能效“领跑者”制度实施方案下的CIGS

2015年初，发改委等八部门发布了《能效“领跑者”制度实施方案》。所谓能效“领跑者”是指同类可比范围内能源利用效率最高的产品、企业或单位。6月份，工业和信息化部、国家能源局、国家认监委联合印发《关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见》，首次提出光伏行业“领跑者”专项计划。意见指出，“领跑者”先进技术产品应达到以下指标：多晶硅组件和单晶硅组件的光电转换效率分别达到16.5%和17%以上；高倍聚光光伏组件光电转换效率达到30%以上；硅基、铜铟镓硒、碲化镉及其他薄膜电池组件的光电转换效率分别达到12%、13%、13%和12%以上。三部委首次将“领跑者”计划准入标准进行量化，明确提出将以政策资金和政府采购方式对“领跑者”先进技术产品进行政策倾斜。专家认为，“领跑者”计划可提高行业的竞争能力，并有助于将龙头企业从价格战中解放出来。此时，光伏组件转换效率的提升，将为企业带来更多的竞争优势。

提升发电效率——CIGS大有可为

业内普遍认为“太阳能电池的转换效率提高一个百分点，可使成本降低5%—7%”。市场上光伏电池技术路线以晶硅电池和薄膜电池两种为主。目前多晶硅电池转换效率能达到18%，单晶硅能达到20.4%。而长期处于主流地位的多晶硅电池，在转换效率上遇到了瓶颈，其转换效率提升所需付出的投资成本越来越大。短时间内提高光伏电池转换效率的可能性很小，导致晶硅电池转换效率多年以来停滞不前。

相对来说，CIGS薄膜太阳能电池目前处于初级发展阶段，在技术提升上还有很大的空间。从全球来看，随着近几年薄膜技术的不断进步以及装备性能的持续提升，薄膜发电技术产业化的步伐亦逐渐加大。尤其是自CIGS薄膜电池开始规模化量产以来，效率基本保持每年1~1.5%的提升速度。

2013年10月，Manz的合作伙伴德国巴登符腾堡州太阳能与氢能研究中心打破了铜铟镓硒实验室效率的世界纪录，并推升至20.8%，这个数字不但超越了多晶硅的20.4%，更说明了CIGS在实际量产的效率水平上是可以超越多晶硅的。2014年9月，Manz集团与ZSW开展技术合作，把薄膜太阳能实验室转换率刷新为21.7%，这个数据更加具有里程碑的意义。目前，Manz集团的量产冠军CIGS组件的转换效率达到16%，和多晶硅电池的主流效率处在了同一个等级。

光致衰减——制约光伏发电效率的隐形杀手

光伏组件在制造出来后就一直处于衰减的状态，不过在包装内未见光时衰减非常慢，一旦开始接受太阳光照射后，衰减会急剧加快，衰减一定比例后逐渐稳定下来。

            图为 光伏组件第一年衰减曲线模型

光伏组件光致衰减可分为两个阶段：初始光致衰减和老化衰减。初始的光致衰减，即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降，但随后趋于稳定。老化衰减是指在长期使用中出现的极缓慢的功率下降，产生的主要原因与电池缓慢衰减有关，也与封装材料的性能退化有关。通常来说，光伏组件在第一年的衰减约为2%，以后每年衰减约为0.7%，国标规定25年的生命周期内衰减不超过20%。

此前，发改委能源研究所研究员王斯成曾表示，光伏组件衰减严重影响了西部光伏电站的发电效率。数据显示，多晶硅电池2-3年的衰减为3.8%-7%，非晶硅电池3年功率衰减达到20%。而西部光伏电站的综合发电效率为74%，还有至少5%的提升空间。由此可见光致衰减对电站发电效率影响巨大。

相对晶硅电池光致衰减的硬伤，CIGS（铜铟镓硒）薄膜电池就没有这方面的担忧了。薄膜太阳能电池没有光致衰减特性，发电稳定性高。这一优势已在国内首座CIGS薄膜电站－云南石林电站得到了验证。从使用Manz CIGS组件的云南石林1MW电站来看，CIGS组件发电量超出晶硅组件7~10%。更为重要的是，Manz CIGS电池组件在经历了两年的风吹日晒，雨雾侵蚀后，并没有出现功率的减退和损失，为电站投资者创造了更多的发电收入。

除了光致衰减外，光伏组件的热斑效应和阴影遮挡，也会影响光伏电站的发电效率。热斑效应是指光伏组件在阳光照射下，由于部分组件受到遮挡无法工作，使得被遮盖的部分升温远远大于未被遮盖部分，致使温度过高出现烧坏的暗斑。选择晶硅电池做材料时，如果部分位置有遮挡，此时的旁路二极管没有起作用，虽然阴影的程度没有达到二极管的反向导通电压，这时产生的热斑效应虽然不足以对组件造成破坏，但长期处于这种状态的电池组件会遭到明显的损坏，而CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池能采用内部连接结构，可避免此现象的发生。

技术为王——CIGS引领高投资回报率

据了解，不管是投资分布式光伏电站还是地面光伏电站，电站投资者一般能有10%左右的内部收益率。而Manz所生产的CIGS可使内部收益率达到15%以上。这源于Manz是唯一在德国拥有同样玻璃尺寸生产线的设备供货商，可做中国客户本土化材料的认证平台，并协助客户快速取得TUV认证，当客户的设备在当地安装完成后，材料本土化的认证也已经完成，在产能正式展开时，即可使用自己较便宜的材料；Manz有清楚的材料规格，能提供每种原材料最适合量产的规格，大幅缩短客户自行摸索的时间;同时可快速实现经济规模，当铜铟镓硒产业达到规模化之后，材料供应链会日趋成熟，生产厂商议价能力会提高，为材料成本再下将提供动力。

据介绍，Manz集团凭借其Manz CIGSfab解决方案成为全球目前唯一一家能够提供CIGS交钥匙生产线的供应商，年产能可从64兆瓦扩展到600兆瓦。与晶硅生产系统相比，Manz CIGS生产线总投资更低，显着缩短工厂部署时间，且生产成本之低廉在业内可谓无可比拟。在未来，Manz CIGS技术都可以为客户提供绝对的投资保障，并将为客户节省更多的成本，使其获得最高的利润率。

技术是光伏企业进入光伏“领跑者”计划的一块敲门砖，此时，在提升光伏组件发电效率及提高内部收益率方面拥有优势的CIGS，将获得更多业内人士的肯定与关注。