鍺,鎵下游項(xiàng)目

1、鍺，鎵的下游項(xiàng)目鍺的下游1.光纖級四氯化鍺項(xiàng)目（1）光纖級四氯化鍺光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。一根透亮的玻璃狀的大棒成為電纜行業(yè)的資本寵兒，它叫光纖預(yù)制棒，簡稱“光棒”。頭發(fā)絲一樣粗細(xì)的光纖就是用這種光纖預(yù)制棒拉制出來的，光纖的后道產(chǎn)品就是光纜。光棒是制造光纖的母材，而制造光棒產(chǎn)品是屬于技術(shù)含量高，技術(shù)關(guān)聯(lián)度強(qiáng)，投資規(guī)模大，市場前景廣的項(xiàng)目。 隨著我國寬帶建設(shè)提速、光纖需求放量，再加上最近受地震影響日本預(yù)制棒出貨將在較長時(shí)期內(nèi)難以恢復(fù)到歷史水平，中國光纖預(yù)制棒產(chǎn)業(yè)迎來了一個(gè)發(fā)展機(jī)遇。但是光纖核心技術(shù)光纖預(yù)制棒的發(fā)展卻嚴(yán)重依賴進(jìn)口，成為

2、了我國光纖事業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。鍺金屬在光纖上有重要應(yīng)用。光纖四氯化鍺作為單模石英光纖的摻雜物，可用于光纖生產(chǎn)，主要用于發(fā)揮光纖摻雜作用和光纖轉(zhuǎn)換作用，在通信光纖領(lǐng)域中的作用具有不可替代性。（2）四氯化鍺市場現(xiàn)狀分析1-1.需求：現(xiàn)在中國需求量大約2025噸/年；預(yù)計(jì)到2014年，中國的光纖產(chǎn)量數(shù)倍增長，光纖預(yù)制棒增速迅速，中國光纖級四氯化鍺需求量達(dá)到50噸/年。光學(xué)纖維用四氯化鍺產(chǎn)品在全國都有分布，以華北、華東、東北和中南為主，西南、西北部由于地域交通原因相對分布較少：目前中國國內(nèi)光纖四氯化鍺進(jìn)口依賴度很大，主要有比利時(shí)Umicore，德國Evonik Degussa，美國等，價(jià)格比利時(shí)Umi

3、core的最貴，產(chǎn)品最好；德國Evonik Degussa，美國價(jià)格略低。1-2.生產(chǎn)：產(chǎn)品達(dá)標(biāo)生產(chǎn)單位只有寥寥幾家主要是北京國晶輝，還有云南鍺業(yè)，馳宏鋅鍺等公司生產(chǎn)。目前國產(chǎn)光纖級四氯化鍺產(chǎn)量約15噸，國內(nèi)的生產(chǎn)商都面臨供不應(yīng)求的局面，產(chǎn)品質(zhì)量有了很大改善，一部分（約10噸）用以滿足本國需求，剩下部分出口滿足國外采用OVD法光纖預(yù)制棒的工業(yè)。所以估算今年的光纖四氯化鍺需求量一半（1015噸）依賴進(jìn)口。（3）光纖級四氯化鍺制作方法：將體積比為0.25-2.0：1的鹽酸和四氯化鍺加入到蒸餾釜中進(jìn)行蒸餾，或在單獨(dú)蒸餾四氯化鍺的同時(shí)通入氣體，直至蒸餾結(jié)束，蒸餾溫度為76-80，蒸餾出來的溶液經(jīng)鹽酸分

