目前的封装技术采用了类似晶硅的技术,主要是替换掉原本晶硅用的EVA胶膜,因为EVA是聚醋酸乙烯酯,它的聚合不可能100%完成,里面一定会存在醋酸的残基,而醋酸会跟胺类反应成氨基酸,所以从原理上EVA不可用在钙钛矿,钙钛矿主要用POE材料。

  无论是哪种太阳能,都离不开表面镀膜:目前所有的技术方法,都不能很好的解决镀膜膜层均匀性的问题。喷涂法镀膜过程中,喷中心镀膜液富集多,造成花斑;表面刻蚀法因压花玻璃表面成分难以均一,导致刻蚀反应的速度不一致造成膜厚不均匀;即使均匀性辊涂法,受制于玻璃厚薄差、辊道传输抖动等多种因素的制约,也难以达到高精度的一致性。在镀膜均匀性无法进一步提高的情况下,其结果一方面造成组件的色差影响外观,另一方面由于镀膜玻璃各区域透光率不一致造成热斑效应,影响组件的耐久性。

  针对这一问题,在制备太阳能电池时,一般是需要用真空镀膜手套箱的:由真空镀膜系统和真空手套箱系统集成而成,可在高真空蒸镀腔室中完成薄膜蒸镀,并在手套箱高纯惰性气体氛围下进行样品的存放、制备以及蒸镀后样品的检测。在手套箱氮气环境里里旋涂钙钛矿前驱液,避免接触水和空气,可以直接通过连接藏舱将制备好的钙钛矿电池传到蒸发舱里,蒸发电极,全程实验都能做到无水无氧的环境下操作。

  方腔室自动门热蒸发镀膜机嵌入手套箱内,配套膜厚仪,分子泵,机械泵,4个蒸发源,合理的蒸发源布局,保证每个蒸发源到基片的距离完全一样,提高了成膜质量和均匀性;整套系统由真空镀膜系统和手套箱系统集成而成,可在高真空蒸镀腔室中完成薄膜蒸镀,并在手套箱高纯惰性气体氛围下进行样品的存放、制备以及蒸镀后样品的检测。大多数都用在太阳能电池钙钛矿、OLED和PLED、半导体制备等实验研究与应用。