一、太陽能薄膜電池:能源的救星
CIGS是太陽能薄膜電池CuInxGa(1-x)Se2的簡寫,其具有穩(wěn)定性好、抗輻照性能好、成本低、效率高等優(yōu)點。小樣品CIGS薄膜太陽能電池的最高轉(zhuǎn)化效率2014年12月刷新為21.7%,由德國太陽能和氫能研究機構(gòu)ZSW采用共蒸鍍法制備。大面積電池組件轉(zhuǎn)化效率及產(chǎn)量根據(jù)各公司制備工藝不同而有所不同,一般在10%~15%范圍內(nèi)。銅銦鎵硒薄膜太陽電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特點,光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽能電池之首,接近晶體硅太陽電池,而成本則是晶體硅電池的三分之一,被國際上稱為“下一時代非常有前途的新型薄膜太陽電池”。此外,該電池具有柔和、均勻的黑色外觀,是對外觀有較高要求場所的理想選擇,如大型建筑物的玻璃幕墻等,在現(xiàn)代化高層建筑等領(lǐng)域有很大市場。雖然CIGS電池具有高效率和低材料成本的優(yōu)勢,但他也面臨三個主要的問題:
(1)制程復(fù)雜,投資成本高
(2)關(guān)鍵原料的供應(yīng)不足
(3)緩沖層CdS具有潛在的毒性。
二、全球薄膜太陽能電池產(chǎn)量分析
薄膜電池行業(yè)處于發(fā)展初期,市場份額遠(yuǎn)低于晶體硅電池,但未來市場空間巨大,全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展引發(fā)了全球多晶硅供應(yīng)的持續(xù)緊缺,嚴(yán)重的制約了晶體硅電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,晶體硅電池企業(yè)之間的搶料和價格競爭也隨之加劇。與晶體硅電池相比,薄膜電池具有原材料充裕、能耗小、成本相對低廉的優(yōu)勢,薄膜電池行業(yè)悄然興起。
硅薄膜電池已逐漸具備產(chǎn)業(yè)爆發(fā)性增長的條件,有望超越其他種類的薄膜電池:
1、硅薄膜電池技術(shù)成熟度高,發(fā)展路徑清晰,使用疊層工藝將使轉(zhuǎn)換效率及衰減問題不再突出;
2、薄膜電池設(shè)備供應(yīng)商快速崛起對行業(yè)迅猛發(fā)展起到了重要的推動作用;
3、硅薄膜電池在原材料易得性與清潔安全等方面均不存在瓶頸。薄膜光伏電池是在低成本的玻璃、塑料、不銹鋼等基板上沉積形成很薄的感光材料實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,主要包括硅薄膜電池(a-Si、a-Si/c-Si等)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒(CIS、CIGeS)。
2015年全球薄膜太陽能電池的產(chǎn)能約為9.3GW,產(chǎn)量約為4.4GW(圖。按技術(shù)劃分,2015年硅基薄膜電池的產(chǎn)能占比為38%,銅銦鎵硒薄膜電池的產(chǎn)能占比為27%,碲化鎘薄膜電池的產(chǎn)能占比為35%。
2011-2015 年全球薄膜太陽能電池的產(chǎn)能和產(chǎn)量(MW)
2015年全球薄膜太陽能電池技術(shù)產(chǎn)能占比
三、全球主要薄膜太陽能電池制造商
繼續(xù)小幅下滑。從企業(yè)看,全球薄膜電池產(chǎn)量主要集中在以CdTe電池為代表的FirstSolar,以CIGS電池為代表的SolarFrontier,以及以硅基薄膜為代表的漢能控股公司中。3家公司產(chǎn)量約占全球薄膜電池產(chǎn)量的70%。
全球主要薄膜電池生產(chǎn)商、著名薄膜電站