最近，光伏產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷著前所未有的跌宕。原本一路“綠燈”暢行無(wú)阻，卻由于金融危機(jī)的阻隔，產(chǎn)業(yè)進(jìn)行著大洗牌。此時(shí)，薄膜太陽(yáng)能電池廠商卻依仗自身優(yōu)勢(shì)，紛紛破土動(dòng)工，試圖建立新的市場(chǎng)格局。2009年光伏產(chǎn)業(yè)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線不斷增加。
由于原材料短缺，在單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池的發(fā)展速度受到限制的情況下，新型薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)展尤為迅速。2008年薄膜太陽(yáng)能電池的市場(chǎng)占有率已達(dá)到15%～20%。樂(lè)觀人士估計(jì)，隨著薄膜技術(shù)越來(lái)越成熟，在未來(lái)的市場(chǎng)份額中將大比例提升。行業(yè)分析公司Nano Markets預(yù)測(cè)，薄膜太陽(yáng)能電池2015年的發(fā)電量將達(dá)到26GW，銷售額將超過(guò)200億美元，太陽(yáng)能電池發(fā)電量的一半以上將來(lái)自薄膜太陽(yáng)能電池。
國(guó)內(nèi)建設(shè)升溫
在剛剛結(jié)束不久的上海新國(guó)際展覽中心舉行的“Solarcon China 2009”的展示中可以明確感受到中國(guó)薄膜太陽(yáng)能電池建設(shè)方面持續(xù)升溫的熱度。
百事德太陽(yáng)能科技有限公司（Best Solar）、浙江正泰太陽(yáng)能科技有限公司（Chint Solar）、保定天威薄膜光伏有限公司（TianWei Solar Film）以及無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司（Sun tech）等企業(yè)紛紛展示了薄膜太陽(yáng)能電池樣品并公布了今后的生產(chǎn)計(jì)劃。
由于2008年江西賽維LDK董事長(zhǎng)彭小峰以半數(shù)身家“豪賭”，投資20億美元于百世德，這家招聘廣告中號(hào)稱擁有“目前世界最大的在建薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目之一”的公司頗為引人注目。其采用應(yīng)用材料公司的設(shè)備，并宣布將啟動(dòng)2GW薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線，計(jì)劃于2009年第三季度啟動(dòng)南昌生產(chǎn)線，蘇州生產(chǎn)線也將在年內(nèi)啟動(dòng)。2009年底2工廠的合計(jì)產(chǎn)能將達(dá)到260MWp。至2010年，該公司計(jì)劃到將產(chǎn)能擴(kuò)大至700MWp。
浙江正泰也是國(guó)內(nèi)薄膜生產(chǎn)商中的明星之一。2月初，該公司第二代薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)品正式下線，目前第一條30MWp薄膜生產(chǎn)線產(chǎn)能達(dá)到65%。該公司董事長(zhǎng)楊立友表示，接下來(lái)要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈的擴(kuò)張，力爭(zhēng)2010年達(dá)到300MWp以上的產(chǎn)能。其采用從歐瑞康公司的生產(chǎn)線試制產(chǎn)品，電池采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換效率達(dá)9％。
天威薄膜同樣采用歐瑞康設(shè)備生產(chǎn)線，并將于2009年8月開(kāi)始量產(chǎn)。2009年底產(chǎn)能（1期）將達(dá)50MWp。該公司已制定出前3期計(jì)劃，將來(lái)預(yù)定擴(kuò)大至500MW。目前該公司產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率為6.6％。
無(wú)錫尚德展示的薄膜太陽(yáng)能電池是以前推出的MSK生產(chǎn)的產(chǎn)品，不過(guò)該公司目前正在上海建立薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線，預(yù)定從2009年下半年開(kāi)始量產(chǎn)。該公司亦采用應(yīng)用材料公司的50MW設(shè)備生產(chǎn)線，2009年底產(chǎn)能將達(dá)10MW。
除此之外，向這些企業(yè)提供薄膜設(shè)備“交鑰匙”工程的歐瑞康（Oerlikon）和應(yīng)用材料（Applied Materials）等公司也計(jì)劃進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)，目前正在為獲取客戶而積極努力。應(yīng)用材料的展區(qū)內(nèi)展示了該公司在中國(guó)的首個(gè)客戶——新奧光伏能源（ENN Solar）的樣品。該樣品采用串聯(lián)型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換效率為8％。新奧光伏總經(jīng)理萬(wàn)克家在同期舉辦的第五屆太陽(yáng)能級(jí)硅材料及光伏發(fā)電研討會(huì)上表示，新奧將采用應(yīng)用材料的設(shè)備生產(chǎn)線開(kāi)始量產(chǎn)。目前，應(yīng)用材料已接到新奧光伏、無(wú)錫尚德以及百事德3家公司的訂單，今后將繼續(xù)積極開(kāi)拓中國(guó)市場(chǎng)。歐瑞康也亮出看好中國(guó)市場(chǎng)的姿態(tài)，目前已在中國(guó)接到2家公司的訂單，即此次在Solarcon會(huì)場(chǎng)展出的浙江正泰和天威薄膜。該公司已接到全球10家客戶的訂單。
