國家住建部數據顯示，中國的建筑能耗約占全社會總能耗的30%。廣義的建筑能耗包括從建筑材料制造、建筑施工，到人們日常在建筑中的采暖、空調和照明等。從“耗能城市”向“節能城市”，甚至“產能城市”的轉變，是建設智慧城市低碳發展的重要議題。

8月10日，銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化(CIGS-BIPV)技術與應用的研究成果，在陜西西安的光伏產業發展高峰論壇暨展覽會上，進行了展示。該項目由國家能源集團牽頭，集成了CIGS-BIPV一體化裝配技術、光伏光熱太陽能綜合利用、直流電供電系統、智能樓控系統四大創新點。

銅銦鎵硒薄膜光伏發電是指，利用銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽能電池，將光能轉換成電能。CIGS太陽能電池是吸收層由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)四種元素，按照最佳比例構成的結晶薄膜太陽能電池。

國家能源投資集團有限責任公司于2017年11月成立，由中國國電集團公司與神華集團有限責任公司合并重組而成，是目前世界最大的煤炭生產、火力發電、風力發電和煤制油煤化工公司。

本次在陜西西安展示的CIGS-BIPV展示單元，長6.6米，寬4米，高3.7米，建筑面積為26.15平方米，南立面設采光窗，相當于模擬一個小型居住單元，共裝有90塊光伏組件。初步估計，該單元實際使用的CIGS轉換效率約為14%。在西安的日照條件下，該展示單元1天大約能發20度電。

CIGS-BIPV展示單元文閔圖

“當前(CIGS)太陽能電池，在實驗室的最高轉換效率紀錄為22.9%。”國家能源集團綠色能源與建筑研究中心湯洋博士表示。

薄膜太陽能電池具有層級結構，襯底一般是玻璃，玻璃之上再分別沉積銅銦鎵硒吸收層、硫化鎘緩沖層、氧化鋅窗口層等多層薄膜，最上層蓋板玻璃，因此在與建筑的一體化上具有先天的優勢。傳統的太陽能光伏板與建筑是分離式的，先有玻璃幕墻，再貼太陽能電池板。而CIGS-BIPV則意味著太陽能電池板本身就能成為一個可以發電的玻璃幕墻，同時滿足建筑墻體應達到的抗震、抗腐蝕、抗風的指標。

湯洋介紹，在三種實現了產業化的薄膜太陽能電池中，非晶體硅薄膜太陽能電池的轉換效率只有10%以下，且衰減性較大，正處于市場退出狀態。

“未來比較有潛力的薄膜太陽能電池就是碲化鎘和銅銦鎵硒。”湯洋表示。

而這兩種薄膜太陽能電池用到的原料中，碲（Te）、銦、鎵、硒均為稀有分散元素，在地殼中豐度較低，在自然界中不形成獨立礦物，而是以雜質狀態分散于其他元素的礦物中。

湯洋介紹，目前市場主流的晶硅太陽能電池，采用的是切片與組裝工藝。即將硅材料通常切成156x156毫米的電池板，利用焊帶將每塊電池板連起來。而第二代的薄膜電池則可以利用鍍膜技術讓材料直接“長”在玻璃上。

此外，薄膜電池不會產生晶硅類電池很難克服的光致衰退效應，使用壽命可長達30年以上；同時弱光性較晶體硅電池更好。

“同樣標定的轉換效率，CIGS太陽能電池的發電量比單晶硅、多晶硅太陽能電池要高得多。”國家能源集團總經理、中國工程院院士凌文介紹。

凌文表示，CIGS太陽能電池可以廣泛應用于邊遠山區和海島的獨立電站、農光互補、漁光互補等精準扶貧項目、光伏建筑一體化（BIPV）和大型地面光伏電站等領域。

“五年以后的光伏板跟現在比，成本將大幅下降，效率還將大幅提升。”凌文表示，現在的任務就是繼續投入研發，研究如何提高效率并降低成本。

2017年1月，作為主要股東方，原神華集團（現國家能源集團）與上海電氣等單位聯合出資設立了兩家光伏公司，分別為神華（北京）光伏科技研發有限公司和重慶神華薄膜太陽能科技有限公司，兩家公司注冊資本分別為12.25億和12.5億元。2017年12月21日，重慶神華薄膜太陽能電池組件項目正式開工，建設CIGS薄膜太陽能組件生產線，年產能306MW。湯洋表示，等該工廠建起來并實現國產化之后，CIGS太陽能電池的成本會更有競爭力。