我国薄膜电池产业发展趋势预测分析

        内容提示：太阳能薄膜电池是在玻璃、不锈钢等物质表面附上几微米厚的感光材料制成，尽管在上世纪70 年代已经研制出台，但由于光电转换效率低、晶体硅电池价格低的原因，一直未能获得大规模推广的条件。但是随着不久前，美国第一太阳能公司计划在内蒙古鄂尔多斯市建造全球最大的光伏发电厂，并采用薄膜电池技术，业内开始重新审视这条技术线路。

        于10 月底出台的《“十二五”太阳能光伏产业发展规划》将给一直苦苦挣扎的太阳能薄膜电池带来转机。《规划》意见稿中明确提出，“ 十二五”期间将重点发展非晶与微晶相结合的叠层和多结薄膜电池。为了降低薄膜电池的光致衰减，《规划》鼓励企业研发5.5 代以上大面积高效率硅基薄膜电池，开发柔性硅基薄膜电池。

        一位参与该规划起草的专家表示，上述内容主要为了推动薄膜电池产业化进程，实属雪中送炭之举。而早在今年的6 月15 日，汉能控股集团在成都市双流县的一期硅基薄膜电池生产基地建成投产，成为目前全球产量最高的薄膜电池生产线。这一切都被视为我国薄膜电池行业振兴的转折点。

        硅基电池“两头在外”备受诟病

        阳江汉能科技有限公司首席执行官骆建璋告诉记者，目前，太阳能电池可分为3类：硅基电池、薄膜电池和新型电池。新型太阳能电池以造价高昂的稀土为原料，且主要用于航天领域，因此可忽略不计。在民用市场上，硅基电池和薄膜电池仍为主流。硅基电池包括单晶硅和多晶硅，其中多晶硅电池占主导地位，且技术最为成熟。无锡尚德、阿特斯、常州天合、天威英利等中国的第一代光伏电池组件生产企业，正是以多晶硅起家，并完成了在海外上市的路程。

        硅基电池的最大特点在于光电转换效率高，一般可达到14%～19%，这是目前薄膜电池所无法企及的。但是，硅基电池的短板也非常明显，一是原材料成本过高，波动幅度较大，去年以来国际市场上的多晶硅就上演了过山车的行情，打乱了一些企业的正常生产经营。另外，硅产业是一个高污染、高耗能的产业，从提纯、浇铸到切片、组装，整个过程耗电巨大。中国以高昂的成本进口原材料，以高能耗、高污染为代价生产多晶硅电池，并出口到欧美等发达国家，而真正享受太阳能这一清洁能源之利的，依然是欧美和日本。这种“两头在外”生产模式也备受诟病。

        50%的全球产量，2.2%的全球装机量，这一巨大反差既预示着巨大的市场风险，也与我国发展光伏发电新能源的初衷南辕北辙。中国能源研究院院长王彤认为，新能源企业不仅仅是产能过剩问题。他曾经毫不客气地公开批评说，我国光伏产业把高能耗、高污染留在了中国，而把绿色发展送给了国外，仅此一条，就注定这个产业不可能长期持续发展。正因如此，作为太阳能发电两大技术路线之一，薄膜太阳能电池逐渐走向前台。

        薄膜电池优势明显

        太阳能薄膜电池是在玻璃、不锈钢等物质表面附上几微米厚的感光材料制成，尽管在上世纪70 年代已经研制出台，但由于光电转换效率低、晶体硅电池价格低的原因，一直未能获得大规模推广的条件。但是随着不久前，美国第一太阳能公司计划在内蒙古鄂尔多斯市建造全球最大的光伏发电厂，并采用薄膜电池技术，业内开始重新审视这条技术线路。

        较之晶硅电池，薄膜电池有其巨大的竞争优势。在国家光伏产品质量监督检验中心副主任施成营看来，薄膜电池有温度系数小和弱光发电性能好两大优点。据他介绍，温度每升高1 摄氏度，晶体硅电池的发电效率将降低0.5%，而薄膜电池基本不受高温影响；由于弱光发电性能好，薄膜电池可在早晨、下午或阴天等光线较弱的时候进行发电。薄膜电池按照材料分类可分为微晶薄膜电池、化合物薄膜电池和有机薄膜电池。目前在薄膜电池里，主流还是硅晶薄膜电池和碲化镉电池。据一位来自欧瑞康太阳能公司的代表介绍，从消耗能量和化学材料等方面进行综合分析，薄膜电池生产技术具有耗能耗材极少的明显优势。

