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1、世界薄膜太阳能电池行业发展分析一、世界薄膜太阳能电池亮点聚焦斯图加特太阳能和氢能研究中心(ZSW)的研究人员，日前在CIGS薄膜电池实现21.7%的转换效率，创下一个新纪录。该新效率经过弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(FraUnhOferInstituteforSolarEnergySyStemS)证实，击败了止匕前2014年早些时候由瑞典研究人员创下的21%的纪录。ZSW的光伏部门负责人MichaelPowalla表示，CIGS较多晶硅光伏电池效率领先1.3%,为扩大ClGS技术的市场范围提供前景。“我们的进步再次证实了CIGS薄膜光伏的巨大技术潜力。”“该实验室数据表明，未来几年可能出现进一步
2、效率提升。这可能更大幅压低CIGS技术成本。”该创纪录的电池为0.5cm2,是这类测试的标准规格。其在一家采用共蒸镀过程的实验室涂层工厂制造，ZSW表示，其在实验室具有高度可复制性。该机构表示，其已经制造效率突破21%的四十个电池的事实，表明该方法有助于行业批量生产。Powalla表示，市售组件可能还要花费一段时间，反映出这一新效率的水平，但是表示，17-19%的ClGS组件将在“未来几年”成为可能。由于组件的面积使其比电池效率低,目前市场上CIGS组件额定约为15%o然而ZSW表示,新纪录提高了CIGS薄膜技术获得更大市场份额的机会。这将特别有利于制造设备Manz,其与ZSW共同开发该技术，
3、并且计划在其制造过程中提高效率。二、全球薄膜太阳能电池产量情况2011年全球薄膜太阳能电池的产量约为3383MW,其中硅化镉（CdTe）、铜锢铉硒（CIGS）及非晶硅（a-Si）等薄膜电池的产量分别约为2081MW694MW608MW,所占比重分别为61.5%、20.5%18.0%o2008年开始全球薄膜太阳能电池产量呈几何倍增的态势。2007年CIGS薄膜太阳能电池全球产量仅为6MW,但到2011年全球CIGS薄膜太阳能电池产能达到3645MW,实际产量达到700MW,成为各种太阳能电池中增长最快的。2013年全球薄膜电池产量约3660MW,同比增长3.7%,占全球光伏组件总产量的9%,而在
4、这其中CIGS薄膜电池的产量达到创纪录的1500MWo三、薄膜太阳能电池市场主流分析五年之后薄膜电池将成为主流ClGS薄膜电池将脱颖而出目前，从实验室转化效率和理论转化效率来看，晶硅电池的转化效率提升空间有限，综合成本下行空间小。即使采用PERC技术提高晶硅电池转化效率,但综合成本反而更高。因此，五年后薄膜太阳能电池有望赶超晶硅太阳能电池。根据国家统计局数据测算，到2020年，我国城乡房屋建筑面积约为890亿平方米，以东、南、西墙墙面积的15%、屋顶面积的10%计，直接市场规模超过10万亿元，间接市场规模达30万亿元，相当于我国汽车市场的3-5倍。即使按照10%的转化率和太阳能平均每年1300
5、个发电小时计算，装机规模相当于368个葛洲坝或45个三峡，可替代全社会30%左右的年用电需求。而对于薄膜发电技术来说，凭借其独特的优势，在光伏建筑一体化（BIPV）领域是极具市场竞争力的。虽然薄膜电池尚未形成产业化，在转化效率方面也低于晶硅电池（美国MiaSoIeI5.5%、德国ManZl4.6%）,但CIGS薄膜电池转化效率以1-1.5%/年提升。因此，五年后薄膜电池转化效率有望超过晶硅电池，加之规模化的形成，届时综合成本将低于晶硅电池，将会成为市场的主流选择。从近几年薄膜电池的发展势头来看，铜锢钱硒是其中唯一增长的薄膜类电池。2013年，全球铜锢钱硒薄膜电池占薄膜电池比重为40.98%,较
6、2011年的20.49%大幅提高；不帝化镉薄膜电池所占比重有所减小。四、薄膜太阳能电池市场变化分析晶硅还是薄膜？业界关于这两种太阳能电池技术路线的讨论一直没有停止过，可谓仁者见仁智者见智，目前仍莫衷一是。作为中国光伏界的后起之秀，汉能控股集团专注于薄膜太阳能电池，按照该集团董事局主席李河君的规划，汉能薄膜电池产能在2012年年底达到3吉瓦，届时汉能将成为全球首屈一指的薄膜电池制造商。在这个光伏的“寒冬”，为何汉能会逆市而上，选择薄膜电池技术作为主攻方向？带着这个问题，最近专访了该集团全球研发中心总裁兼首席执行官丁建，在他看来，无论是从技术还是市场角度讲，较之传统晶硅电池，薄膜电池都更具后发优势