據(jù)悉，在生產(chǎn)線技術(shù)方面依關(guān)鍵的PECVD沉積系統(tǒng)分類，可以劃分出以下5種設(shè)備模式：?jiǎn)问叶嗥琍ECVD沉積系統(tǒng)(以EPV、Buda Solar為代表)、串聯(lián)線列式多室單片PECVD沉積系統(tǒng)(日本真空)、并聯(lián)線列式多室單片PECVD沉積系統(tǒng)(萊寶真空)、團(tuán)簇式多室單片PECVD沉積系統(tǒng)(應(yīng)用材料公司)、單多片混合型PECVD沉積系統(tǒng)(歐瑞康公司)。除上述提到的應(yīng)用材料和歐瑞康公司之外，日本真空、萊寶公司等也發(fā)展了若干中國(guó)客戶。中國(guó)正逐步成為薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的大型實(shí)驗(yàn)工廠。
薄膜VS晶硅
盡管薄膜市場(chǎng)近期異?；钴S，但不得不承認(rèn)，普遍來(lái)看，其技術(shù)成熟度及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用均位居晶硅電池之后。長(zhǎng)期來(lái)說(shuō)，晶硅電池與薄膜電池屬于競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。由于各自在技術(shù)上存在優(yōu)缺點(diǎn)，薄膜太陽(yáng)能電池與晶體硅電池在市場(chǎng)上還將長(zhǎng)期共存。
與晶硅電池相比，薄膜太陽(yáng)能電池有一些明顯的優(yōu)勢(shì)。
薄膜太陽(yáng)能電池成本低于晶硅電池。晶硅電池的成本基本上是薄膜電池的2倍，但薄膜電池的售價(jià)僅比晶硅電池便宜30%，薄膜太陽(yáng)能電池具有較大的利潤(rùn)空間。薄膜太陽(yáng)能電池襯底采用的是低廉的玻璃或不銹鋼材料，在原材料方面也具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。在發(fā)達(dá)國(guó)家薄膜電池的平均成本約2～3美元/Wp，而晶體硅光伏電池則為3～4美元/Wp。在勞動(dòng)力成本較低的國(guó)家比如中國(guó)，薄膜的成本可降至1.3美元/Wp。從應(yīng)用角度講，在光伏電站等需要大量產(chǎn)生電能的應(yīng)用領(lǐng)域，薄膜太陽(yáng)能電池更有成本優(yōu)勢(shì)。
光伏建筑一體化的應(yīng)用(即與建筑相結(jié)合的光伏發(fā)電)也是薄膜電池的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。光電建筑是指將太陽(yáng)能模板作為建筑材料直接應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，為建筑提供電力。在土地價(jià)格昂貴的地區(qū)，光伏建筑一體化是解決土地成本過(guò)高和整合發(fā)電運(yùn)送的最佳方案。其可節(jié)省太陽(yáng)能電池支撐結(jié)構(gòu)，并可替代屋頂、墻面、窗戶等建材，節(jié)省部分太陽(yáng)能電池安裝成本，有效利用建筑物的表面積，降低建筑物外表溫度。歐洲，特別是德國(guó)，已經(jīng)通過(guò)“百萬(wàn)屋頂計(jì)劃”使建筑業(yè)開(kāi)始使用薄膜太陽(yáng)能電池。我國(guó)財(cái)政部和住宅部建設(shè)部剛剛出臺(tái)的“中國(guó)屋頂計(jì)劃”也為中國(guó)應(yīng)用薄膜太陽(yáng)能電池打開(kāi)了一項(xiàng)通道。這必將成為未來(lái)一個(gè)新的趨勢(shì)。既能發(fā)電，又可降低二氧化碳的排放量的薄膜太陽(yáng)能電池具有很大的潛力。
另外，晶體硅吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)的太陽(yáng)光能，因此在陰雨天難以工作；并且，在高溫環(huán)境下，晶體硅電池的轉(zhuǎn)換效率隨著溫度的升高將大幅度下降，而薄膜太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率受溫度變化的影響要小得多。相比之下，薄膜太陽(yáng)能電池對(duì)光能的收獲率更高。
不過(guò)，薄膜電池的劣勢(shì)也是眾所周知的。光電轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)低于晶體硅光伏電池是其致命的缺陷。在上海的光伏研討會(huì)上，著名的德國(guó)弗萊堡夫瑯和費(fèi)太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所所長(zhǎng)Eicke R Weber公布的最新數(shù)據(jù)：一般商業(yè)化的薄膜太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化率在6％～11％，而晶硅電池則可以做到14％～18％。因此在同等功率的前提下，薄膜電池板的需要消耗的土地面積要比晶體硅光伏板大很多。對(duì)于土地價(jià)格不斷高企的今天，這個(gè)問(wèn)題不可忽略。
