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正式立项!神华光伏科技研发公司携手低碳院牵头承接国家重点研发计划柔性CIGS薄膜光伏项目
责任编辑:liliuyan 作者:神华光伏科技研发 2019/4/30 13:31:19 浏览:894 头条

4月29日,国家重点研发计划“柔性衬底铜铟镓硒薄膜电池组件制备、关键装备及成套工艺技术研发”项目正式立项。国家能源集团北京低碳清洁能源研究院作为项目牵头单位与国家科技部共同签署项目任务书。自去年8月项目发布以来,由低碳院和神华(北京)光伏科技研发有限公司(NICE Solar Energy)等11家单位共同组建的项目团队历经诸多严格程序,最终以显著优势通过评审,成功承接该项目。


竞争国家重点专项中唯一薄膜光伏项目


“国家重点研发计划”由中央财政资助,国家科学技术部牵头组织,事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的重大科学问题、重大共性关键技术和产品研发,为国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。


在“可再生能源与氢能技术”重点专项中,以新一代薄膜太阳能发电技术为主要研究对象的仅有“柔性衬底铜铟镓硒薄膜电池组件制备、关键装备及成套工艺技术研发”项目。


国家能源集团在全力实现传统能源清洁化的同时,致力于布局清洁新能源的规模化,通过低碳院控股成立NICE Solar Energy,整合并掌握了世界领先的铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池研发和组件量产技术。在集团的大力支持下, NICE Solar Energy和低碳院受命申报重点专项中唯一的薄膜光伏项目,承载国家重点专项“ 大幅提升自主创新能力,加强光伏技术国际引领”的使命。


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NICE Solar Energy德国CIGS创新生产线


组建柔性CIGS薄膜光伏“国家队”


在深度挖掘自身人才、技术、资源优势的基础上,NICE Solar Energy与低碳院联合国内柔性CIGS薄膜光伏领域的优势力量,成功组建了一支 “产、学、研”协同创新联合团队,云集了中国乃至世界CIGS薄膜光伏领域的顶级科学家。低碳院担任项目牵头单位,NICE Solar Energy首席科学家钟大龙博士被推荐为项目负责人。


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项目团队专家合影


团队成员单位均具有国内相关领域的顶尖科研技术水平。NICE Solar Energy拥有世界领先的高效率大面积CIGS组件量产技术,并具备国际化的CIGS薄膜光伏“研产结合”管理经验;中科院深圳先进技术研究院是CIGS电池效率中国纪录21.3%的保持者;尚越光电拥有5年以上柔性CIGS薄膜电池规模化(50MW)生产经验;中国电子科技集团第十八研究所在柔性封装材料工艺领域已达到军用航空级标准。


低碳院先进材料中心和新能源中心,在国内最早建立起CIGS电池试验平台与中试线的南开大学,以及中国科学院微电子研究所、北京交通大学、河北大学、乐凯华光也将凭借在各自领域的优势参与项目。


由于团队成员单位之间具备良好的合作基础,在柔性CIGS产业核心环节拥有丰富的经验和全方位的领先优势,且多具国资背景,被业内誉为CIGS薄膜光伏的“国家队”。


系统性突破CIGS产业发展瓶颈


钟大龙博士透露,在筹备研究方案时,专家们依据项目申报指南要求,结合我国柔性CIGS薄膜光伏产业现状以及全球发展趋势进行了反复探讨,从技术和产业发展的瓶颈之中抽丝剥茧地提炼出关键科学问题和关键技术需求,在项目下设置了5大研究课题。课题间环环相扣,最终实现集新设备、新工艺、新材料和新应用于一体的柔性衬底CIGS薄膜光伏组件成套技术,升级新建下一代示范线,能够大幅提升我国可再生能源产业自主创新能力,服务于国家新一代智能制造重大战略。


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项目课题设置与相互支撑关系


同时,考虑到国家重点研发计划项目对于行业未来发展的指导意义及深远影响,专家们一致同意设置普遍高于申报指南中要求的考核指标。在项目答辩过程中,具有科学性、前瞻性和高可执行性的研究方案设置得到了评委们的一致赞赏,成为立项成功的关键。


冲击CIGS技术世界级关键难题


国家重大研发计划项目的成功立项将有力解决柔性CIGS技术和产业发展过程中的诸多难题。

目前,柔性 CIGS电池(微米级不锈钢衬底)与刚性CIGS 电池(玻璃衬底)相比,实验室转换效率仍有较大的差距。项目团队将通过创新性的技术方案将柔性CIGS电池的器件效率提升至22%以上,达到国际一流水平。


在实验室高效率电池工艺放大过程中,大面积CIGS有源层及功能层的不均匀性严重影响组件效率和良品率,极大制约了规模化量产。NICE Solar Energy研发部负责人李博研博士将担任课题2负责人,带领团队通过先进的数字仿真手段优化各薄膜沉积系统,并引入在线监控技术,解决大面积镀膜均匀性难题。


柔性CIGS电池的封装材料关系着组件的长期可靠性,且占据成本比重极高。低碳院将利用自身在先进高分子材料与封装膜材料等方面丰硕的研究成果,协助进行柔性CIGS电池封装所需新材料的研发。


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项目团队专家将冲击柔性CIGS光伏关键难题(左:钟大龙右:李博研)


“卷对卷”制造装备是柔性CIGS组件生产线的关键设备,是整套生产工艺流程的基石,但我国卷对卷装备的国产化、智能化程度很低。钟大龙博士将但任课题5负责人,带领团队进行产线装备设计创新,使卷对卷关键装备的硬件和软件达到行业领先水平,并实现整个项目的重中之重——建立国产化程度高的柔性CIGS薄膜电池组件智能制造示范线。


“刚柔并济” 开辟清洁能源前行之路


刚性与柔性CIGS薄膜光伏产品各有千秋,目前刚性CIGS电池的实验室转换效率更高,产品封装技术更成熟,并且在产业化经验、产能、市场装机量等方面占有先机。而柔性CIGS电池因具有轻、薄、柔等特色,使用场景更丰富,更有利于太阳能这种绿色清洁能源的应用及普及。


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柔性CIGS光伏便携式应用产品(图源:尚越光电)


NICE Solar Energy在刚性CIGS薄膜光伏领域拥有丰富的研发和量产经验,同时具备在实验室制备柔性CIGS电池的科研实力。钟大龙博士介绍,刚性和柔性CIGS电池在器件结构、工艺技术和生产装备上,具有相通和可借鉴之处,共性关键问题的解决将同时有助于提高柔性和刚性组件的转换效率和产线良率。


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NICE Solar Energy总裁张波表示,公司将借助本次国家重点研发计划项目的立项,打破柔性与刚性CIGS技术之间的壁垒,开启全新的CIGS技术研发格局,实现“刚柔并济”。并利用自身在CIGS产业化道路上的先进经验,推进集团刚性和柔性CIGS薄膜光伏技术的共同发展,奠定国家能源集团在CIGS光伏产业的全球领导者地位。


低碳院101楼4层的一间会议室是钟大龙博士和研发团队成员们进行项目申报时集中封闭办公的地方,也是他们数个月来拼搏的战场,这里的灯总是亮到最后。如今,他们夜以继日的奋斗终于守得云开见月明。未来4年,与所有的合作伙伴一起,他们的征途是科学技术的星辰大海,亦是人们期待的骄阳蓝天。


文章来源:NiceSolarEnergy

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