4、離器分離后的四氯化鍺溶液存放于儲罐中，需靜置3672排到空塔蒸餾釜中，將四氯化鍺溶液溫度升高至70-75，在不斷通入氮?dú)?236的同時(shí)，采用紫外燈進(jìn)行光照，最后在76-80進(jìn)行精餾操作并轉(zhuǎn)移出產(chǎn)品。本方法涉及在生產(chǎn)光纖用四氯化鍺生產(chǎn)中，將夾雜于四氯化鍺中的鹽酸分離出來的裝置，屬于一種光纖用四氯化鍺生產(chǎn)裝置。分離裝置由主分離塔、進(jìn)料管、尾氣排放管、氣氛補(bǔ)給管、排酸管和出料管組成，在主分離塔的頂端接有一根進(jìn)料管，進(jìn)料管側(cè)部接有尾氣排放管，主分離塔上側(cè)部接有排酸管，主分離塔中段接有一根出料管，出料管管口伸到主分離塔底部，進(jìn)料管上接有氣氛補(bǔ)給管，氣氛補(bǔ)給管側(cè)部分別各自通過兩根獨(dú)立的管道與排酸管和進(jìn)料管

5、接通。本裝置作用時(shí)可以實(shí)時(shí)觀察分離過程，對鹽酸和四氯化鍺進(jìn)行有效分離，整個(gè)分離過程完全與空氣隔離，避免了產(chǎn)品的二次污染，此裝置結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，效率高。本法的優(yōu)點(diǎn)是：工藝過程簡單，操作方便，可以很好地去除四氯化鍺中的含氫雜質(zhì)，具有較高的工業(yè)使用價(jià)值。投資關(guān)鍵點(diǎn)：a.生產(chǎn)設(shè)施：包括全套反應(yīng)釜、精餾塔（組）、換熱器/冷凝器、再沸器、泵、分離器、儲罐、管道等設(shè)施。b.檢測條件：包括實(shí)驗(yàn)室檢測設(shè)備，無菌無塵試驗(yàn)室等c.產(chǎn)品容器：鋼瓶，5萬左右/只（50KG/只），需要最少30只（4）光纖級四氯化鍺市場前景光纖級四氯化鍺光纖用鍺約占30%。未來對光纖的需求主要來自城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，特別是

6、基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的光纖到樓（FTTB）和光纖到戶（FTTH）的需求。從發(fā)展預(yù)測看，2012年全球廣信市場需求接近20000萬芯公里，其中亞太市場特別是中國市場需求非常重要。光纖到戶的逐步推進(jìn)將擴(kuò)大光纖光纜行業(yè)對光纖級四氯化鍺的需求；銅質(zhì)電纜的被替代將擴(kuò)大光纖光纜行業(yè)對光纖級四氯化鍺的需求；中國3G建設(shè)的推進(jìn)將擴(kuò)大光纖光纜行業(yè)對光纖級四氯化鍺的需求；2009年中國共消費(fèi)光纖四氯化鍺近50噸，占全球總量的一半。目前中國沒有光纖四氯化鍺的生產(chǎn)能力，基本依賴進(jìn)口。據(jù)了解，云南鍺業(yè)主要產(chǎn)品是鍺金屬，并已進(jìn)入紅外、太陽能兩個(gè)領(lǐng)域，但光纖四氯化鍺在公司產(chǎn)業(yè)鏈里尚屬空白。北京國晶輝擁有自主開發(fā)的光纖四氯化鍺加工

7、工藝，但受制于鍺金屬供給，無法釋放效益；武漢長飛在光纖領(lǐng)域具有優(yōu)勢，但其所需的光纖四氯化鍺完全來自進(jìn)口。2010年12月，云南鍺業(yè)與長飛光纖光纜及北京國晶輝紅外光學(xué)公司三方共同出資成立子公司，進(jìn)行30噸光纖四氯化鍺項(xiàng)目。國晶輝公司已經(jīng)完成了四氯化鍺的技術(shù)研發(fā):國晶輝公司獨(dú)創(chuàng)的精餾提純方法生產(chǎn)的超高純度光纖級四氯化鍺,可用于生產(chǎn)多模、單模以及無水峰光纖,其產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前我國能夠大規(guī)模生產(chǎn)光纖的大部分廠家停留在從國外進(jìn)口預(yù)制棒、國內(nèi)拉絲加工的生產(chǎn)水平上，這種模式限制了光纖成本降低，阻礙了光纖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。改變這一現(xiàn)狀，必須解決原材料國產(chǎn)化的問題，提高光纖預(yù)制棒的制造工藝技術(shù)。四氯化