另一個(gè)問(wèn)題是非晶硅薄膜電池的生產(chǎn)設(shè)備價(jià)格昂貴。由于硅薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)設(shè)備和工藝是一體的，制造設(shè)備必須在研究材料和工藝的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)，從而導(dǎo)致硅薄膜太陽(yáng)能電池設(shè)備昂貴。目前，國(guó)外幾大非晶硅設(shè)備供應(yīng)商提供的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)比晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)設(shè)備高至少3倍以上，以25MWp的非晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線為例，設(shè)備投資額7000萬(wàn)～9000萬(wàn)美元，其設(shè)備費(fèi)用約占薄膜太陽(yáng)能電池制造成本的20%～30%。因此，大部分的利潤(rùn)被上游設(shè)備商分食。不僅如此，薄膜技術(shù)的快速進(jìn)步使生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代非?？?，電池廠家難以適應(yīng)不斷變化的技術(shù)和市場(chǎng)。而CdTe薄膜電池的生產(chǎn)工藝基本上是被First Solar一家壟斷，其它公司和研究機(jī)構(gòu)才剛剛起步。這些都為更多企業(yè)的進(jìn)入設(shè)置了門檻。
發(fā)展前景可期
技術(shù)的發(fā)展即使暫有缺陷也阻擋不住商業(yè)化的滾滾洪流。第一輪薄膜太陽(yáng)能電池研究熱潮出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，但由于光電轉(zhuǎn)換效率低、光致衰退率較高等問(wèn)題，該技術(shù)并未大面積鋪開(kāi)，市場(chǎng)占有率很低。近年來(lái)，硅材料的短缺又掀起薄膜的第二次熱潮。除福建鈞石能源、天津津能、蚌埠普樂(lè)、安泰科技、百世德太陽(yáng)能（BEST SOLAR）、浙江正泰、新奧光伏、天威薄膜等企業(yè)紛紛在國(guó)內(nèi)投資建廠之外，風(fēng)險(xiǎn)投資商也非常看好薄膜電池的發(fā)展前景。相當(dāng)一部分投資人認(rèn)為繼太陽(yáng)能組件熱、多晶硅熱之后，薄膜電池將成為國(guó)內(nèi)光伏領(lǐng)域新的投資熱點(diǎn)。
集富創(chuàng)業(yè)投資（香港）有限公司董事朱建寰認(rèn)為，薄膜應(yīng)用較之晶硅有很多明顯的優(yōu)勢(shì)，與晶硅電池相比，薄膜電池的成本下降潛力要大得多，并且有很多應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)。例如，薄膜電池可以做成柔性組件以及可接受漫散射光，對(duì)于日光資源并不豐富的地區(qū)十分有利。不過(guò)，也有投資者對(duì)薄膜電池存在顧慮，匯豐創(chuàng)業(yè)投資亞洲有限公司董事兼中國(guó)代表處首席代表梁英杰表示，采用購(gòu)置國(guó)外廠商整體設(shè)備的方式使得薄膜電池固定成本過(guò)高，投資對(duì)于周期的敏感性更強(qiáng)。因此，重金購(gòu)買設(shè)備以求技術(shù)上的領(lǐng)先不一定就能勝算。
各投資商對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)設(shè)備及生產(chǎn)抱有很大熱情，稱如果國(guó)內(nèi)的薄膜廠商如果能夠用新技術(shù)大幅提升薄膜電池光電轉(zhuǎn)化效率，或采用自主研發(fā)的設(shè)備，取得國(guó)內(nèi)供應(yīng)商的地位并得到優(yōu)勢(shì)客戶的認(rèn)可，風(fēng)險(xiǎn)投資將會(huì)緊密注視。不過(guò)，做到這一點(diǎn)，對(duì)于國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商來(lái)說(shuō)，還需要跨越相當(dāng)大的鴻溝。
繼美國(guó)公司First Solar之后，越來(lái)越多的公司寄望通過(guò)自身的技術(shù)改良，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化等方面的創(chuàng)新進(jìn)一步降低成本，薄膜電池技術(shù)將有望成為第一個(gè)達(dá)到電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn)的太陽(yáng)能技術(shù)。近年來(lái)，薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得較大進(jìn)步。有專家樂(lè)觀估計(jì)，薄膜太陽(yáng)能電池在未來(lái)的市場(chǎng)份額中還將有大比例提升，將有可能與晶體硅電池一較高下。寒冬之后，薄膜電池的春天可能就會(huì)到來(lái)。
