技术手段打破稀有性瓶颈铟不会制约薄膜电池产业吴奇隆

技术手段打破稀有性瓶颈 铟不会制约薄膜电池产业

近年来，太阳能发电的移动应用日趋广受关注。在移动能源时代到来的今天，屋顶的太阳能热水器或是地面的太阳能电站都已成为过去，众多玩家开始入局薄膜太阳能。薄膜太阳能因轻薄柔、弱光性好、颜色可调、形状可塑的优势特性在BIPV(建筑光伏一体化)、汽车、便携式穿戴用品结合等方面存在差异化的竞争力以汉能为例，就基于先进的铜铟镓硒薄膜太阳能技术，开发了汉瓦、汉墙、汉伞、汉包、汉纸等一系列终端应用产品。

与此同时，2015年以来国家能源集团(原神华集团)、中建材等大型国有企业及锦江集团等大型民营企业，先后为布局薄膜太阳能市场投入资金超过了470亿元。薄膜太阳能已被列入国家战略，国内铜铟镓硒的产能呈规模化扩张，推动国家能源供给侧改革，满足日渐增长的移动能源需求。与此同时，铜铟镓硒中的“铟”，因其储量和产能均不高的稀有性，会不会成为制约薄膜太阳能产业的掣肘，也引发了部分行业人士的担忧。

应用规模不足以触动供求关系

铟(Indium)于1863年由德国化学家赖希(H.Richter)在锌精矿中发现的，属稀散金属，且迄今未发现单一的或以铟为主要成分的天然铟矿床。在自然界中，铟矿物均以微量的形式分散伴生于其它矿物中，目前有工业回收粗铟价值的矿物主要为闪锌矿。许多合金在掺入少量的铟之后，可以提高强度、延展性、抗磨损与抗腐蚀的性能等，从而使铟得到了“合金的维生素”这样的美名，也有人称之为“奇妙的铟效应”。

尽管中国铟储量占世界总储量的73%以上，是全球第一大铟储量国，但目前，由于未发现独立铟矿，工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟，回收率约为60%-70%。此外，根据USGS(美国地质勘探局)的统计，全球铟(粗铟)探明储量预估5万吨，其中目前可开采的占50%。由此计算，在探明储量、可开采量不增长以及铟回收率不提升的基础上，目前能够得到可以使用的铟大约有1.5万吨-1.8万吨。

但现阶段看，铟尚不构成对铜铟镓硒应用的影响。”国家能源集团方面相关研发人员表示：“倘若将全球1.8万吨可使用的铟，全部生产铜铟镓硒电池，能生产1800吉瓦，即使只有十分之一的量用到生产铜铟镓硒也能生产180吉瓦，就目前的铜铟镓硒产能而言，铟资源还是十分丰富的。

另外据了解，中国不仅是全球第一大铟储量国，还拥有株冶集团、中金岭南、锌业股份等多家全球领先的铟生产商，能够为持续增长的需求量提供强有力的供给。纵观金属铟近10年的价格走势，除了2014年炒作导致铟一度狂飙至5000元/千克，近几年基本都一直徘徊在成本价附近，大概在1400-1580元/千克之间。在偶发因素的刺激下，价格出现一定幅度的上涨是正常现象，但从综合存储量和产能等各方面看，铟价波动不会偏离正常价格区间太多。

积极探索降本方法降低铟用量

国家能源集团方面相关研发人员同时也表示，“但中长期看，若铜铟镓硒组件得以在BIPV、汽车、飞机，甚至工商业分布式、大型地面电站等领域广泛应用，并且在回收铟的技术上没有突破的前提下，那么，囿于铟的储量、生产，大概率会影响铟的供求关系，从而影响铜铟镓硒的生产成本。”

实际上，以汉能为代表的新能源企业在规模化扩张铜铟镓硒产能的同时，也都在积极探索降本方法。如开发新型等离子喷涂靶材技术、靶材喷涂中损耗及残靶上的铟回收、RC镀膜产生固废铟回收、芯片切割及Web边缘的铟回收等手段，都是目前较为可靠的方案，可以大幅降低对铟的市场需求。此外，在铜铟镓硒电池中适当增加镓的成分、减薄电池膜层等方式，也可以减少铟的用量。

经测算，靶材喷涂中损耗及残靶上的铟回收率为98%，RC镀膜产生固废及无效Web上的铟回收率为95%，铜铟镓硒芯片转换效率以及生产良率的持续稳步提升，也能够降低约15%左右的铟用量需求。随着铜铟镓硒研发技术提升，转换效率提高，生产良率提高，回收技术的充分利用，1吉瓦的铜铟镓硒铟净用量将降低到10吨以下，而中期目标则为5吨/吉瓦-6吨/吉瓦。

据了解，汉能以溅射法生产铜铟镓硒组件的技术路线，薄膜太阳能电池转换效率达19%，量产冠军组件(AA)达到18%，为铜铟镓硒柔性溅射法的世界纪录。制备此薄膜太阳能电池的过程中采用的一项名为《一种制备合金金属粉末的雾化装置》的专利技术近日获颁“中国好专利”奖项，此《薄膜太阳能电池大规模生产的制造装置与方法》获“中国专利优秀奖”。

随着开采技术、钻探技术、提纯技术、回收利用技术以及铜铟镓硒电池的制备技术不断提高，铟的供需已经进入到相对稳定时期。铜铟镓硒薄膜产业将进入更低成本的高速发展期，万亿级薄膜太阳能市场将全面开启。稀有金属“铟”也将物尽其用，在稳步发展中迎来更广阔的施展空间。

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