8、鍺(GeCl4)主要用作預(yù)制棒纖芯摻雜劑，以提高纖芯折射率，實(shí)現(xiàn)光纖的全反射、無損耗并提高傳輸距離，總純度要求大于99.999%。國內(nèi)目前用量約10噸/年左右。近年來，隨著光纖通信業(yè)的迅速發(fā)展，光纖用GeCl4的需求量不斷上升。2. 高效率太陽能電池用鍺晶片項(xiàng)目（1）太陽能電池歷史發(fā)展：第一代晶體硅（分為單晶硅和多晶硅兩種）太陽電池研制成功，經(jīng)過各國光伏工作者的不懈努力，到目前為止，第一代晶體硅太陽電池的實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到了24.7，大規(guī)模生產(chǎn)商用產(chǎn)品的效率為17以上。盡管如此，由于受單晶硅材料價(jià)格及繁瑣的加工工藝限制，致使單晶硅太陽電池成本居高不下，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。第二代薄

9、膜太陽能電池，主要構(gòu)成為非晶硅與二六族化合物半導(dǎo)體，常被運(yùn)用于建筑涂料。第三代GaAs(砷化鎵)、CuInSe2和CdTe等太陽電池也取得了令人矚目的成就，GaAs 、CuInSe2和CdTe等薄膜電池的實(shí)驗(yàn)室效率目前分別為25%、16.5%和18.5，雖然仍有望在效率上進(jìn)一步突破，但前者穩(wěn)定性差，后者又較難制作。 第四代鍺襯底化合物半導(dǎo)體疊層電池因其高效率、高電壓和高溫特性好等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)用的轉(zhuǎn)換效率為28%32%，聚光后最高達(dá)到42.8%，被廣泛應(yīng)用于空間衛(wèi)星太陽能電池、國防邊遠(yuǎn)山區(qū)雷達(dá)站、微波通訊站，在未來光伏發(fā)電領(lǐng)域具有現(xiàn)實(shí)而廣闊的應(yīng)用潛力。 （2）高效率太陽能電池用鍺晶片高純鍺單晶具有

10、抗輻射、高頻、光電性能好等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于能源、光電、國防軍事、航空航天和現(xiàn)代化信息產(chǎn)業(yè)等高科技領(lǐng)域。近年來，鍺襯底化合物半導(dǎo)體疊層電池因其高效率、高電壓和高溫特性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于空間衛(wèi)星太陽能電池、國防邊遠(yuǎn)山區(qū)雷達(dá)站、微波通訊站等等。目前太陽能電池用鍺襯底晶片約占10%。與傳統(tǒng)基于單晶硅電池相比，鍺襯底高光電轉(zhuǎn)換效率和良好性能的高效電池也將在未來太陽能電池中占據(jù)更重要的地位。鍺襯底片高效太陽能電池在空間應(yīng)用比例已超過80%。未來隨著成本的下降，地面應(yīng)用將逐步擴(kuò)大。預(yù)計(jì)全球高效率太陽能電池用鍺晶片未來五年的增長率為30%。（3）全球高效率太陽能用鍺晶片生產(chǎn)情況及產(chǎn)量預(yù)測目前，全球高效率

11、太陽能用鍺晶片的生廠主要集中在比利時(shí)的優(yōu)美可（Umicore）公司和美國的AXT公司，美國AXT公司20052007年分別從鍺基板中收入達(dá)到了4.2、90.9和222.5萬美元，該公司還計(jì)劃在2012年使GaAs和Ge基板收入達(dá)到676萬美元。隨著三結(jié)太陽能電池技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，使用鍺晶片做基板的三結(jié)太陽能電池的需求會越來越強(qiáng)，全球高效率太陽能電池用鍺晶片未來五年的增長率按30估計(jì)，未來幾年太陽能電池用鍺晶片產(chǎn)量如下：2015年、 2020年將達(dá)到427.27萬片， 1586.43萬片。目前，以鍺晶片為基板的高效率太陽能電池主要用于如衛(wèi)星等空間供電電源中，根據(jù)衛(wèi)星大小的不同，普通衛(wèi)星大約

