新型的“薄膜”太阳能电池由挪威一家公司设计，原材料来自莱斯特大学科研人员合成的一种金属纳米粒子。这些直径10纳米左右的金属粒子，被嵌入排列在透明化合物的矩阵中。把它们“贴”在玻璃门窗、透明屋顶及外墙的表面，感觉像装上了浅淡的有色玻璃。
据莱斯特大学教授克里斯宾斯介绍：这种薄膜非常薄，能把“窗户变成一台发电机”。它们可以贴，亦可以在制造过程中直接加到玻璃或其他建筑材料中。即使大面积铺设，也比传统太阳能装置的投资要节省许多，甚至还能加在汽车顶棚上为电池充电。但如果依靠它来驱动汽车，速度跟手推车差不多。
自家房屋的玻璃贴上一种膜，就可以自动发电；办公大厦的玻璃幕墙上贴上这种膜，不仅可以减少光污染，还可发电供办公楼使用；而将来，衣服嵌入这种膜，本身就成了一个供暖器……近日 ，记者了解到 ，具有世界顶尖技术的薄膜太阳能电池开始在岛城投产，“公司生产的CIGS薄膜太阳能电池光电转换效率达到9.5%，是目前CIGS电池最高转换水平，有效发电时间比传统太阳能电池高出将近20%”。
A 薄膜太阳能电池现岛城
2日上午9时30分许，记者来到了即墨鳌山卫镇的青岛昌盛日电太阳能科技公司，该公司靠近滨海大道，占地约两万平方米。“我们公司是在2009年10月成立的，主要研发和生产薄膜太阳能电池。”该公司相关负责人介绍。
在大门入口处，记者看到办公楼前摆放了五组太阳能电池板，每组电池板由八块小的玻璃太阳能电池板组成。“这是我们前期的产品，是用来做样品的，薄膜太阳电池就嵌在玻璃太阳能电池板当中。”该负责人说，在两块玻璃之间，有一层黑色的薄膜，薄膜被分割成一条条，“中间的那层薄膜就是太阳能电池了。”
据介绍，该公司生产的薄膜太阳能电池名为CIGS薄膜太阳能电池，“因为电池的主要原料为铜铟镓硒，所以就命名为CIGS薄膜太阳能电池，拥有这项技术的企业目前在全球没有多少家”。
记者看到，八块小的玻璃太阳能电池板通过电线连接在一起 ，每块电池板后面都有一个小接收器，接受器通过电线与变电器连接，通过变电器点亮了连着的电灯，“只要有光，即使是阴天，这个小灯泡依旧会亮着”。
工作人员向记者介绍，公司生产的薄膜太阳能电池光电转换效率达到 9.5% ，是目前CIGS电池最高转换水平，对光线的弱光特性要优于一般的薄膜电池，有效发电时间比传统太阳能电池高出将近20% ，并且克服了薄膜太阳能电池衰减问题，其余的各项技术指标也均达到了国际领先水平。
B 产品尺寸全球块头最大
在工作人员的带领下，记者进入了CIGS薄膜太阳能电池的生产车间，几个穿着特殊制服的工作人员正在紧张工作中，“车间里的所有生产设备都是我们自行研发的，我们已经成功搭建了我国首条量产大尺寸铜铟镓硒工艺薄膜太阳能电池的生产试验线。”公司负责人介绍，随后，该负责人向记者介绍了他们自行设计研发的CIGS薄膜太阳能电池全套设备以及生产过程。
“这是全自动初始清洗机，现在公司生产的薄膜太阳能电池都是夹在两片玻璃之间，承载的玻璃一定要保证清洁。”该负责人说，“玻璃进行初始清洁后，然后就送到了真空电子蒸镀机中镀薄膜太阳能电池。”
据介绍，虽然薄膜太阳能电池可以到达微米级，甚至是纳米级，但是这种薄膜却需要前后镀十余次材料，“真空电子蒸镀机是真空环境，镀材料的时候是非常均匀的，每镀完一层，就要到超微线宽激光刻线机上进行激光切割”。在一台超微线宽激光刻线机前，记者看到一块太阳能玻璃板正在做切割工作。
“CIGS薄膜太阳能电池需要用激光切割开，就像分成一个个小电池，原料将转化成的电能储存在这些无数的小电池中，这个过程也是最复杂的，需要来回切割、镀材料。”车间工作人员表示，“最后就是将两块玻璃压在一起了，两块玻璃之间是不允许有气泡和杂质的，所以要经过合片层压高压一体机将两块玻璃彻底结合在一起。”
“最后的一步就是检测了，现在还只是试生产，每天的产量很少，有的工艺还在进一步改进当中，对于检测这一步我们是很重视的。我们用氙气灯照射成品，进行测试，通过出现的问题，改进工艺。”工作人员说道，“不过现在技术已经很成熟了。”
据介绍，该公司生产的薄膜太阳能电池产品尺寸是全球最大的，每块玻璃为1.54平方米，设定为130瓦。
C 衣服将来真的可以供暖
