近年来世界各国持之以恒地在非晶体硅太阳能的利用领域投入研发力量，其中低成本、大面积的CIGS(铜铟镓硒)已经可以看见成效。其市场份额虽然只占整个光伏市场的不足15%，但随着CIGS制造技术获得突破，CIGS太阳能电池将对晶体硅材料正变得更加具有替代性。

南开大学孙云教授

       记者：孙教授，您好！请问目前晶体硅电池在生产过程中的污染主要有哪几个环节？当前现状如何？是否能够通过技术及设备得到有效解决？

       孙云：我觉得主要污染在生产硅原料这块，因为石英砂制成硅原料的过程中，需要用到四氯化硅，稍微处理不当，这种液体就容易渗出，污染周围植物，当然，这个问题可以在配置相关配套设施并且管理严格的情况下予以解决，但是厂家往往会在降低生产成本这一利益驱动下而“选择性”忽视；此外，晶体硅电池生产过程中不仅高污染，而且高能耗，硅的熔点是1400度，从石英到硅原料，再到铸锭，需要一次一次去提纯，中间需要很多道工艺，所以我们通常说的高污染、高能耗就是以上说的这两个方面。

       记者：请问晶硅电池生产环节存在污染是个案还是集体存在？是行业的问题，还是企业自身的问题？

       孙云：我认为晶硅电池生产并不是整个产业链都有污染，例如组件生产环节就没有污染，扩散过程酸碱清洗、腐蚀、刻槽等里面会用到一些酸碱性的东西，污染也不是很大，但还是要比薄膜污染严重。薄膜组件清洗在玻璃上就可进行，用的往往都是有机清洗剂，不仅没有酸碱的污染，而且是真空镀膜，所以薄膜在这方面基本上没有污染。

       我觉得污染是企业自身的问题，因为生产过程污不污染，主要看配套设施齐不齐全，如果配套实施比较齐全、再加上管理严格，即使生产成本可能略微高些，但是污染这个问题还是可以避免的。

       记者：您作为行业的学术带头人，您的专业是研究CIGS薄膜电池。在您看来，该技术方向是否存在污染的问题？

       孙云：目前为止，我们还没有发现CIGS有严重的污染问题。过去，部分CIGS会采用剧毒气体硒化氢，但是由于有处理装置，排放应该没有问题。此外，大部分CIGS电池里面有一层氯化镉，大概50纳米左右，这种液体里面含有重金属，相比碲化镉来说还是相差甚远，碲化镉里单镉就5-8微米，但是封存好了应该就不会造成污染，若是污染严重，德国、美国就不会生产了。

       目前，国外有不少企业已经在采用无镉工艺，日本SolarFrontier目前生产铜铟镓硒组件，就不含有镉这一元素，这也从侧面反映了这方面的污染完全是可以克服的。

       记者：国内国内CIGS生产厂家目前生产产品包含镉这一成分吗？

       孙云：目前，国内CIGS生产厂家如汉能、孚日等生产的产品应该是都含镉的，在国内上没有见到过类似无镉产品的报道。我们经研究发现，含镉的CIGS产品转换率相对较高，比无镉的转换率大致要高一个点。

       记者：与晶硅电池（组件）相比，CIGS薄膜电池的优点主要有哪些？哪些优点更适合市场化应用？

       孙云：从电池本身来说，优点还是比较多的，第一，成本低，我们说的成本都是概念性的成本，现在实际上还没有达到，因为它现在还属于技术孵化期；第二，能耗低，铜铟镓硒产品就在玻璃、塑料或者不锈钢上进行加工，整个薄膜加在一起才3-4微米，晶硅则需要200微米；再则，晶硅不仅原料价格也昂贵，而且损耗严重，切片过程中锯缝褪下来的硅原料或可达1/3,这部分不可以再回收，因为这些粉末里面包含有很多金属成分，很难提纯，此外，硅原料需要1400度来铸锭，然后扩散做硅片需要900度，能耗相当大。而CIGS整个产业链在一个车间内就可以完成，需要的玻璃也就2-3微米，成本可控，而且，生产过程所需温度最高才500-600度；第三，转换效率高，目前，CIGS的实验室转换效率已经超过晶硅，如SolarFrontier已经达到20.9%，而市场上多晶硅主流转换效率为20.4%-20.5%，产线上，CIGS组件效率已达到13%-14%，甚至是14%-15%，而市场上单晶硅效率为15%-16%，多晶硅也就14%-15%；此外，CIGS吸收光谱非常宽，它能够在太阳光下350纳米近紫外到1100纳米全都能够有反应，而晶硅在长波部分则做不到，只能达到900-1000纳米，非晶硅相比更弱，仅能达到700-800纳米，可见CIGS的弱光响应非常好；最后，也是最重要的一点，是发电能力高，根据实验数据，CIGS年发电量要比晶硅高10%。

       我觉得，市场化应用方面，一是它的年发电量能力，二是它可以做BIPV，此外，CIGS还可以做成柔性电池。

       记者：在您看来CIGS薄膜电池未来的技术提升空间还有多少，有没有成型的技术路线图？

       孙云：CIGS产业化的技术难度比较大，很大程度上在于设备，由于设备要比晶硅复杂，势必会增加它的成本。而设备方面，主要是生产技术还尚未足够成熟，但是在这方面仍有很大的操作空间，如保证膜的均匀性、产品的良品率、工艺稳定，降低设备的故障率、停产率等等，可通过这一些列来降低成本。

       我觉得CIGS产业化的核心技术已经突破了，因为它能够连续化生产电池，后面主要是如何降低成本、提高成熟度的问题。

       记者：您如何看待CIGS薄膜电池和晶硅电池的应用关系？

       孙云：应用方面，我觉得这两者各有各的市场范围，晶硅成本低，适合于大规模建电站，铜铟镓硒也可以，只是目前造价高，可以做幕墙。目前，国内晶硅衰退率这一问题已经相当突出，市场上由于批量化生产，追求低成本，使得产品质量大不如以前，我觉得明后年国内市场上就会出现由于衰退等质量问题而引起的一系列索赔现象，到时候人们就会发现铜铟镓硒性能稳定、衰退率低等诸多优势。