12、需要高效太陽能電池用鍺晶片約600015000片，大型衛(wèi)星的太陽能用鍺晶片將達(dá)到數(shù)萬片，空間站的建立及維護(hù)所需要的太陽能用鍺晶片數(shù)量更為巨大，在地面光伏發(fā)電市場也有部分采用。目前三結(jié)太陽能電池在空間供電電源中的應(yīng)用比例占到了80，地面光伏市場非硅技術(shù)所占比例現(xiàn)在為9。有研究表明，在地面光伏市場發(fā)電技術(shù)中，使用三結(jié)太陽能電池約占非硅技術(shù)的40左右。在未來510年，按使用鍺基板的三結(jié)太陽能電池占空間供電電源的比例將達(dá)到90。以我國來說，以鍺晶片為基板的三結(jié)太陽能電池主要用于衛(wèi)星，目前因成本過高，地面光伏市場應(yīng)用程度較低。按我國衛(wèi)星供電電源與全球相同，到2010年約有90采用鍺晶片為基板的三結(jié)太陽能

13、電池，地面光伏市場采用以鍺晶片為基板的三結(jié)太陽能電池占整個(gè)地面光伏市場的比例約為5左右。（4）高效率太陽能電池用鍺晶片的發(fā)展展望（一）以鍺晶片為基板的三結(jié)太陽能電池在空間的應(yīng)用將進(jìn)一步加強(qiáng)，但未來需求將趨于穩(wěn)定；以鍺晶片為基板的三結(jié)太陽能電池因其性能好，光電轉(zhuǎn)換率高，而越來越被各國運(yùn)用到空間供電電源中。目前，全球在空間供電電源中已超過80的比例采用了以鍺晶片為基板的砷化稼太陽電池?？梢灶A(yù)計(jì)在未來35年，這一比例將會提高到近100。但由于衛(wèi)星的研制是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工程，需要較長的時(shí)間要求，加上地球同步衛(wèi)星軌道的限制，未來五年人造衛(wèi)星的發(fā)射量將會趨于穩(wěn)定，每年大致在3040顆左右，這樣對高效太陽能

14、電池用鍺晶片的需求量最多為80萬片，而目前各國由于使用鍺晶片的三結(jié)太陽能聚光光伏電池成本較高，地面光伏市場總體來說較難推廣，太陽能電池用鍺晶片主要仍是提供人造衛(wèi)星使用。但目前的生產(chǎn)量已基本能滿足空間使用的需要，因此，在地面光伏市場的使用量能否提高仍未知的情況下，發(fā)展太陽能電池用鍺晶片有著一定的風(fēng)險(xiǎn)。 （二）地面光伏市場對太陽能電池用鍺晶片有著較大的需求潛力 目前，隨著世界各國對可再生能源的重視，地面太陽能光伏產(chǎn)業(yè)正以迅猛的速度發(fā)展，但采用的主要太陽能電池生產(chǎn)原料仍是硅晶片，以鍺晶片為基板的三結(jié)電池盡管性能好，光電轉(zhuǎn)換率高，但由于成本的因素，其在地面光伏市場的發(fā)展受到很大的制約。未來隨著科學(xué)技術(shù)

15、的發(fā)展，三結(jié)太陽能電池的制造成本也將會有下降的可能，這樣，地面光伏市場對太陽能電池用鍺晶片的需求就將會有較大的潛力，按照目前地面太陽能光伏市場的發(fā)展趨勢，三結(jié)太陽能電池在整個(gè)地面光伏市場的運(yùn)用的比例哪怕提高1，都有可能帶來幾十萬片到百萬片的需求量。 （三）高效三結(jié)太陽能電池有望在軍事裝備中得到大面積應(yīng)用 盡管科技在不斷進(jìn)步，備用電池仍然占據(jù)了戰(zhàn)場上士兵100磅負(fù)重的五分之一，他們的包袱包括背包、武器、保護(hù)裝備和一整套電子裝置。這些電池是為保命用的電子元件提供電力，但是它的重量仍然阻礙了前進(jìn)并加重了攻擊弱點(diǎn)。美軍在一份計(jì)劃中設(shè)想：到2025年，任何一名美軍士兵可以在任何地方補(bǔ)充燃料和電能。20世