“这里有CIGS薄膜太阳能技术领域掌握的最为关键的核心技术，从生产线核心设备、生产制备工艺到关键生产原料等方面实现全面突破，改变了国外垄断的局面。”公司负责人表示。据业内人士介绍，目前全球有30多家公司置身于以CIGS薄膜太阳能技术为代表的第三代光伏产业的研发，但真正投产的公司只有德国一条、美国一条和日本两条生产线。“这种薄膜太阳能电池应用非常广泛，无论是民用还是做发电站用，都具有很大的优势”。
据公司负责人介绍，他们现在已经与多个大型建筑签约，建筑屋顶和玻璃采用他们公司生产的CIGS薄膜太阳能电池，“山东大学在即墨分校大规模的建筑都将采用我们的产品，还有一些会场和企业也都与我们签约。”
记者了解到，目前该家公司自己也应用起了自家生产的太阳能电池，“我们公司的屋顶最近将架设上薄膜太阳能电池，屋顶6千平方米面积的电池每天可以生产2000多度电，这些电将用来做公司设备运转。这样一天就可以节省2000多元，一年就可以节省 70多万元呢。”
“现在的薄膜太阳能电池可以单独使用吗？如贴在汽车上。”“现在还不行，但以后一定会实现，现在生产的薄膜太阳能电池没有柔性，只能嵌在两片玻璃之间，既然能在玻璃中嵌入，以后就肯定可以实现在衣服纤维中嵌入。”公司工作人员说。
“CIGS薄膜太阳能电池目前在国外应用很广泛，很多大型的建筑包括火车站、汽车站等都采用了这种电池，采用这种电池发电应用则更多。”该工作人员表示。
同时，记者了解到，以后城市的高楼大厦采用这种薄膜太阳能电池，不仅能发电供大厦办公使用，还能有效吸收太阳光，减少甚至消除玻璃幕墙的光污染。
D 成本是国际平均的一半
“作为第三代太阳能技术的CIGS薄膜太阳能电池，有成本低廉、产能稳定、弱光性强、光电衰退率低的特点。”公司工作人员告诉记者，我们常见的用于路灯或交通灯的太阳能转化板，是利用单晶或多晶硅制成的第一代太阳能发电产品，因其成本过高难以大规模生产普及。而现在市场上销售的和企业使用的太阳能采热、转换薄膜等产品，则是采用第二代太阳能技术——非晶硅薄膜技术，虽成本降低了 ，但光电衰退效应差，弱光性能也比较低，即当旭日东升或黄昏降临时，由于太阳直射的角度减小，采光性能便随之降低。
“相比之下，CIGS技术在相同的光线条件之下，可产生更多的电力，并以其成本低廉的优点，更加利于普及。而且CIGS的光电转换效率很稳定，这意味着电力输出常年不会发生大变化。”工作人员说。
国际上普遍采用“三步蒸发法”进行CIGS薄膜太阳能电池生产，一条生产线需要三台蒸发设备和硒化设备，铜、铟、镓层分开镀膜并进行硒化，不仅多次镀膜需要用到带有毒性的特种气体，而且镀膜层均匀性无法控制，同时在硒化过程中容易对环境产生一定污染。昌盛日电创新性地研制成功了CIGS一步共蒸法，并试制完成核心蒸发镀膜设备，从根本上解决了三步共蒸法存在的缺陷。
“虽然CIGS薄膜太阳能电池具备很大的优势 ，但同等产量的CIGS生产线投资规模仅为非晶硅薄膜电池生产线的1/4到 1/5，而产品成本低于国际平均水平一倍以上。”据介绍，普通薄膜太阳能电池每瓦在30元至33元之间，而CIGS薄膜太阳能电池价格在22元至25元之间。
E 将投建100兆瓦生产线 “现在的工厂范围小，还只是试生产，产量很小，年产能只有10兆瓦 ，我们现在又选取了 316亩地，准备扩大投产，进入量产。”公司负责人介绍，目前国内尚无整条可量产的CIGS薄膜型太阳能电池生产线，薄膜型电池生产线以第二代产品为主，但是因为国内厂家尚没有掌握核心技术，大部分都是进口国外的整条生产线，而引进一条生产线要在6亿元人民币以上。
“我们现在正在进行前期准备工作，该工厂预计将在今年7月份开始建设，预计明年就可以投产。”该负责人表示。
记者了解到，CIGS工艺薄膜太阳能电池的生产基地将改建成“太阳能玻璃房”结构，即把该生产基地产出的第一批CIGS薄膜太阳能电池板依附于建筑主体之上，利用太阳能转化进行基地的发电生产工作，在节省能耗的同时，也检验一下自主研发生产的第一批CIGS薄膜太阳能电池。
“我们一期工程计划建成的年产能500兆瓦的发电厂，可供15万户岛城家庭使用，大大缓解季节性用电难问题。”公司负责人告诉记者，而建电厂也只是CIGS薄膜太阳能技术的第一步，未来还会生产应用于家电及汽车等的新技术，使铜铟镓硒技术更贴近人们生活，做到真正普及利用。
文/图 记者 昌旭光
（来源：半岛网-城市信报）
