ỨNG DỤNG CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI MÀNG MỎNG CIGS

ƯU ĐIỂM CỦA PIN MẶT TRỜI CIGS

Chi phí sản xuất pin mặt trời CIGS có khả năng cạnh tranh cao so với các công nghệ sản xuất quang điện (Photovoltaics – PV) khác do chi phí đầu tư thấp. Do những lợi thế vốn có của việc sản xuất pin mặt trời màng mỏng, CIGS có lợi thế đáng kể về chi phí đầu tư và chi phí vận hành đặc biệt là đối với quy mô sản xuất lớn.

Về mặt khí thải, PV màng mỏng có lợi thế rất rõ ràng so với c-Si, trong khi c-Si được thương mại hóa có lượng khí thải carbon từ 50-60g CO₂/kWh thì lượng khí thải carbon của PV màng mỏng tương đương từ 12-20g CO₂/kWh. Với mức phát thải này thì đã tiệm cận với mức phát thải của năng lượng gió (10-12g CO₂/kWh), đặc biệt ứng dụng của PV rất rộng rãi.

Việc tái chế khi sản phẩm đã hết thời gian sử dụng là vô cùng quan trọng khi ngành công nghiệp PV đang ngày một phát triển. Quá trình tái chế CIGS có tác động thấp và tạo ra giá trị cao.

So với công nghệ silicon đa tinh thể, dữ liệu cho thấy các mô-đun CIGS có tỷ lệ công suất đầu ra cao hơn (kWh/kWp) - nghĩa là, các tấm CIGS tạo ra nhiều năng lượng hơn cho mỗi kilowatt công suất đỉnh (kilowatt-peak ) của tấm pin được lắp đặt. Ngoài ra, hiệu suất của pin mặt trời màng mỏng không chịu quá nhiều ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Hơn nữa, các tấm pin mặt trời thinfilm có thể được sử dụng như một yếu tố thiết kế kiến trúc cho mặt trước hoặc mái của các tòa nhà do màu sắc bề mặt đồng nhất của chúng và hình thức ngoại quan đẹp.

Đối với các tế bào CIGS, lớp hấp thụ bao gồm đồng, indi, gali cũng như selen và một phần hợp chất lưu huỳnh, những tế bào màng mỏng này đã đạt được mức hiệu quả trong phòng thí nghiệm hơn 20%, của các mô-đun nằm trong khoảng từ 13 đến 17% tùy thuộc vào kích thước mô-đun.

CIGS là vật liệu có tính ổn định cao và đã được chứng minh, rủi ro công nghệ thấp cho nhà đầu tư. CIGS là công nghệ PV với hiệu suất cao cả về hiệu quả chuyển đổi và năng suất. Đã có tài liệu về đo lường, đánh giá độ hiệu quả của công nghệ pin màng mỏng CIGS mang lại ở cả quy mô nhỏ và áp mái bao gồm cả ở một số vùng có khí hậu khắt khe nhất thế giới. CIGS PV đã chứng minh hiệu suất vượt trội trong điều kiện ánh sáng khuếch tán và ở nhiệt độ cao. Sự suy giảm hiệu suất xuất hiện ở công nghệ crystalline silicon nhưng lại không xảy ra ở các mô-đun CIGS.

Những ứng dụng áp mái hoặc tích hợp vào vật liệu xây dựng thì CIGS có thêm lợi thế về mặt thẩm mỹ do sự đồng nhất về màu sắc. Chính vì điều này mà ngày càng có nhiều thiết kế các mô-đun không khung, kết hợp chúng liền mạch với mặt tiền của tòa nhà. Ngoài sản xuất điện thì những mô-đun CIGS còn là vật liệu xây dựng giá trị cao, chất lượng cao và thẩm mỹ. Đặc biệt hơn là các mô-đun CIGS có thể tạo sự đa dạng về màu sắc và hoa văn giúp các công trình xây dựng trở nên hấp dẫn hơn.

CIGS phù hợp để sản xuất những sản phẩm năng lượng mặt trời có khối lượng nhẹ, linh hoạt, bán trong suốt, có hình dạng bất kì. Vì vậy chúng có thể ứng dụng trong phạm vi rất rộng để cho ra đời những sản phẩm ứng dụng trong cuộc sống.