16、紀(jì)90年代中期，美軍開始著力打造數(shù)字化部隊(duì)，GPS、夜視儀、戰(zhàn)場數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等大量數(shù)字化裝備的配備，使得部隊(duì)裝備特別是單兵裝備對電能的需求激增，隨著武器系統(tǒng)日益復(fù)雜，士兵攜帶的電池也逐漸加重并成為嚴(yán)重的問題，只有依靠便攜式太陽能電池才能解決這一問題。3.紅外光學(xué)用鍺晶體項(xiàng)目。由于鍺在大氣層中堆2-14微米光波具有高而均勻的透射率、不吸收、不軟化、不溶于水，光學(xué)性能好，價(jià)格相對較低，因此是較好的紅外光學(xué)材料。同時(shí)，鍺的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕和易于加工等優(yōu)勢明顯，使其在紅外光學(xué)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。將鍺制成鍺單晶，切片加工成鍺透鏡及鍺窗，利用鍺單晶透過紅外波長的特性制成各種紅外光學(xué)部件，廣泛應(yīng)用于各類

17、紅外光學(xué)系統(tǒng)如：熱成像儀與夜視儀，光探測器，紅外探測器，導(dǎo)彈的預(yù)警與制導(dǎo)。激光與紅外雷達(dá)，微波管與微波集成。目前紅外光學(xué)用鍺比重為42%。從全球紅外系統(tǒng)市場增長情況看，當(dāng)前國防軍事應(yīng)用增速約12%，民用應(yīng)用增速約為15%，預(yù)計(jì)未來三年的增長率接近于18%。紅外熱像儀所涉及的紅外鍺鏡頭的用量最大，其產(chǎn)量直接決定紅外光學(xué)行業(yè)的用鍺量。未來民用紅外鍺鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在消防、電力、建筑、制造業(yè)、醫(yī)療、安防等行業(yè)。鎵的下游砷化鎵太陽能光伏電池項(xiàng)目一、砷化鎵電池基本介紹 近年來，太陽能光伏發(fā)電在全球取得長足發(fā)展。常用光伏電池一般為多晶硅和單晶硅電池，然而由于原材料多晶硅的供應(yīng)能力有限，加上國際炒家的

18、炒作，導(dǎo)致國際市場上多晶硅價(jià)格一路攀升，最近一年來，由于受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，價(jià)格有所下跌，但這種震蕩的現(xiàn)狀給光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展帶來困難。目前，技術(shù)上解決這一困難的途徑有兩條：一是采用薄膜太陽電池，二是采用聚光太陽電池，減小對原料在量上的依賴程度。常用薄膜電池轉(zhuǎn)化率較低，因此新型的高倍聚光電池系統(tǒng)受到研究者的重視。聚光太陽電池是用凸透鏡或拋物面鏡把太陽光聚焦到幾倍、幾十倍，或幾百倍甚至上千倍，然后投射到太陽電池上。這時(shí)太陽電池可能產(chǎn)生出相應(yīng)倍數(shù)的電功率。它們具有轉(zhuǎn)化率高，電池占地面積小和耗材少的優(yōu)點(diǎn)。高倍聚光電池具有代表性的是砷化鎵（GaAs）太陽電池。 GaAs屬于III-V族化合物半導(dǎo)體材料，其

19、能隙與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫。所謂III-V族化合物半導(dǎo)體，是指元素周期表中的III族與V族元素相結(jié)合生成的化合物半導(dǎo)體，主要包括鎵化砷（GaAs）、磷化銦（InP）和氮化鎵等。與硅太陽電池相比，GaAs太陽電池具有較好的性能。： 1、光電轉(zhuǎn)化率： 砷化鎵的禁帶較硅為寬，使得它的光譜響應(yīng)性和空間太陽光譜匹配能力較硅好。目前，硅電池的理論效率大概為23%，而單結(jié)的砷化鎵電池理論效率達(dá)到27%，而多結(jié)的砷化鎵電池理論效率更超過50%。 2、耐溫性 常規(guī)上，砷化鎵電池的耐溫性要好于硅光電池，有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，砷化鎵電池在250的條件下仍可以正常工作，但是硅光電池在200就已經(jīng)無法正常運(yùn)行。