薄膜太陽(yáng)能電池主要分為3大類：硅薄膜類（Silicon Thin Film Based）、化合物半導(dǎo)體（compound）及新技術(shù)新材料類。硅薄膜類主要包括非晶硅、微晶硅、低溫多晶硅3個(gè)子類；化合物半導(dǎo)體常見(jiàn)的有銅銦硒（CIS）、銅銦鎵硒（CIGS）、硫化鎘（CdS）、碲化鎘（CdTe）等；新技術(shù)新材料薄膜太陽(yáng)能電池包括有機(jī)系、納米技術(shù)以及球狀硅等。目前已經(jīng)能進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的薄膜電池主要有3種：硅基薄膜太陽(yáng)能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池(CdTe)。這3種薄膜電池目前在世界范圍內(nèi)都有廠家在規(guī)?；a(chǎn)。NanoMarkets預(yù)測(cè)，在未來(lái)薄膜電池市場(chǎng)中非晶硅(a-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒(CIGS)三種電池將分別占到薄膜光伏市場(chǎng)的60%、20%和20%。
目前，從技術(shù)上講，最為成熟的薄膜太陽(yáng)能電池當(dāng)屬硅基薄膜太陽(yáng)能電池，包括非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅/微晶硅雙疊層薄膜太陽(yáng)能電池。硅基薄膜電池領(lǐng)域在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了投資熱潮。研究機(jī)構(gòu)目前已經(jīng)描繪了五代硅基薄膜太陽(yáng)能電池工藝技術(shù)：第一代非晶硅單結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池、第二代非晶硅/非晶硅雙結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池、第三代非晶硅/微晶硅雙結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池、第四代非晶硅/非晶硅鍺雙結(jié)或三結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池、第五代非晶硅/非晶硅鍺/微晶硅三結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池。目前在產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域中的主要技術(shù)仍舊是前兩者，但是第三代硅基薄膜太陽(yáng)能電池將在2009年或2010年投入大規(guī)模生產(chǎn)，屆時(shí)第一代和第二代技術(shù)將退出產(chǎn)業(yè)界。然而，硅級(jí)太陽(yáng)能電池的缺點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)化光電轉(zhuǎn)化率僅5%～9%。
CIGS電池具有與多晶硅太陽(yáng)能電池接近的效率，目前已經(jīng)達(dá)到10%～12%，并具有低成本和高穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)。到目前為止，雖然有30多家公司置身于CIGS產(chǎn)業(yè)，真正進(jìn)入市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的公司只有德國(guó)的Wuerth(伍爾特)Sur／lfulcell，美國(guó)的Global Solar Energy，日本的Honda(本田)、Showa Solar Shell等。中國(guó)的CIGS產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美和日本等國(guó)家和地區(qū)，2008年2月，山東孚日光伏科技有限公司宣布與德國(guó)的Johanna合作，獨(dú)家引進(jìn)了中國(guó)首條CIGSSe(銅銦鎵硫硒化合物)商業(yè)化生產(chǎn)線，年產(chǎn)能60MWp，預(yù)計(jì)2009年第三季度投產(chǎn)。2006年安泰科技與德國(guó)ODERSUN公司簽署合資協(xié)議，在德國(guó)開(kāi)始建立第一條5MWp級(jí)CIS薄膜太陽(yáng)電池生產(chǎn)線，隨后的2008年30MWp CIS生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)。2010年，該公司計(jì)劃將另一條生產(chǎn)線放在北京。但CIGS、CIS電池原材料銦儲(chǔ)量有限，另外電池結(jié)構(gòu)中部分材料有毒等均會(huì)在今后的商業(yè)化過(guò)程中存在隱患。
CdTe薄膜太陽(yáng)能電池水平以美國(guó)最高，第一大太陽(yáng)能公司(First Solar)是全球最大的碲化鎘太陽(yáng)能電池制造商。2008年第四季度，F(xiàn)irst Solar宣布其平均生產(chǎn)成本達(dá)到0.98美元/Wp,成為首家低于每瓦1美元的太陽(yáng)能廠商。First Solar公布的2008年產(chǎn)能達(dá)到500MWp，預(yù)計(jì)2009年翻番至1GWp，達(dá)到了一般核電廠的規(guī)模。中國(guó)國(guó)內(nèi)，目前在“十一五”863計(jì)劃的支持下，四川大學(xué)和無(wú)錫尚德公司合作，正在開(kāi)發(fā)兆瓦級(jí)生產(chǎn)線。據(jù)semi公布的信息，目前商業(yè)化的CdTe電池的轉(zhuǎn)化率在8.5％～10.5％左右。