        据测算，在我国中等光照条件的地区，安装一个1 兆瓦的太阳能光伏发电系统，年发电量约为120 万千瓦时；而1MW 的晶硅电池，在生产过程中耗电300 万千瓦时以上，也就是说，需要3 年的时间，方可平衡其自身的耗电量。而薄膜电池在制作过程中耗能较小，电池投入发电后，一年半的电量就可以弥补制作时消耗的能量。同时，由于生产工艺十分简单，既不需要复杂的设备，也不需要把晶体硅提纯到很高的纯度，且只需要在200 摄氏度下就能沉淀到玻璃、不锈钢、塑料膜和陶瓷等衬底材料上，因此极少耗用化学材料和产生有毒副产品，更适合大规模的工业化生产，生产过程较之晶体硅电池而言更加清洁环保，符合节能环保趋势。

          一组数据可以说明近几年薄膜电池发展快于硅基电池：2006 年，薄膜太阳能电池市场占有率为8.2%，2007 年达到了12%，2008 年更是提高到了15%以上，而今年仍然保持高增长的态势。“ 市场上对非晶硅电池仍然存在认识的误区。”招商证券在一份研报中指出，“主观上认为转换效率越高就越能体现企业的竞争力，但实际情况是转换效率的高低实际上是相对而言的，关键还在于产品的性价比，即使转换效率很高，但制造成本同样较高的情况下，较高转换效率的产品一样没有市场。”

        光伏建筑一体化或成突破口

        欧瑞康太阳能公司的代表认为，目前看来，非晶硅薄膜电池要想获得快速发展，要想方设法降低生产成本，这就需要做到以下几点：第一，提高组件本身的转换效率；第二，提高设备的产能；第三，原材料在非晶硅组件的生产里面占很大一部分成本，所以提高原材料的利用率也可很好地降低成本；最后，加强供应链的管理、完善本土的售后服务、降低厂房配套设施中的投资、实现设备的全自动化等等也是降低成本的有效对策。

        该人士透露：“薄膜电池有3 个主要技术流派：一个就是非晶硅，一个是铜铟镓硒，一个是碲化镉。非晶硅的优点非常明显，就是它的沉积温度比较低，因此它对工艺和技术的要求都不是很高。但是由于沉积温度比较低，所形成晶体的质量不会很好，所以其发电效率不会很高。第二是铜铟镓硒技术，这个技术曾经是在国际上最被看好的技术，但铜铟镓硒目前仍存在技术不成熟、装备水平低等问题，所以可能需要更多的技术团队对其进行关注。第三种就是碲化镉技术。目前看来，这是商业上最成功的技术，做得最好的公司是美国第一太阳能，据了解，今年到目前为止其出货量已达1.7GW，今年有望突破2GW。美国第一太阳能公司预测，今年碲化镉电池转换率能做到12.5%，明年预计到13.5%，2014 年的目标是16.3%。”

        业内人士认为，随着我国光伏建筑一体化（BIPV）的推广，薄膜电池的春天有望真正来临。据了解，BIPV 是将光伏发电方阵安装在建筑的维护结构外表来提供电力，而玻璃幕墙是目前主要的应用领域。薄膜电池具有质量轻、透光性较好、柔韧性好、易于与建筑材料集成的特点，在建筑一体化领域具有显著的应用优势。BIPV 可以有效利用建筑物幕墙，不占用额外的地面空间，节省土地资源。同时，BIPV 就地发电，就地使用，节约电网投资并减少输电、分电的损耗。这些优势使得BIPV 系统成为光伏发电的重要潜在市场。中国在2009年就出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，对城市建筑一体化应用和农村以及偏远地区建筑光电利用给予财政补贴。未来随着建筑节能的推广和用户发电上网以及补贴政策的出台，BIPV和薄膜电池将迎来发展高速发展时期。

         据了解，在薄膜电池方面，美国第一太阳能公司一枝独秀，成本已经降至每瓦0.76 美元，产能在2010 年就达到1.4GW。由于该技术工艺和设备要求复杂，国际上尚未形成标准生产工艺和技术垄断企业，中国企业有望通过自主创新、引进设备或与国外设备企业合作等形式加快产业化。“只要有无锡尚德、英利这样有实力的大企业进入，振兴我国薄膜电池行业并非难事。”一位国有发电集团人士表示。