7、。技术持续提升在光伏技术江湖里，晶硅和薄膜就像两位剑客，“各怀绝技”，互不相让。纵观历史，晶硅电池“出道较早”，且技术相对成熟稳定，转换效率高，由此也占据了市场的大头,而薄膜电池则堪称后起之秀，其技术也在持续提升，潜力不可限量，正不断威胁和蚕食晶硅电池的霸主地位。目前薄膜电池技术主要分为硅基薄膜、CIGS（铜锢钱硒薄膜）、硫化镉三大流派。一般来说，制造晶硅电池所需硅片厚度达到200微米，而制造薄膜电池则是将硅等光电特性的元素沉积在玻璃、塑料等材料上，其厚度往往只有几微米，所以非常节省原料。在2009年，硅材料价格曾经一度高达400美元/千克，原料价格走高迫使很多企业开始大举进军薄膜领域。随后因
8、为国内硅材料产能的扩张，其价格不断跳水，截至2011年底已经降至19美元/千克，这就进一步降低了硅基薄膜电池的制造成本。除此之外，薄膜技术也在提高转换效率方面奋起直追晶硅电池。目前，晶硅电池组件转换效率维持在16%,未来可能达到18%左右。美国第一太阳能公司大规模生产的硫化镉薄膜电池的转换效率已经达到12%o而早在两年以前，CIGS的转换效率一直难以提高，即使提高其成品率却又偏低。但是自2011年以来，情况发生了戏剧性的变化，CIGS转换效率从11%一路攀升至现在的14%,令人侧目。但这项技术仍然在不断飞跃，预计到2014年底，其转换效率可以达到15%甚至是17%,这将使得晶硅电池企业“压力骤
9、增二早在两年以前，汉能采购了柏阳精工的制造设备开始进行硅基薄膜电池生产，目前已经分别在四川、广东、海南等省建立了生产基地，预计2012年年底产能将达到3吉瓦，规模效应逐渐凸显，硅基薄膜电池的制造成本将进一步降低。此外，汉能还于2011年成立了全球研发中心对薄膜电池技术进行攻关。并于2012年6月并购了德国Q-CELLS公司旗下薄膜电池制造商Solibro0Solibro所拥有的CIGS电池的共蒸镀技术是薄膜光伏领域的领先技术。在2011年底，Solibro的CIGS实验室转换效率达到17.4%,创造了世界纪录。汉能将站在巨人的肩膀上，继续改进提升研发技术，并将其与汉能本身的规模优势相结合，实现
10、新的跨越。市场前景广阔晶硅电池占据85%以上的市场份额，而剩余的15%则由薄膜电池包揽，其中硅基薄膜电池的比重约为10%,CIGS和硅化镉等类型薄膜电池的比重约为5%o尽管薄膜电池未占主体，但是较之传统晶硅电池，薄膜电池可谓标准的潜力股。多种显著特点决定了其应用市场将极为广阔。首先，硅基薄膜电池的温度转换系数低，即转换效率较不受气温影响，且受光照度影响也较小，即在低照度下仍可维持较佳的转换效率。有数据统计，在装设相同瓦数的发电机组情况下,非晶硅薄膜的年度总发电量比传统结晶硅高出约10%o“日本有关机构也做过实验，显示薄膜电池有着极高的稳定性。”正是因为具有温度系数优良且弱光性好的特点，加之制造
11、成本低廉，使得硅基薄膜电池可以被大面积广泛应用于昼夜温差较大且土地成本低廉的大型荒漠太阳能电站建设。不仅如此，有数据还显示，“在高温的热带地区，薄膜电池发电量要比晶硅电池高出20%。”而目前，位于热带的非洲、南美市场仍未开启，未来薄膜在这些地区的应用空间势必非常大。其次，薄膜电池还有一个重要优点是适合做与建筑结合的光伏发电组件：双层玻璃封装刚性的薄膜太阳能电池组件，可以根据需要，制作成不同的透光率，可以部分代替玻璃幕墙，而不锈钢和聚合物衬底的柔性薄膜太阳能电池适用于建筑屋顶等需要造型的部分。既具有漂亮的外观，又能发电，其透明导电薄膜还能很好地阻挡外部红外射线的进入和防止内部热能散失。城市土地的
12、稀缺性，决定了薄膜太阳能具有更广阔的发展前景。薄膜电池未来的最终走向是“柔性化”和“超薄化”。“柔性化”指的是将硅等元素沉积在柔性材料上制造出薄膜电池，可以弯曲甚至折叠；“超薄化”则主要指薄膜厚度可以进一步缩减，“未来会做到40微米”。CIGS在这两方面具有明显优势，上述两大特性使得薄膜电池可以用于农业大棚、背包、帐篷、桌子以及日常生活小件，人们获取电力将更加方便快捷。柔性材料的应用将在2015年左右开启，而且是“先军用后民用”，军事应用如“无人机”，而民用则可以是汽车，比如电动高尔夫车、警用巡逻车等。除此之外，薄膜电池的制造过程较之晶硅电池更加清洁，具有环境友好的特点，这与汉能着眼长远发展清洁绿色能源的理念不谋而合。薄膜电池生产线的初始投资正在快速下降，目前已降至晶硅电池的4倍，而晶硅电池投资则在上涨，综合来看，薄膜电池无论是从自身特点还是从投资成本上都具有明显的后发优势，这也是为什么汉能主攻薄膜电池的原因所在。
