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技术手段打破稀有性瓶颈,铟不会制约薄膜电池产业

近年来,太阳能发电的移动应用越来越受到人们的广泛关注。随着移动能源时代的到来,屋顶上的太阳能热水器或地面上的太阳能电站已经成为过去,许多玩家开始进入薄膜太阳能。薄膜太阳能具有柔软、光弱、颜色可调、塑料形状的优点BIPV(建筑光伏一体化)、汽车、便携式可穿戴产品的结合具有差异化的竞争力。以汉能为例,开发了汉瓦、汉墙、汉伞、汉包、汉纸等一系列终端应用产品。

与此同时,自2015年以来,国家能源集团(原神华集团)、中国建材等大型国有企业和锦江集团等大型民营企业已投资超过470亿元布局薄膜太阳能市场。薄膜太阳能已被纳入国家战略,国内铜镓硒产能大规模扩大,促进国家能源供给侧改革,满足日益增长的移动能源需求。同时,由于其储量和生产能力的稀缺性,铜镓硒中的镓是否会成为制约薄膜太阳能产业的约束,也引起了一些业内人士的担忧。

不足以触动供求关系

铟(Indium)1863年,德国化学家赖希(H.Richter)在锌精矿中发现的是一种稀散的金属,目前还没有发现单一的主要成分的天然锆矿床。在自然界中,锆矿物以微量的形式分散,并伴随着其他矿物。目前,具有工业回收粗锆价值的矿物主要是闪锌矿。许多合金可以提高强度、延展性、耐磨性和耐腐蚀性,从而获得合金维生素的美誉,也被称为奇妙的锆效应。

技术手段打破稀有性瓶颈,铟不会制约薄膜电池产业

虽然中国的印度储量占世界总储量的73%以上,是世界上最大的印度储量国,但目前,由于没有发现独立的印度矿,工业通过纯化废锌和废锡生产金属印度,回收率约为60%-70%。此外,根据USGS(美国地质勘探局)据统计,全球锆(粗锆)探明储量预计为5万吨,其中目前可开采储量占50%。因此,在探明储量、可开采储量不增加、锆回收率不提高的基础上,目前可使用的锆约为1吨.5万吨-1.8万吨。

但在这个阶段,锆并不构成对铜镓硒应用的影响。国家能源集团相关研发人员表示:如果全球1.所有8万吨可用的锆都可以生产1800吉瓦,即使只有十分之一可以生产180吉瓦。就目前铜镓硒产能而言,锆资源仍然非常丰富。

此外,据了解,中国不仅是世界上最大的印度储量国,而且拥有株冶集团、中金岭南、锌业等世界领先的印度制造商,可以为持续增长的需求提供强有力的供应。纵观近10年金属印度的价格走势,除了2014年的炒作导致印度飙升至5000元/公斤外,近年来基本徘徊在 ** 附近,1400-1580元/公斤左右。** 以下,价格上涨一定程度是正常的,但从综合存储容量和产能来看,铌价格波动不会偏离正常价格范围太大。

积极探索降低成本的方法,减少用量

技术手段打破稀有性瓶颈,铟不会制约薄膜电池产业

国家能源集团的相关研发人员也表示,但从中长期来看,如果铜镓硒组件可以在中长期使用,BIPV、汽车、飞机,甚至工商业分布式、大型地面电站等领域广泛应用,并且在回收铟的技术上没有突破的前提下,那么,囿于铟的储量、生产,大概率会影响铟的供求关系,从而影响铜铟镓硒的生产成本。”

事实上,以汉能为代表的新能源企业也在积极探索降低成本的方法,同时大规模扩大铜镓硒的生产能力。如开发新型等离子喷涂目标技术、目标喷涂损失和残余目标上的锆回收RC镀膜产生固废铟回收、芯片切割及Web锆回收等边缘手段是目前比较可靠的方案,可以大大降低锆的市场需求。此外,适当增加镓的成分,减少铜镓硒电池的膜层,也可以减少镓的消耗。

经计算,靶材喷涂损耗和残靶回收率为98%,RC涂层产生固体废物和无效Web回收率为95%,铜镓硒芯片的转换效率和生产效率的持续稳步提高也可以减少约15%的需求。随着铜镓硒研发技术的提高、转换效率、生产效率的提高和回收技术的充分利用,1吉瓦铜镓硒镓的净用量将降低到10吨以下,而中期目标是5吨/吉瓦-6吨/吉瓦。

据了解,汉能以溅射法生产铜镓硒组件的技术路线,膜太阳能电池转换效率达到19%,冠军组件量产(AA)18%是铜镓硒柔性溅射法的世界纪录。近日,该薄膜太阳能电池制备过程中使用的一项专利技术获得中国好专利奖,该薄膜太阳能电池大规模生产的制造装置和方法获得中国优秀专利奖。

随着采矿技术、钻井技术、净化技术、回收技术和铜镓硒电池制备技术的不断改进,锆的供需进入了一个相对稳定的时期。铜镓硒薄膜产业将进入低成本的快速发展时期,万亿薄膜太阳能市场将全面开放。稀有金属锆也将充分利用一切,为稳定发展带来更广阔的展示空间。

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