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        跨越與堅守:漢能兩條技術路線一年四次刷新世界紀錄

        來源:華夏時報

        瀏覽量:2378

        發布時間:2019-11-18

        11月11日,一艘全太陽能動力通勤船在泰國“水上集市”丹嫩沙朵水上市場正式下水。這艘船搭載了漢能MiaSolé柔性組件,在曼谷的光照條件下日發電量可達到3到4度,已能滿足在丹嫩沙朵水上市場的日常通勤。


        傳統燃油動力通勤船給泰國帶來了高噪音、高空氣污染的環境負擔,具有環保、低碳等優點的太陽能動力船就成為降低能耗、改善人居環境更現實的辦法。


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        曼谷待起航的全太陽能動力通勤船


        為打造這艘示范通勤船,泰國ASPP公司找到了漢能暉煜新能源科技有限公司,為其定制一款可靠的、能夠負擔得起的薄膜太陽能發電系統。此前,漢能美洲公司就曾應厄瓜多爾KARA SOLAR公司要求建造過用于亞馬遜區域67公里流域的全太陽能動力船。


        漢能擁有柔性銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能組件轉換效率的世界紀錄。這種組件具有環保、輕質、柔性、抗風、耐高溫高濕環境、發電效率穩定等特點,適用于船只。就在近期,經德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(Fraunhofer ISE)認證,漢能美國子公司MiaSolé銅銦鎵硒柔性太陽能電池轉換效率生產的大面積商用組件,有效面積轉換效率達到18.64%,刷新此前由其自身保持的17.44%的世界紀錄。


        同樣在年內兩次刷新世界紀錄的,還有漢能成都研發中心高效硅異質結(SHJ)技術。11月7日,經德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)認證,漢能的6吋SHJ電池轉換效率達25.11%,成為該項技術新的世界冠軍。3個月以前,這個數字是24.85%,為6吋SHJ電池最高轉換效率。彼時,這個成績已經打破了日本保持長達29年之久的世界紀錄。


        近年來,漢能致力于柔性薄膜太陽能電池的研究與開發,多條技術路線紛紛打破世界紀錄。這背后,亦凝結了一群技術人員逆風而行的艱辛努力。


        研發,與生命賽跑


        25.11%這一數字的背后,是一群漢能人用生命和時間賽跑的悲壯故事。


        負責SHJ電池研發的漢能成都研發中心成立于2011年,8年多來,在漢能首席科學家、聯席首席技術官徐希翔博士和李沅民博士的帶領下,在非晶硅、微晶硅和透明導電氧化物薄膜領域實現了大量創新和經驗積累。


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        漢能成都研發中心研發產線


        2014年初,成都研發中心啟動SHJ電池的研發,2017年初,這條技術路線步入正軌。徐李兩位博士和團隊開始每周七天二十四小時連軸做研發試驗,每一次轉換效率的提升,都在量產設備和低成本量產工藝的前提下取得。2017年5月,轉換效率達到21.75%;2018年8月,已經提升到23.73%,是當年中國再生能源協會光伏專委會收錄的中國太陽能電池最高效率。


        然而,工作取得突破的好消息接連傳來,身體卻收到了“壞消息”。2019年元旦,李沅民在美國確診患上肝癌和肺癌,并且已經擴散到了背部骨頭。他只能通過郵件的方式與成都的工程師們溝通,回復一些實驗建議。1月下旬,轉換效率提升到24.2%,離世界紀錄只差0.3%。


        5月,大洋彼岸的病危消息傳來后,徐希翔決定將成都研發中心年底沖刺世界紀錄的計劃提前半年實施,為了讓李沅民能夠親眼見證他們一起許下的“一年打破中國紀錄,兩年打破世界紀錄”的宏愿。然而,到6月9日李沅民離世時,轉換效率仍比日本Kaneka公司的世界紀錄低了0.06%。


        在收到李沅民的妻子發出的訃告后,徐希翔回復了他們之間最后一條消息:“……你是如此深受年輕工程師們的愛戴。他們都記得你最喜歡引用的亞里士多德的名言——‘反復所為,成就吾身。卓越非一日之功,乃習慣使然’。我們將繼續戰斗,贏得這場SHJ技術的戰爭,讓光伏為全世界造福。”


        8月2日,他們送到德國的最新一組電池轉換效率達到了24.85%,成為新的世界冠軍。而在11月,通過改善電池鈍化層的性能和界面特性,提升電池的開路電壓,他們又創造了新的世界紀錄。盡管面臨資金緊張的困難,一些新設備、新材料無法到位,他們仍然在現有的條件下嘗試和堅持。


        從硅谷到中國


        而對于漢能的技術人員來說,除了在技術路線上不斷突破,保持自己在世界的領先地位外,在產品應用上同樣付出了巨大的努力。


        以MiaSolé為例。2013年1月9日,漢能正式完成對美國銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能組件制造商MiaSolé的并購。這家2004年成立的光伏企業,曾經獲得凱鵬華盈和約翰·道爾等投資公司和投資人的青睞,估值一度超過20億美金。然而2011年前后,全球市場疲軟和政策變動接連襲來,原本就未實現商業化的MiaSolé面臨巨大困境,最終被漢能并購。


        接手MiaSolé后,漢能首先對產品定位做了修改,將過去主打地面電站的雙玻產品改為以柔性組件為主,打造了一系列民用產品。


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        位于美國硅谷的MiaSolé


        中國人收購海外公司后在原有基礎上進行整合,往往面臨許多潛在的困難,其中之一便是轉換供應鏈。為控制成本,漢能對MiaSolé進行供應鏈國產化改造。供應鏈的轉移分成兩輪,第一輪是從歐美往亞洲供應鏈轉移,主要是往日、韓以及中國臺灣,第二輪再從日、韓、中國臺灣往大陸轉移。


        這一過程耗費了巨大的人力和財力成本。漢能薄膜發電集團副總裁、MiaSolé高端裝備產業公司CEO徐曉華舉了一個例子:MiaSolé的原料之一冷軋不銹鋼卷原先由法國供應商生產,在切換到寶鋼后,漢能技術人員花了約兩年時間才把良品率提高到原來的水平,最終超過了從前。這一過程中,實驗次數超過40次,每次實驗光是物料就要耗費400萬元。迄今為止,MiaSolé組件80%以上的腔體與零部件都可以在國內找到合格的供應商,90%的物料都已國產化。


        漢能MiaSolé首席執行官張杰表示,目前漢能的柔性組件的轉換效率已足以與多晶硅太陽能電池一級制造商的最高水平相媲美:“MiaSolé靈活的太陽能解決方案正在為其客戶創造新的機會,尤其在發電綠建、電動汽車等尚未發揮太陽能全部潛能的領域。”


        截至目前,漢能在高效太陽能技術領域保持了6項世界紀錄,并不斷刷新:Alta砷化鎵單結電池研發效率29.1%,組件轉換效率25.1%;MiaSolé大面積商用銅銦鎵硒組件轉換率18.64%;GSE柔性銅銦鎵硒冠軍電池轉換效率20.06%;Solibro玻璃基銅銦鎵硒電池研發效率22.92%;高效硅異質結電池研發效率達到25.11%。與此同時,漢能已經基本實現材料制備、工藝優化、高端裝備制造、應用產品開發等關鍵環節的自主可控,特別是自主研發了多條技術路線的高端裝備,已經形成GW級生產能力和累計10GW的交付能力,成為全球唯一具有薄膜太陽能芯片整線研發和交付能力的裝備研發和系統集成商。

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