20、3、機(jī)械強(qiáng)度和比重 砷化鎵較硅質(zhì)在物理性質(zhì)上要更脆，這一點(diǎn)使得其加工時(shí)比容易碎裂，所以，目前常把其制成薄膜，并使用襯底（常為Ge鍺），來對抗其在這一方面的不利，但是也增加了技術(shù)的復(fù)雜度。 二、砷化鎵電池的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 GaAs太陽電池的發(fā)展是從上世紀(jì)50年代開始的，至今已有已有50多年的歷史。1954年世界上首次發(fā)現(xiàn)GaAs材料具有光伏效應(yīng)。在1956年，LoferskiJ.J.和他的團(tuán)隊(duì)探討了制造太陽電池的最佳材料的物性，他們指出Eg在1.21.6eV范圍內(nèi)的材料具有最高的轉(zhuǎn)換效率（理論上估算，GaAs單結(jié)太陽電池的效率可達(dá)27%）。20世紀(jì)60年代，Gobat等研制了第1個(gè)摻鋅GaAs太陽

21、電池，不過轉(zhuǎn)化率不高，僅為9%10%，遠(yuǎn)低于27%的理論值。20世紀(jì)70年代，IBM公司和前蘇聯(lián)Ioffe技術(shù)物理所等為代表的研究單位，采用LPE(液相外延)技術(shù)引入GaAlAs異質(zhì)窗口層，降低了GaAs表面的復(fù)合速率，使GaAs太陽電池的效率達(dá)16%。不久，美國的HRL及Spectrolab通過改進(jìn)了LPE技術(shù)使得電池的平均效率達(dá)到18%，并實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，開創(chuàng)了高效率砷化鎵太陽電池的新時(shí)代。從上世紀(jì)80年代后，GaAs太陽電池技術(shù)經(jīng)歷了從LPE到MOCVD，從同質(zhì)外延到異質(zhì)外延，從單結(jié)到多結(jié)疊層結(jié)構(gòu)的幾個(gè)發(fā)展階段，其發(fā)展速度日益加快，效率也不斷提高，目前實(shí)驗(yàn)室最高效率已達(dá)到50%（來自IB

22、M公司數(shù)據(jù)），產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率可達(dá)30%以上。 三、砷化鎵電池的優(yōu)勢 光伏發(fā)電經(jīng)歷了第一代晶硅電池和第二代薄膜電池目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，正逐漸轉(zhuǎn)向高效的HCPV系統(tǒng)發(fā)電（第三代聚光太陽能，俗稱砷化鎵電池）。砷化鎵電池太陽能發(fā)電模組和發(fā)電系統(tǒng)的是近年來國際太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的新熱點(diǎn)，同晶硅技術(shù)和薄膜技術(shù)相比，HCPV在100KW以上發(fā)電系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)勢，如果綜合考慮年發(fā)電成本和碳痕跡等因素，則HCPV擁有絕對優(yōu)勢。 與前兩代電池相比，HCPV 采用多結(jié)的III-V族化合物電池，具有大光譜吸收、高轉(zhuǎn)換效率（HCPV系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率可達(dá)25，遠(yuǎn)高于目前晶硅電池17左右的轉(zhuǎn)換效率）等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，該系統(tǒng)更加節(jié)能

