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柔性晶体硅光伏组件技术开发及GW级生产制造与创新应用

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,外观设计

发布时间: 2023-11-29 10:29:13

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 孙孟佳 | 2023-11-29 10:29:13

双碳目标”的政策支持下,分布式光伏得到迅速发展;但常规晶体硅光伏组件均采用玻璃封装,组件笨重,极大制约了其应用场景。本技术发明开发的柔性晶体硅光伏组件可满足当下对光伏发电技术多应用场景的迫切需求。为解决柔性晶体硅光伏组件研发面临的来自材料端、生产制造端、应用端的挑战,实现柔性晶体硅光伏组件“安全、可靠、用的起”的目标,项目组基于材料-部件-产品-应用的研究思路,开展了柔性晶体硅光伏组件及其产业化、创新应用的技术研发,主要技术发明如下:1)开发了可替代玻璃的柔性晶体硅光伏组件受光面面板;(2)开发了兼备骨架支撑功能的柔性晶体硅光伏组件背板;(3)开发了柔性晶体硅光伏组件层叠、层压生产工艺,关键设备及GW级生产线;(4)开发了柔性晶体硅光伏组件不同应用场景的安装方案及其高效分布式应用技术。所研发的柔性晶体硅光伏组件厚度仅为2.0 mm,重量可轻至2.8 kg/m2重量仅为传统晶体硅光伏组件的30%弯曲半径可达0.45 m产品获得IEC 61215和61730国际标准认证、美国UL1703认证、日本JET认证和澳大利亚CEC等4项国际认证,并获得20余项国内认证,在全球范围内累积安装超700 MW。已建立1 GW的自动化生产线,产品良率达99.3%以上,至2023年总销售额约15亿元。

(1)柔性:最小弯曲半径0.45 m无隐裂;组件抗弯折次数≥10000 次,耐弯实验中没有隐裂和功率衰减,而国内外同类产品无法弯折,达到了国际领先水平;(2)超轻:厚度仅为2 mm,重量仅为传统光伏组件的30%,远小于国内外同类产品,达到了国际领先水平(3)高效:组件发电效率比常规玻璃组件低5%,单位重量发电量远高于传统光伏组件;(4)可靠:获得2016版IEC 61215和61730国际标准认证、美国UL1703、日本JET认证和澳大利亚CEC等国际认证;已获得国内金太阳及其他20余项认证。(5)易安装:兼容常规安装外,独特的Quick-bonding技术使组件与建筑结构完美贴附;已研发与彩钢瓦、防水卷材屋顶专用的快速安装方案。(6)应用场景丰富:已应用于轻质彩钢瓦屋面、防水卷材、煤棚、幕墙、车棚、火车、巴士、物流车、农业大棚等12个场景。

“十四五”期间,预计柔性晶体硅光伏组件的市场占有率可达20%,整个光伏市场的销售量超过30GW;随着市场的发展,市场占有率将进一步快速增加。光伏发电已成为最具竞争力的清洁发电技术,正在成为实现“双碳目标”和能源转型的中坚力量。柔性晶体硅光伏组件可为分布式应用提供有利支撑。

本技术发明由上海电力大学与上迈新能源科技有限公司共同研发,团队负责人为上海电力大学施正荣教授。施正荣,博士,教授,国家首批高端引进人才,无锡尚德太阳能电力有限公司。2009年入选澳大利亚技术科学与工程院院士。主要从事太阳能光伏发电技术、建筑节能、储能、氢能等方面的科研工作。获得国家科技进步二等奖1项,江苏省科技进步一等奖1项。王伟力,上迈(上海)新能源科技有限公司研发副总;练成荣,上迈(镇江)新能源科技有限公司CEO;朱群志,上海电力大学教授,上海市东方学者,上海电力大学能源与机械工程学院院长;张涛,上海电力大学副教授,上海扬帆人才;袁斌霞,上海电力大学副教授。

该技术开创性地研发了轻质、柔性的晶体硅光伏组件,极大地拓展了晶体硅光伏组件的创新应用场景。组件制造过程不使用任何液体溶剂,且无需粘胶膜层来实现一体化复合,具有绿色、环保、经济的特性。具有独立知识产权的封装面板有效替代了易碎裂且重量大的钢化玻璃(≥8kg/m2),方便运输以及存储并简化了安装施工条件,可极大地减少能源消耗

该技术已实现了一定规模的产业化,已建立了GW级的自动化生产线,并已具备了GW级的年生产能力,已解决当地超500人的就业。

该技术共获授权专利35件,其中欧盟、美国、日本等国际专利4件,产品技术标准国际领先;柔性晶体硅光伏组件项目的创新成果及其规模产业化应用引领了晶体硅光伏应用发展的新方向,获得了国内外学者及同行的高度评价和殷切期待,将大幅地拓展光伏的应用场景,为早日实现“双碳目标”贡献力量。

希望通过合作开发、股权融资等方式持续扩大该技术的应用范围和领域。