2009年薄膜電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)
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目前光伏電池從功能材料的厚度可分為體光伏電池和薄膜電池兩種。而體材料電池又可分為單晶硅電池和多晶硅電池,此外還有少量的片狀硅光伏電池。薄膜光伏電池則包括非晶硅薄膜電池、銅銦硒(CIS)太陽(yáng)電池,銻化鎘太陽(yáng)電池、砷化鎵太陽(yáng)電池等。而在前沿研究階段的還包括納米硅薄膜太陽(yáng)能光伏電池等,這在未來(lái)將有廣闊的應(yīng)用前景。
近年薄膜電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展
在環(huán)保呼聲漸高,傳統(tǒng)能源告急的形勢(shì)下,太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)近年來(lái)得到快速發(fā)展,晶硅電池總產(chǎn)量從2001年的338.1MWp發(fā)展到2004年的1136MWp,到2007年時(shí)已經(jīng)達(dá)到3650MWp;薄膜電池2004年產(chǎn)量為36MWp,2004年增加到65MWp,而到2007年增加到350MWp,占到總產(chǎn)量的近10%。根據(jù)已有數(shù)據(jù),2008年晶體硅電池將達(dá)到6100WMp左右,薄膜電池增加到1100WMp。從一系列數(shù)據(jù)中可以看到,太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入發(fā)展的快車(chē)道,而薄膜電池產(chǎn)業(yè)隨之發(fā)展,在近幾年顯示出發(fā)展?jié)摿Α?br /> 眾所周知,晶體硅生產(chǎn)過(guò)程耗能較大,制造成本高,促使發(fā)電成本居高不下。較之晶體硅太陽(yáng)能電池,薄膜電池生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,也不受硅料限制,制造成本較低,發(fā)電成本也隨之下降。薄膜太陽(yáng)能電池廠家近幾年開(kāi)始迅速增多,原只有哈爾濱克羅拉、深圳宇康1MW單結(jié)a-Si電池生產(chǎn)線,后增加福建鈞石能源、天津津能、蚌埠普樂(lè)等已建和在建的二十多家薄膜電池生產(chǎn)企業(yè),規(guī)模從幾兆瓦增至數(shù)十兆瓦,產(chǎn)品尺寸達(dá)平方米至數(shù)平方米,并增有a-Si/a-Si疊層電池,穩(wěn)定效率達(dá)5%-6%,而且進(jìn)入功率型應(yīng)用階段,有多家企業(yè)計(jì)劃規(guī)模達(dá)數(shù)百兆瓦。原從事晶體硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的廠家也開(kāi)始增加薄膜的產(chǎn)品線,如業(yè)內(nèi)的代表企業(yè)尚德等已經(jīng)開(kāi)始涉足硅基薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)。從這點(diǎn)看,太陽(yáng)能薄膜電池產(chǎn)業(yè)生機(jī)黯然。以下,從幾方面列舉近兩年國(guó)內(nèi)薄膜電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況。
2008年2月,山東孚日光伏科技有限公司引進(jìn)德國(guó)Johanna Solar Technology GmbH(簡(jiǎn)稱JST)公司技術(shù)建設(shè)的CIGSSe(銅銦鎵硫硒化合物)薄膜太陽(yáng)電池研發(fā)及生產(chǎn)項(xiàng)目在高密市孚日城北新區(qū)正式開(kāi)工奠基,標(biāo)志著中國(guó)開(kāi)始進(jìn)入太陽(yáng)電池生產(chǎn)研發(fā)高端技術(shù)領(lǐng)域。該項(xiàng)目總投資60億元,建設(shè)規(guī)模為240MW。其中首期項(xiàng)目投資18.6億元,建設(shè)規(guī)模為60MW,預(yù)計(jì)2009年第三季度投產(chǎn)。
2008年11月,南開(kāi)大學(xué)與福建鈞石能源有限公司成立的硅基薄膜太陽(yáng)電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在天津市凌奧創(chuàng)意園區(qū)揭牌。校企雙方建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,將共同致力于薄膜太陽(yáng)電池的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)。 “十五”期間,課題組非晶硅/微晶硅疊層電池研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,開(kāi)發(fā)出系列薄膜電池制造所必需的關(guān)鍵設(shè)備和測(cè)試系統(tǒng),建立了國(guó)內(nèi)唯一具有國(guó)際先進(jìn)水平的硅基薄膜太陽(yáng)電池研制線。
2009年1月,廣東省政府與中國(guó)建筑材料集團(tuán)公司鑒訂太陽(yáng)能戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,中國(guó)建筑材料集團(tuán)公司將投資30億元在佛山三水園區(qū)打造廣東太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)基地。根據(jù)協(xié)議,中國(guó)建筑材料集團(tuán)公司將投資資金建設(shè)廣東中南光電技術(shù)裝備有限公司、廣東中南光電技術(shù)(裝備)研發(fā)中心、廣東中南太陽(yáng)能有限公司三個(gè)項(xiàng)目,建立集光電技術(shù)(裝備)研發(fā)、光電技術(shù)裝備生產(chǎn)制造和薄膜太陽(yáng)能模組生產(chǎn)的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)基地。
2009年2月,來(lái)自證券公司的資料顯示,1月下旬以來(lái),A股市場(chǎng)上有薄膜電池概念的一些股票如金晶科技、孚日股份都有不錯(cuò)表現(xiàn),不少股票甚至連續(xù)漲停。對(duì)于這種預(yù)期,也有投資人士認(rèn)為,薄膜電池的技術(shù)門(mén)檻很高,如果在轉(zhuǎn)換率方面不能有效突破,很多產(chǎn)能將會(huì)造成浪費(fèi),未來(lái)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力將不容樂(lè)觀。