23、環(huán)保，它的一大技術(shù)特性是，聚光倍數(shù)越大所需的光伏電池面積越小。對高達(dá)幾百倍的HCPV系統(tǒng)來說，硬幣大小的轉(zhuǎn)換電池就可轉(zhuǎn)換碗口面積的光能。 在節(jié)省半導(dǎo)體材料用量的同時(shí)，降低了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和能耗，使HCPV具有更短的能量回收期。隨著HCPV技術(shù)的更加成熟以及生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，普遍預(yù)計(jì)，今年內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)較低的平準(zhǔn)化電力成本低于晶硅和薄膜電池。高聚光太陽能（HCPV）聚光（CPV）太陽能技術(shù)是通過聚光的方式把一定面積上的太陽光通過聚光系統(tǒng)會聚在一個(gè)狹小的區(qū)域（焦斑），太陽能電池僅需焦斑面積的大小即可，從而大幅減太陽能電池的用量。 第三代高聚光型（HCPV）太陽能發(fā)電模組和發(fā)電系統(tǒng)的是近年

24、來國際太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的新熱點(diǎn)，同晶硅技術(shù)和薄膜技術(shù)相比，HCPV在100KW以上發(fā)電系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)勢，如果綜合考慮年發(fā)電成本和碳痕跡等因素，則HCPV擁有絕對優(yōu)勢。目前第三代HCPV（高聚光）已將聚光倍數(shù)提高至500倍。CIGS 銅銦鎵硒薄膜太陽能項(xiàng)目1. CIGS薄膜太陽能電池CIGS薄膜太陽能電池，由Cu（銅）、In（銦）、Ga（鎵）、Se（硒）四種元素構(gòu)成最佳比例的黃銅礦結(jié)晶薄膜太陽能電池，是組成電池板的關(guān)鍵技術(shù)。由于該產(chǎn)品具有光吸收能力強(qiáng)，發(fā)電穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)化效率高，白天發(fā)電時(shí)間長、發(fā)電量高、生產(chǎn)成本低以及能源回收周期短等諸多優(yōu)勢，CIGS太陽能電池已是太陽能電池產(chǎn)品的明日之星，

25、可以與傳統(tǒng)的晶硅太陽能電池相抗衡。CIGS薄膜太陽能電池具有如下優(yōu)點(diǎn)：l 光吸收能力強(qiáng) CIGS太陽能電池由Cu（銅）、In（銦）、Ga（鎵）、Se（硒）四種元素構(gòu)成最佳比例的黃銅礦結(jié)晶作為吸收層，可吸收光譜波長范圍廣，除了晶硅與非晶硅太陽能電池可吸收光的可見光譜范圍，還可以涵蓋波長7001200nm之間的紅外光區(qū)域，即一天內(nèi)可吸收光發(fā)電的時(shí)間最長，CIGS薄膜天陽能電池與同一瓦數(shù)級別的晶硅太陽能電池相比，每天可以超出20%比例的總發(fā)電量。l 發(fā)電穩(wěn)定性高 由于晶硅電池本質(zhì)上有光致衰減的特性，經(jīng)過陽光的長時(shí)間暴曬，其發(fā)電效能會逐漸減退，而CIGS太陽能電池則沒有光致衰減特性，發(fā)電穩(wěn)定性高。晶硅

26、太陽能電池經(jīng)過較長一段時(shí)間發(fā)電后，或多或少存在熱斑現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電量小，增加維護(hù)費(fèi)用，而CIGS太陽能電池能采用內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)、可避免此現(xiàn)象的發(fā)生，較晶硅太陽能電池比所需的維護(hù)費(fèi)用低。l 轉(zhuǎn)換效率高 根據(jù)美國國家再生能源實(shí)驗(yàn)室(National Renewable Energy Labs;NREL)所公布，目前太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)20.2%，而業(yè)界最高紀(jì)錄可達(dá)17%，普遍標(biāo)準(zhǔn)為12%。l 成產(chǎn)成本低 CIGS太陽能電池主要成本為玻璃基板與Cu（銅）、In（銦）、Ga（鎵）、Se（硒）四種元素構(gòu)成的原材料，其中玻璃只需采用一般建材所使用的鈉玻璃，不需要使用太陽能專用超白玻璃或者薄膜導(dǎo)電玻璃。四

