光伏技術(shù)之爭:CIGS能否拯救薄膜?

時(shí)間:2014-12-05

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:雖然德國Manz集團(tuán)宣布,已將CIGS薄膜太陽能實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率提高至21.7%,其交鑰匙工程提供整套設(shè)備與生產(chǎn)技術(shù),產(chǎn)品效率達(dá)到14.6%,成本能降至2.5元/瓦,但截至目前還未有量產(chǎn)化先例。

日前,《漢能集團(tuán)員工致協(xié)鑫集團(tuán)董事長朱共山的聲明書》事件,仿佛一下子引爆了晶硅和薄膜這兩條光伏技術(shù)路線之間的矛盾。其實(shí),我們根本無需深究事件始末。在協(xié)鑫集團(tuán)董事長朱共山的回復(fù)中,強(qiáng)調(diào)了“晶硅與薄膜本身是互補(bǔ)關(guān)系,不存在誰擠掉誰的問題”。同樣,更早時(shí)候,在漢能控股集團(tuán)有限公司董事局主席兼首席執(zhí)行官、全國工商聯(lián)副主席、全國工商聯(lián)新能源商會(huì)會(huì)長、“中國首富”李河君近日的一次發(fā)言中,這位國內(nèi)薄膜太陽能電池的首席代言人,也沒有再把晶硅和薄膜比作黑白電視和液晶電視的關(guān)系,沒有再提薄膜對(duì)晶硅的替代性,而是強(qiáng)調(diào)兩種技術(shù)路線在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)會(huì)共同發(fā)展。“晶硅和薄膜是兄弟關(guān)系,我希望保利協(xié)鑫、英利這些晶硅企業(yè)做得更好,因?yàn)槲覀兏静淮嬖诟偁庩P(guān)系。”

晶硅電池優(yōu)勢既成事實(shí)

和2009年16.5%的市場占有率相比,薄膜電池已經(jīng)幾乎失去了自身的小半壁江山。

中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,在2013年全球新增光伏裝機(jī)市場同比增長20%的大背景下,全球薄膜電池產(chǎn)量小幅回升至3660MW,同比增長3.7%,但其所占市場份額卻繼續(xù)下滑至9%。和2009年16.5%的市場占有率相比,薄膜電池已經(jīng)幾乎失去了自身的半壁江山。

“2009年之前,薄膜電池發(fā)展很快,因?yàn)楫?dāng)時(shí)晶硅非常貴。薄膜市場份額16%左右,晶硅占83%。”英利集團(tuán)首席技術(shù)官宋登元在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示,“后來晶硅逐漸回歸本身價(jià)值,每公斤價(jià)格從400美元逐步下降到50美元、30美元、20美元,而且晶硅的轉(zhuǎn)化效率提升更快。由技術(shù)發(fā)展帶來的度電成本降低,在市場上反映非常明顯。從2009年開始,薄膜電池的市場份額越來越小,晶硅的份額越來越多。預(yù)計(jì)2014年晶硅電池的比例會(huì)上升到92%,薄膜電池下降到8%。”

之所以兩種技術(shù)路線以這樣的軌跡發(fā)展,宋登元強(qiáng)調(diào),因?yàn)楣夥袠I(yè)的本質(zhì)就是成本為先的可再生能源技術(shù)。他表示,實(shí)際上,太陽能發(fā)電除了晶硅和薄膜技術(shù),還有多種其他技術(shù),比如聚光、鈣鈦礦技術(shù)等。但要想在市場上有好的表現(xiàn),最重要的還是成本因素。

除此之外,宋登元還提出了薄膜電池的原材料供給問題。晶體硅在地殼中的含量為27.1%,而薄膜電池用的鉻、鎵、銦、硒等材料都是地殼中非常稀有的元素,尤其是銦。他指出,按照我國目前規(guī)劃的太陽能光伏發(fā)電規(guī)模進(jìn)行計(jì)算,如果大規(guī)模發(fā)展薄膜技術(shù),材料的可支撐性將是個(gè)難題。

保利協(xié)鑫執(zhí)行總裁舒樺首先肯定了薄膜電池的生存空間。他表示,和晶硅一樣,薄膜技術(shù)也在成長,隨著轉(zhuǎn)換效率和使用壽命問題的解決,也會(huì)有它的應(yīng)用市場,特別是在建筑一體化這類局部特定市場,薄膜技術(shù)有其自身的優(yōu)勢。但同時(shí)他更強(qiáng)調(diào):“經(jīng)過十年多的發(fā)展,晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率不斷提升,現(xiàn)在已經(jīng)超過23%。隨著今后晶硅技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,轉(zhuǎn)化效率甚至可以達(dá)到25%以上。從綜合性價(jià)比上來看,能夠應(yīng)用在商業(yè)化的光伏發(fā)電技術(shù),今后仍然會(huì)是晶硅技術(shù)。”