埃孚公司薄膜電池目前轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到16%,2008年已有3.8Mw產(chǎn)量,2009年預(yù)計(jì)形成25Mw產(chǎn)能。埃孚公司采用的CIGSSe法薄膜電池技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)已趨消失,技術(shù)提供方Johanna已于2008年11月開(kāi)始投產(chǎn),目前產(chǎn)品已經(jīng)對(duì)外銷(xiāo)售。未來(lái)3年薄膜電池包銷(xiāo)給德國(guó)合資方將有效降低公司薄膜電池的初期市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn),為培育自主品牌奠定基礎(chǔ)。該公司薄膜電池項(xiàng)目資金目前已經(jīng)規(guī)劃到位,2009年和2010年將如期形成30Mw和60Mw產(chǎn)能。
薄膜電池技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
同國(guó)際領(lǐng)先水平相比,我國(guó)薄膜電池的研究存在一定的差距,但正在逐步縮小。我國(guó)在各種薄膜太陽(yáng)電池的研究中,具有很好的研究基礎(chǔ)和發(fā)展?jié)摿Α?ldquo;十五”期間,“973計(jì)劃”和“863計(jì)劃”中分別把硅基薄膜太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池,以及碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池和銅銦硒太陽(yáng)電池作為重大項(xiàng)目進(jìn)行了立項(xiàng)和研究,并在“十一五”期間繼續(xù)進(jìn)行了立項(xiàng)。在863重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下,四川大學(xué)和南開(kāi)大學(xué)正在分別進(jìn)行300千瓦碲化鎘太陽(yáng)電池和銅銦硒太陽(yáng)電池的中試生產(chǎn)線研發(fā);在973項(xiàng)目的支持下,中國(guó)科學(xué)院等離子體所和南開(kāi)大學(xué)正在分別進(jìn)行染料敏化太陽(yáng)電池和新型高效硅薄膜太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究工作。
在國(guó)際上,薄膜電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn);國(guó)內(nèi)除非晶硅電池實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)外,其他薄膜電池,在我國(guó)尚在進(jìn)行試生產(chǎn)的工作。
產(chǎn)業(yè)化方面,從上世紀(jì)80 年代中后期中國(guó)引進(jìn)單結(jié)非晶硅電池后,中國(guó)的非晶硅電池產(chǎn)業(yè)一直處于穩(wěn)步發(fā)展態(tài)勢(shì)。進(jìn)入本世紀(jì)后顯示出快速發(fā)展態(tài)勢(shì),近年來(lái)多晶硅材料緊缺更加促進(jìn)了薄膜電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2004 年以前中國(guó)薄膜電池產(chǎn)業(yè)以單結(jié)非晶硅電池為主,從2004 年天津津能引進(jìn)了2.5MWp 雙結(jié)非晶硅電池后,非晶硅雙結(jié)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。截至2007 年底,中國(guó)從事薄膜電池生產(chǎn)的企業(yè)接近20 家,總生產(chǎn)能力達(dá)到80MWp。2006、2007 年中國(guó)非晶硅電池的產(chǎn)量分別為12MWp 和28.3MWp,其中10個(gè)主要生產(chǎn)商及他們兩年的分別產(chǎn)量如表3 所示。圖1 給出了2000-2007 年中國(guó)非晶硅電池歷年來(lái)的產(chǎn)量變化情況。從圖中看出,自2004 年起我國(guó)非晶硅電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。分析其原因:一是由于世界光伏市場(chǎng)的拉動(dòng),二是薄膜電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷走向成熟,三是太陽(yáng)級(jí)多晶硅材料短缺成為世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約因素,從而加速了薄膜電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
目前非晶硅電池因其成本較低、外觀漂亮以及弱光性能較好而受到重視。但非晶硅電池還面臨著一些挑戰(zhàn),如效率較低且有衰減,使用壽命較晶硅電池低,市場(chǎng)認(rèn)知度較低等。此外,薄膜電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)還在不斷完善過(guò)程,技術(shù)更新快,設(shè)備不定型,設(shè)備初投資高,因此投資風(fēng)險(xiǎn)較晶硅電池高。欲涉入薄膜電池產(chǎn)業(yè)的新企業(yè)對(duì)此應(yīng)進(jìn)行深入了解和審慎分析。
薄膜電池前景預(yù)測(cè)
據(jù)中國(guó)可再生能源光伏專委會(huì)趙玉文研究員提供的數(shù)據(jù),薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)量從2004年實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展,往后每年呈現(xiàn)遞增態(tài)勢(shì),薄膜電池在2006年實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn),2006年產(chǎn)量達(dá)到0.191GWp,占到太陽(yáng)能電池總產(chǎn)量的7.46%。而到2007年,總產(chǎn)量達(dá)到0.35 GWp,占總產(chǎn)量的8.75%。
薄膜電池市場(chǎng)份額不斷增加,在2008年達(dá)到最大值18.03%,隨后開(kāi)始下降,2011年將下降到12.68%。薄膜電池百分比的下降只是表明,隨著多晶硅材料的緩和,多晶硅短缺的外部原因?qū)Ρ∧る姵氐挠绊憸p小了,薄膜電池的增長(zhǎng)開(kāi)始回落到因內(nèi)部自身技術(shù)而發(fā)展的速度上。如果除去外部因素,薄膜電池是以漸次增長(zhǎng)趨勢(shì)發(fā)展的







