赛迪网 > 环境服务平台 > 太阳能 > 文章

光伏技术路线之争:CIGS能否拯救薄膜?

发布时间:2014.10.28 09:40      来源:赛迪网-中国电子报     作者:赵晨

【赛迪网讯】10月28日消息,日前,在汉能控股集团有限公司董事局主席兼首席执行官、全国工商联副主席、全国工商联新能源商会会长、“中国首富”李河君的一次发言中,这位国内薄膜太阳能电池的首席代言人,没有再把晶硅和薄膜比作黑白电视和液晶电视的关系,没有再提薄膜对晶硅的替代性,而是强调两种技术路线在相当长时间内会共同发展。“晶硅和薄膜是兄弟关系,我希望保利协鑫、英利这些晶硅企业做得更好,因为我们根本不存在竞争关系。”

晶硅电池优势既成事实

和2009年16.5%的市场占有率相比,薄膜电池已经几乎失去了自身的小半壁江山。

中国光伏行业协会数据显示,在2013年全球新增光伏装机市场同比增长20%的大背景下,全球薄膜电池产量小幅回升至3660MW,同比增长3.7%,但其所占市场份额却继续下滑至9%。和2009年16.5%的市场占有率相比,薄膜电池已经几乎失去了自身的半壁江山。

“2009年之前,薄膜电池发展很快,因为当时晶硅非常贵。薄膜市场份额16%左右,晶硅占83%。”英利集团首席技术官宋登元在接受《中国电子报》记者采访时表示,“后来晶硅逐渐回归本身价值,每公斤价格从400美元逐步下降到50美元、30美元、20美元,而且晶硅的转化效率提升更快。由技术发展带来的度电成本降低,在市场上反映非常明显。从2009年开始,薄膜电池的市场份额越来越小,晶硅的份额越来越多。预计2014年晶硅电池的比例会上升到92%,薄膜电池下降到8%。”

之所以两种技术路线以这样的轨迹发展,宋登元强调,因为光伏行业的本质就是成本为先的可再生能源技术。他表示,实际上,太阳能发电除了晶硅和薄膜技术,还有多种其他技术,比如聚光、钙钛矿技术等。但要想在市场上有好的表现,最重要的还是成本因素。

除此之外,宋登元还提出了薄膜电池的原材料供给问题。晶体硅在地壳中的含量为27.1%,而薄膜电池用的铬、镓、铟、硒等材料都是地壳中非常稀有的元素,尤其是铟。他指出,按照我国目前规划的太阳能光伏发电规模进行计算,如果大规模发展薄膜技术,材料的可支撑性将是个难题。

保利协鑫执行总裁舒桦首先肯定了薄膜电池的生存空间。他表示,和晶硅一样,薄膜技术也在成长,随着转换效率和使用寿命问题的解决,也会有它的应用市场,特别是在建筑一体化这类局部特定市场,薄膜技术有其自身的优势。但同时他更强调:“经过十年多的发展,晶硅电池的转换效率不断提升,现在已经超过23%。随着今后晶硅技术的进一步发展,转化效率甚至可以达到25%以上。从综合性价比上来看,能够应用在商业化的光伏发电技术,今后仍然会是晶硅技术。”

“未来可能还会兴起其他技术,比如光热发电等其他应用太阳能的发电技术。但是在近期以及相当长一段时间内,从技术进步、效率提升、成本降低、政府补贴以及走进千家万户的市场应用情况来看,晶硅路线仍将占据太阳能发电的主流地位。”舒桦说。

CIGS或成薄膜发展方向

随着生产技术的成熟及中国厂商的加入,CIGS的市场份额将持续提升。

正如天合光能有限公司董事长高纪凡所说,在未来5~10年内,晶硅电池的主流地位不会改变,薄膜电池只能当配角。

那么,作为配角,薄膜电池到底过得好不好?据中国光伏行业协会秘书处工作人员介绍,在多种薄膜太阳能电池生产技术中,目前已经产业化的主要有3种:硅基薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)和铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)。硅基薄膜虽然最早实现产业化,技术成熟,成本较低,但是存在转换效率低和组件衰退快这两大弱点,目前已经不具备很强的竞争力。

CdTe本身的固有材料特效及发展实践,已经证明其是一种适合于大规模生产的高效廉价太阳能电池。目前实验室小面积电池效率已达20.4%,组件全面积效率已达14.2%。CdTe具有较低的温度系数和优良的弱光响应,比晶硅电池发电能力要高出5%~10%。欧盟从2011年开始对其豁免了RoHS的要求,认为CdTe薄膜电池无论在生产或是使用上,都是安全可控的。

CIGS具有很好的材料特性,易形成好的背电极和高质量的PN结,而且较容易做成柔性组件。CIGS的实验室效率已达21%,组件全面积效率已接近16%。一些公司已经实现了CIGS的产业化,不过,继续提高沉积速率、提高优品率和提高材料的利用率以降低成本仍是产业化需要解决的问题。