“未來可能還會(huì)興起其他技術(shù),比如光熱發(fā)電等其他應(yīng)用太陽能的發(fā)電技術(shù)。但是在近期以及相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi),從技術(shù)進(jìn)步、效率提升、成本降低、政府補(bǔ)貼以及走進(jìn)千家萬戶的市場應(yīng)用情況來看,晶硅路線仍將占據(jù)太陽能發(fā)電的主流地位。”舒樺說。

CIGS或成薄膜發(fā)展方向

隨著生產(chǎn)技術(shù)的成熟及中國廠商的加入,CIGS的市場份額將持續(xù)提升。

正如天合光能有限公司董事長高紀(jì)凡所說,在未來5~10年內(nèi),晶硅電池的主流地位不會(huì)改變,薄膜電池只能當(dāng)配角。

那么,作為配角,薄膜電池到底過得好不好?據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)秘書處工作人員介紹,在多種薄膜太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)中,目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的主要有3種:硅基薄膜太陽能電池、碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)和銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(CIGS)。硅基薄膜雖然最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,技術(shù)成熟,成本較低,但是存在轉(zhuǎn)換效率低和組件衰退快這兩大弱點(diǎn),目前已經(jīng)不具備很強(qiáng)的競爭力。

CdTe本身的固有材料特效及發(fā)展實(shí)踐,已經(jīng)證明其是一種適合于大規(guī)模生產(chǎn)的高效廉價(jià)太陽能電池。目前實(shí)驗(yàn)室小面積電池效率已達(dá)20.4%,組件全面積效率已達(dá)14.2%。CdTe具有較低的溫度系數(shù)和優(yōu)良的弱光響應(yīng),比晶硅電池發(fā)電能力要高出5%~10%。歐盟從2011年開始對(duì)其豁免了RoHS的要求,認(rèn)為CdTe薄膜電池?zé)o論在生產(chǎn)或是使用上,都是安全可控的。

CIGS具有很好的材料特性,易形成好的背電極和高質(zhì)量的PN結(jié),而且較容易做成柔性組件。CIGS的實(shí)驗(yàn)室效率已達(dá)21%,組件全面積效率已接近16%。一些公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了CIGS的產(chǎn)業(yè)化,不過,繼續(xù)提高沉積速率、提高優(yōu)品率和提高材料的利用率以降低成本仍是產(chǎn)業(yè)化需要解決的問題。

中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2012年,由于產(chǎn)品生產(chǎn)成本與售價(jià)持平甚至高于銷售價(jià)格,薄膜電池企業(yè)經(jīng)營狀況較差。進(jìn)入2013年后,雖然薄膜電池售價(jià)繼續(xù)下滑,但相對(duì)于2012年,下滑幅度明顯收緊。同時(shí),由于產(chǎn)業(yè)集中度較高,薄膜電池產(chǎn)量增長引起的規(guī)模效應(yīng)及技術(shù)進(jìn)步使得其成本快速下降,企業(yè)逐步扭虧為盈。以占據(jù)CdTe薄膜電池98%以上市場的FirstSolar為例,其2013年第四季度的生產(chǎn)成本已經(jīng)降至0.56美元/瓦,而產(chǎn)品售價(jià)為0.6美元/瓦,2013年凈收入為3.56億美元,同比增長了4.5億美元。

君盛投資管理有限公司投資總監(jiān)張為告訴《中國電子報(bào)》記者,由于CdTe的安全隱患,目前業(yè)內(nèi)人士比較認(rèn)同的薄膜電池還是CIGS。CIGS薄膜電池的柔性化特質(zhì)以及在消費(fèi)電子、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用可能,讓其受到各國的青睞。目前,加速CIGS的下一代進(jìn)展已經(jīng)成為美國能源部SunShot計(jì)劃的一部分,巴西政府也為CIGS產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了5000萬美元的補(bǔ)貼。2013年,隨著硅基薄膜電池在薄膜電池市場的份額大幅下滑,CIGS的份額則提升為2012年的2.3倍,表現(xiàn)出很大的增長潛力。他預(yù)計(jì),未來隨著大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的逐步成熟及中國廠商的加入,CIGS薄膜電池的市場份額將會(huì)持續(xù)提升。

