BIPV 邀请太阳住进楼宇
□  中国化工信息中心硅材料中心   邱亮
  　遏制全球气候变暖、推进节能减排是世界性的课题，在既要保护环境又要发展经济的双重压力下，加快太阳
能光伏等新能源产业的发展成为上佳选择。近年来，世界光伏产业快速发展，2010年全球用于光伏电池和模组的
先进化学试剂和材料市场增长114%，达到65亿美元。光伏建筑一体化（BIPV）是光伏发电最重要的应用领域和
最具发展前景的市场，欧美等发达国家太阳能光伏产品70%以BIPV应用在建筑中，我国的BIPV系统还处于试点
阶段。

BIPV发展优势明显
  　近年，我国光伏产业发展迅速，2010年国内光伏电池产量已经达到8千兆瓦，约占全球总产量的一半，居世
界首位，但国内应用仅占5%，其余则出口到德国、西班牙等国家。
　　目前国内最重要的应用领域是农村电气化。由于我国适宜发展光伏的区域目前限于西藏、青海、新疆、甘肃、
云南等太阳能资源丰富的省份，因此农村电气化光伏市场有限。大型光伏电力系统中沙漠光伏电站最具代表性，
我国现有和潜在沙漠化地区面积为250万km2，占领土总面积的1/4。如果这些地区的1%用于光伏发电，发电容
量可达2.5亿kW。然而，太阳能光伏发电电站需占用大量的土地，而且中国的电力消费主要集中在东部地区，这
样会加大输送成本和在传输过程中的损耗。
  　相对而言，BIPV具有占地面积少、适用于人口稠密区、可节省电网投资、可原地应用等诸多优点，在当前国
内大力发展绿色建筑的环境下，正成为光伏市场的发展亮点。BIPV并非将光伏组件与建筑简单相加，而是根据节
能、环保、安全、美观和经济实用的总体要求，将光伏组件作为建筑的一种体系引入建筑领域，纳入建设工程基
本建设程序，同步设计、同步施工、同步验收，与建设工程同时投入使用，同步后期管理，使其成为建筑有机组
成的一种理念、设计和工程的总称。BIPV产生的电能并入建筑供电网络，为建筑内照明系统和空调、电脑等用电
单元供电，同时还可以向公共电网供电，从而舒缓高峰电力紧张矛盾，使建筑成为真正意义上的“绿色建筑”。
  　目前我国光伏应用构成见图1。
　　　　
光伏组件技术尚需突破
  　目前，技术层面影响BIPV应用的重要因素之一是光伏组件技术。应用于BIPV的光伏系统可以是单晶硅、多
晶硅和薄膜电池等各种电池组件，其中单晶硅电池和多晶硅电池可以用于建造独立的光伏电站。晶体硅太阳能电
池目前占据大部分的市场，但其成本下降的空间有限，而薄膜太阳能电池不仅成本下降的空间较大，转换效率也
在迅速提升。因此当前应用于BIPV体系的主要是薄膜电池，包括非晶硅薄膜电池(a-Si)、铜铟镓硒电池(CIGS)、
碲化镉(CdTe)电池。
    1． 非晶硅薄膜电池 　我国是全球非晶硅电池的主要生产基地，目前有超过20家非晶硅薄膜电池厂商，产
能共约1.1GW/a，其中800MW的转换效率为6%～7%，300MW的转换效率高于8.5%，最高的转换效率可以达到9%～
10%，生产成本约0.8$/W（国内主要薄膜生产厂见表1）。我国在非晶硅薄膜电池方面具有品牌和规模优势，非晶
硅电池也是目前我国薄膜电池的主要发展方向。
    2．铜铟镓硒电池 　虽然全球有上百家企业从事CIGS技术的研发，但突破技术和设备瓶颈，能够生产大面
积组件的企业不多；技术相对成熟，单机年产量超过10MW的生产线更少，目前仅有欧美和日本的几家公司。CIGS
的试验室转换效率已达20%，接近晶硅电池的试验室转换效率；到目前为止，CIGS薄膜组件在商业运用中被证实
的最高转换效率为15.7%，该技术为太阳能电池制造商MiaSolé拥有。
    3．碲化镉电池　　碲化镉薄膜太阳能电池的发展受到国内外的关注，其小面积电池的转换效率已经达到了
16.5%，商业组件的转换效率约9%，组件的最高转换效率达11%。鉴于碲化镉薄膜太阳能电池的良好发展前景，
日本计划再启动碲化镉薄膜太阳能电池的工业化生产技术研究，意大利和德国也在进行类似的工作。全球最大的
碲化镉太阳能电池制造商First Solar公司正加速扩大产能，在德国建设年产100MW的工厂，同时还计划在美国
本土和亚洲分别建设一个100MW的工厂。目前国内介入碲化镉电池的企业仅三家，但均未实现大规模量产，四川
大学的碲化镉薄膜太阳能电池工业化生产技术研究进展顺利。
  　尽管碲化镉技术的转换效率低于晶硅太阳能电池，但同时考量转换效率、制造成本及原物料成本等因素，碲
化镉技术拥有比其他薄膜太阳能技术更佳的成本结构，或在今后成为BIPV市场的主力军。

国内市场正在启动
    目前我国光伏产业对外依赖度很大，自2006年以来光伏产品的出口比例一直在95%以上，面临很大的国外补
贴政策和贸易保护的风险。所以，我国的光伏产业要健康发展，亟待拓展国内的应用市场。近年我国对BIPV的
重视不断加强，相继推出了《关于组织实施太阳能光电建筑应用一体化示范的通知》、《太阳能光电建筑应用财政
补助资金治理暂行办法》以及《关于加快推进太阳能光电建筑应用的施行意见》等一系列扶持政策。但要推广BIPV，
根本出路还在于并网，因此国家急需出台类似欧洲《上网电价法》的法律来切实推动BIPV的普及应用。
    当前日本核电危机引起的全球性的恐慌，使各国政府开始对核产业重新思量，近期全球将会有大批在建或在
运营的核电站停止工作，核电减少将导致电力紧俏，具有建设周期短、安全、高效优势的太阳能光伏发电有望成
为替代核电的首选。作为极具发展前景的清洁替代能源，面对我国快速发展的建筑市场，随着相关行业法规的完
善及技术的创新发展，我国的BIPV正面临新的发展机遇！
  表1 2010年国内主要薄膜生产企业及产能统计      MW/a
生产企业                         电池类型  转换效率/%     技术来源  产能
福建钧石能源有限公司     非晶硅薄膜    6～6.5    自有    225
江西赛维百世德太阳能高科技有限公司    非晶/微晶双结      9    AMAT    130
浙江正泰太阳能科技有限公司    非晶/微晶双结      9    欧瑞康    90
南通强生光电科技有限公司     非晶硅薄膜     6～7    XSUNX    125
保定天威薄膜光伏有限公司     非晶硅薄膜     6.5    欧瑞康    80