Vật liệu xây dựng như kính mặt dựng, cửa sổ được tích hợp PV CIGS là những ứng dụng đã được chứng minh rõ nhất của công nghệ này. Ngày nay, áp lực phải giảm thải CO₂ thì trong tương lai gần quang điện tích hợp (Building Integrated Photovoltaics - BIPV) và quang điện ứng dụng (Building Applied Photovoltaics - BAPV) trong tòa nhà sẽ còn phổ biến hơn nữa. Trong các ứng dụng BIPV/BAPV với điều kiện ánh sáng khuếch tán, nhiệt độ cao, bóng râm khác với trên mái nhà hoặc trên mặt đất. Chính điều này đã làm cho công nghệ CIGS trở thành công nghệ phù hợp nhất, sản xuất năng lượng tại chỗ vừa tối ưu diện tích, thiết thực lại tiết kiệm chi phí.

Bên cạnh thủy tinh, hỗn hợp chất bán dẫn CIGS có thể được phủ (lắng đọng) trên chất nền dẻo như thép không gỉ, phim polyimide... Những thứ này có thể được tích hợp vào các mô-đun PV nhẹ, linh hoạt điều này rất lý tưởng cho xe điện, xe bus, xe tải, xe lửa và các cấu trúc lợp màng như mái tôn, ngói. Ngoài ra, các mô-đun nhỏ linh hoạt có thể được tích hợp vào các thiết bị điện tử tiêu dùng khác như bộ sạc, phụ kiện, hành lý, balo.

ỨNG DỤNG PIN MẶT TRỜI CIGS

CIGS có hiệu quả chuyển đổi cao ở cả trong phòng thí nghiệm và trong sản xuất. Với hiệu quả chuyển đổi cao kèm với tính ổn định lâu dài khiến CIGS trở thành vị trí độc nhất, đóng vai trò là trung tâm trong lĩnh vực năng lượng tái tạo toàn cầu. Rõ ràng CIGS là công nghệ sinh ra để thống trị các phân khúc thị trường đang nổi lên nhanh chóng như điện mặt trời tích hợp trong các tòa nhà (BIPV), ứng dụng trên các phương tiện vận chuyển (VIPV), điện mặt trời nổi (FPV), trên nền đường (RPV), vật liệu xây dựng, nông nghiệp (APV),... Công nghệ CIGS có thể tích hợp trên hầu hết các bề mặt kể cả những bề mặt không phẳng. Như vậy khả năng ứng dụng của pin mặt trời màng mỏng là vô cùng rộng lớn. Chỉ cần có ánh sáng là sẽ có điện dù là ánh sáng lúc sáng sớm, chiều muộn hay trời nhiều mây. Công nghệ màng mỏng chỉ cần khoảng 1 phần trăm vật liệu bán dẫn (dày chỉ 2µ so với silicon tinh thể (c-Si) 180µ (bao gồm tổn thất trong quá trình phân chia cơ học của các tấm silicon). Do đó, việc sử dung vật liệu của các mô-đun CIGS là rất thấp, mang lợi lợi thế lớn so với các công nghệ màng mỏng khác.

Điện mặt trời tích hợp-Trên các tòa nhà (BIPV)

Trong quang điện tích hợp trong tòa nhà, các tấm pin mặt đứng không chỉ tạo ra năng lượng mà còn cung cấp khả năng cách nhiệt và bảo vệ khỏi gió, tiếng ồn và thời tiết đồng thời bổ sung thêm các tùy chọn thiết kế mới. Do đó, BIPV đóng góp đáng kể vào việc giảm lượng khí thải CO₂ liên quan đến tòa nhà. Hiện nay một số tập đoàn đã phát triển các định dạng linh hoạt, pin mặt trời hiệu suất cao với quá trình kim loại hóa hình sợi và các biến thể màu sắc cung cấp các tùy chọn thẩm mỹ cho các mô-đun năng lượng mặt trời được tích hợp vào mặt tiền hoặc mái nhà xây dựng. Nhờ lớp phủ đặc biệt của chúng trên mặt kính, các mô-đun này có thể sản xuất được bất kỳ màu sắc nào với độ bão hòa màu và ổn định cao.