張為所指的中國廠商首當(dāng)其沖就是漢能。李河君一直強(qiáng)調(diào),柔性化、薄膜化是薄膜電池的發(fā)展方向,紙一樣的厚度讓薄膜電池得以應(yīng)用在我們生活的方方面面。由于國外諸多薄膜電池企業(yè)破產(chǎn),漢能通過一系列收購獲得了國際先進(jìn)的薄膜電池生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),并將戰(zhàn)略重心由硅基薄膜轉(zhuǎn)向CIGS。

“雙反”帶來微妙影響

要注意發(fā)展節(jié)奏,謹(jǐn)防因盲目擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模而造成的資源浪費(fèi)。

美國光伏“雙反”出臺(tái)后,我國晶硅光伏產(chǎn)品輸美面臨高額稅率,價(jià)格明顯上揚(yáng),造成北美太陽能市場投資成本大幅提升。然而薄膜電池產(chǎn)品并不在此次“雙反”之列,因此對(duì)于薄膜電池企業(yè)而言,北美市場成了香餑餑。

TrendForce旗下綠能事業(yè)處EnergyTrend研究經(jīng)理胥嘉政在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示,除了FirstSolar外,以CIGS技術(shù)為主的薄膜電池企業(yè)也在積極布局北美市場,希望利用此次機(jī)會(huì)擴(kuò)大CIGS在全球太陽能市場的占有率。一直以本土市場為主的CIGS領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)日本SolarFrontier已經(jīng)積極展開布局,針對(duì)北美市場的需求提出了對(duì)應(yīng)的解決方案。而我國的漢能集團(tuán)則瞄準(zhǔn)分布式的應(yīng)用,通過并購快速累積相關(guān)的專利與技術(shù),并與北美電動(dòng)車領(lǐng)導(dǎo)品牌Tesla建立了合作關(guān)系。

胥嘉政進(jìn)一步表示,綜合考量目前光伏產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率和在北美市場的報(bào)價(jià),從計(jì)算出的最終發(fā)電成本來看,CIGS產(chǎn)品其競爭力大幅提升,SolarFrontier和漢能都是此次“雙反”的獲益者。

那么,嘗試進(jìn)入CIGS薄膜電池市場是否可行呢?張為表示,首先,從初始投資方面來看,同樣產(chǎn)能的薄膜類產(chǎn)品投資成本大約為晶硅類產(chǎn)品的3~4倍,這對(duì)企業(yè)的財(cái)務(wù)能力是個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn);其次,薄膜電池的衰減問題需要關(guān)注;最后,也是最重要的,等達(dá)產(chǎn)之后,這個(gè)市場還是不是“當(dāng)初的模樣”。

中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)秘書處的工作人員也建議企業(yè)更理性些。他認(rèn)為,隨著CIGS薄膜電池技術(shù)逐漸受到市場和資本的關(guān)注,以及技術(shù)的逐步成熟,國內(nèi)薄膜電池企業(yè)大舉進(jìn)軍CIGS技術(shù),以搶占未來發(fā)展先機(jī)的舉措本無可厚非,但仍要注意發(fā)展節(jié)奏。目前CIGS薄膜電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化良率尚未實(shí)現(xiàn)突破,生產(chǎn)成本仍然較高。較先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在歐、美、日等發(fā)達(dá)國家廠商手中,我國CIGS薄膜電池轉(zhuǎn)換效率仍然與先進(jìn)水平差距較大,競爭力不足。

他表示,雖然德國Manz集團(tuán)宣布,已將CIGS薄膜太陽能實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率提高至21.7%,其交鑰匙工程提供整套設(shè)備與生產(chǎn)技術(shù),產(chǎn)品效率達(dá)到14.6%,成本能降至2.5元/瓦,但截至目前還未有量產(chǎn)化先例。而且CIGS薄膜電池生產(chǎn)不僅需要設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù),還需要生產(chǎn)者的團(tuán)隊(duì)具備較強(qiáng)的工藝技術(shù)實(shí)力,且由于材料與設(shè)備的國產(chǎn)化程度不高,生產(chǎn)成本能否達(dá)到宣傳水平仍未可知。因此,企業(yè)看待CIGS薄膜技術(shù)發(fā)展應(yīng)更加理性。

他強(qiáng)調(diào):“宜首先進(jìn)行小規(guī)模中試,待技術(shù)成熟、成本下降后再進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn),謹(jǐn)防因盲目擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模而造成的資源浪費(fèi)。”

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