27、種金屬元素不是貴重金屬，而且每片電池板的CIGS吸收層所需膜層厚度不超過3m（微米），原材料需求量不高，每片成本十分具有競爭力。l 能源回收周期短 太陽能電池是很好的可再生能源技術(shù)，可以解決我們?nèi)祟惖哪茉葱枨髥栴}又不不污染環(huán)境，但是生產(chǎn)太陽能電池本身也需要消耗一定的能源。評估一個(gè)可再生能源裝置是否真正環(huán)保，除了轉(zhuǎn)換效率，更重要的是使用該裝置所產(chǎn)生的再生能源，需要多長時(shí)間才能相當(dāng)于當(dāng)初生產(chǎn)時(shí)所消耗的能源總量，即所謂能換回收周期。根據(jù)美國能源總署研究，以30年壽命的太陽能裝置為例，晶硅太陽能電池的回收期間為24年，而薄膜太陽能電池為12年。換而言之，每一個(gè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可享有2629年真正無污染

28、的期間，而采用CIGS太陽能無疑是最佳選擇。如同晶硅太陽能電池產(chǎn)品一樣應(yīng)用于屋頂發(fā)電項(xiàng)目。然而與晶硅太陽能電池相比，CIGS具有外觀上較為美觀，可作為建筑玻璃材料使用（BIPV,Building Integrated Photovoltaic）。CIGS亦可以制成柔性薄膜電池，未來可發(fā)展成為個(gè)人使用的發(fā)電裝置，可解決個(gè)人數(shù)碼產(chǎn)品的電池續(xù)航力不足的問題。其他應(yīng)用層面可涵蓋LED路燈、太陽能熱水器、大樓玻璃幕墻、太陽能發(fā)電廠、沙漠發(fā)電系統(tǒng)等。2. CIGS薄膜太陽能電池發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 70年代Bell實(shí)驗(yàn)室Shaly等人系統(tǒng)研究了三元黃銅礦半導(dǎo)體材料CIS的生長機(jī)理、電學(xué)性質(zhì)及在光電探測方面的

29、應(yīng)用； 1974年，Wagner利用單晶ClS研制出高效太陽能電池,制備困難制約了單晶ClS電池發(fā)展； 1976年，Kazmerski等制備出了世界上第一個(gè)ClS多晶薄膜太陽能電池； 80年代初，Boeing公司研發(fā)出轉(zhuǎn)換效率高達(dá)9.4%的高效CIS薄膜電池； 80年代期間，ARCO公司開發(fā)出兩步(金屬預(yù)置層后硒化)工藝，方法是先濺射沉積Cu、In層，然后再在HSe中退火反應(yīng)生成CIS薄膜，轉(zhuǎn)換效率也超過10%； 1994年，瑞典皇家工學(xué)院報(bào)道了面積為0.4cm效率高達(dá)17.6%的ClS太陽能電池； 90年代后期，美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)一直保持著CIS電池的最高效率記錄，并1999年

30、，將Ga代替部分In的CIGS太陽能電池的效率達(dá)到了18.8%，2008年更提高到19.9%； 圖1：CIGS薄膜太陽能電池發(fā)展的歷程3. CIGS薄膜太陽能電池發(fā)展前景作為第二代薄膜太陽能電池，主要構(gòu)成為銅銦鎵硒(CIGS)等化合物，CIGS薄膜太陽能具有高效、低成本、可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，常被運(yùn)用于建筑涂料。發(fā)展前景將會十分廣闊。銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池由于效率高、無衰退、抗輻射、壽命長、成本低廉等特點(diǎn)，是備受人們關(guān)注的一種新型光伏電池產(chǎn)品，經(jīng)過近30年的研究和發(fā)展，其光電轉(zhuǎn)化效率為所有已知薄膜太陽能電池中最高的，目前，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室在玻璃襯底上利用共蒸發(fā)三步工藝制備出最高效率達(dá)19.9%的電池。2009年全球CIGS薄膜太陽能電池產(chǎn)能超過660MW，實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到180MW，年增幅超過300%，遠(yuǎn)高于行業(yè)內(nèi)的增長速度，顯示了極強(qiáng)的發(fā)展勢頭，近期，CIGS小面積電池效率又創(chuàng)造了新的記錄，達(dá)到了20.1%，