中国光伏行业协会数据显示,2012年,由于产品生产成本与售价持平甚至高于销售价格,薄膜电池企业经营状况较差。进入2013年后,虽然薄膜电池售价继续下滑,但相对于2012年,下滑幅度明显收紧。同时,由于产业集中度较高,薄膜电池产量增长引起的规模效应及技术进步使得其成本快速下降,企业逐步扭亏为盈。以占据CdTe薄膜电池98%以上市场的First Solar为例,其2013年第四季度的生产成本已经降至0.56美元/瓦,而产品售价为0.6美元/瓦,2013年净收入为3.56亿美元,同比增长了4.5亿美元。

君盛投资管理有限公司投资总监张为告诉《中国电子报》记者,由于CdTe的安全隐患,目前业内人士比较认同的薄膜电池还是CIGS。CIGS薄膜电池的柔性化特质以及在消费电子、汽车等领域的应用可能,让其受到各国的青睐。目前,加速CIGS的下一代进展已经成为美国能源部SunShot计划的一部分,巴西政府也为CIGS产品的生产提供了5000万美元的补贴。2013年,随着硅基薄膜电池在薄膜电池市场的份额大幅下滑,CIGS的份额则提升为2012年的2.3倍,表现出很大的增长潜力。他预计,未来随着大规模生产技术的逐步成熟及中国厂商的加入,CIGS薄膜电池的市场份额将会持续提升。

张为所指的中国厂商首当其冲就是汉能。李河君一直强调,柔性化、薄膜化是薄膜电池的发展方向,纸一样的厚度让薄膜电池得以应用在我们生活的方方面面。由于国外诸多薄膜电池企业破产,汉能通过一系列收购获得了国际先进的薄膜电池生产经验,并将战略重心由硅基薄膜转向CIGS。

“双反”带来微妙影响

要注意发展节奏,谨防因盲目扩大生产规模而造成的资源浪费。

美国光伏“双反”出台后,我国晶硅光伏产品输美面临高额税率,价格明显上扬,造成北美太阳能市场投资成本大幅提升。然而薄膜电池产品并不在此次“双反”之列,因此对于薄膜电池企业而言,北美市场成了香饽饽。

TrendForce旗下绿能事业处EnergyTrend研究经理胥嘉政在接受《中国电子报》记者采访时表示,除了First Solar外,以CIGS技术为主的薄膜电池企业也在积极布局北美市场,希望利用此次机会扩大CIGS在全球太阳能市场的占有率。一直以本土市场为主的CIGS领导企业日本Solar Frontier已经积极展开布局,针对北美市场的需求提出了对应的解决方案。而我国的汉能集团则瞄准分布式的应用,通过并购快速累积相关的专利与技术,并与北美电动车领导品牌Tesla建立了合作关系。

胥嘉政进一步表示,综合考量目前光伏产品的转换效率和在北美市场的报价,从计算出的最终发电成本来看,CIGS产品其竞争力大幅提升,Solar Frontier和汉能都是此次“双反”的获益者。

那么,尝试进入CIGS薄膜电池市场是否可行呢?张为表示,首先,从初始投资方面来看,同样产能的薄膜类产品投资成本大约为晶硅类产品的3~4倍,这对企业的财务能力是个严峻的考验;其次,薄膜电池的衰减问题需要关注;最后,也是最重要的,等达产之后,这个市场还是不是“当初的模样”。

中国光伏行业协会秘书处的工作人员也建议企业更理性些。他认为,随着CIGS薄膜电池技术逐渐受到市场和资本的关注,以及技术的逐步成熟,国内薄膜电池企业大举进军CIGS技术,以抢占未来发展先机的举措本无可厚非,但仍要注意发展节奏。目前CIGS薄膜电池大规模产业化良率尚未实现突破,生产成本仍然较高。较先进生产技术主要掌握在欧、美、日等发达国家厂商手中,我国CIGS薄膜电池转换效率仍然与先进水平差距较大,竞争力不足。

他表示,虽然德国Manz集团宣布,已将CIGS薄膜太阳能实验室转换效率提高至21.7%,其交钥匙工程提供整套设备与生产技术,产品效率达到14.6%,成本能降至2.5元/瓦,但截至目前还未有量产化先例。而且CIGS薄膜电池生产不仅需要设备和生产技术,还需要生产者的团队具备较强的工艺技术实力,且由于材料与设备的国产化程度不高,生产成本能否达到宣传水平仍未可知。因此,企业看待CIGS薄膜技术发展应更加理性。

他强调:“宜首先进行小规模中试,待技术成熟、成本下降后再进入商业化生产,谨防因盲目扩大生产规模而造成的资源浪费。”

[发表评论][打印][进入博客][进入论坛][推荐给朋友]

更多>>

    [an error occurred while processing this directive]