薄膜太陽能電池是選擇非結(jié)晶硅(a-Si)、二硒化銅、銦、鎵(CIGS)或碲化鎘(CdTe)等半導體材料作為光能的吸收劑和轉(zhuǎn)換器,將半導體材料放在玻璃、塑膠等廉價襯底材料上制成太陽能電池。因此,薄膜電池相對晶硅電池具有質(zhì)量輕、價格便宜等優(yōu)勢,而使用柔性底材的薄膜電池還具有可折疊,攜帶方便等特點。
BIPV推動
薄膜電池第二波高速發(fā)展
2008年至2009年上半年期間,因多晶硅價格高昂,替代效應(yīng)下薄膜電池取得了迅速的發(fā)展。2009年下半年后,多晶硅價格大幅下滑,晶硅電池轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)步提升,薄膜電池的發(fā)展放緩。我們認為光伏行業(yè)正逐步向技術(shù)多元化,晶硅、薄膜、聚光技術(shù)的博弈不再局限于成本的比拼,各技術(shù)可以在各自的優(yōu)勢應(yīng)用領(lǐng)域上拓展市場空間。未來光伏建筑一體化(BIPV)的推廣,將推動薄膜電池的第二波高速發(fā)展。
BIPV是將光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的維護結(jié)構(gòu)外表面來提供電力,而玻璃幕墻是目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域。薄膜電池具有質(zhì)量輕,透光性較好,柔韌性好,易于與建筑材料集成的特點,在建筑一體化(BIPV)領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。BIPV可以有效地利用建筑物幕墻,不占用額外的地面空間,節(jié)省土地資源。同時,BIPV就地發(fā)電、就地使用,節(jié)約電網(wǎng)投資并減少輸電、分電的損耗。這些優(yōu)點使得BIPV系統(tǒng)成為光伏發(fā)電的重要潛在市場。中國在2009年就出臺了《太陽能光電建筑應(yīng)用財政補助資金管理暫行辦法》,對城市建筑一體化應(yīng)用和農(nóng)村及偏遠地區(qū)建筑光電利用給予財政補貼。未來隨著建筑節(jié)能的推廣和用戶側(cè)發(fā)電上網(wǎng)和補貼政策的出臺,BIPV面臨巨大的發(fā)展空間,薄膜電池也將迎來第二波高速發(fā)展。
非晶硅電池占主導
CIGS前景誘人
非晶硅薄膜電池(a-Si)、銅銦鎵硒電池(CIGS)、碲化鎘(CdTe)是三種主流的薄膜太陽能電池。其中,非晶硅薄膜電池以較低的成本、簡單的生產(chǎn)工藝以及靈活的應(yīng)用方式,一直處于重要地位,而中國內(nèi)地和臺灣地區(qū)正是全球非晶硅電池的主要生產(chǎn)基地。中國有超過20家非晶硅薄膜電池廠商,共約1.1GW產(chǎn)能,其中800MW的轉(zhuǎn)換效率為6%-7%,300MW的轉(zhuǎn)換效率高于8.5%,最高的轉(zhuǎn)換效率可以達到9%-10%,生產(chǎn)成本為約0.8美元/瓦。中國在非晶硅薄膜電池方面具有品牌和規(guī)模優(yōu)勢,非晶硅電池仍是目前中國發(fā)展薄膜電池的主要方向。
CdTe薄膜電池方面,美國First Solar一枝獨秀。其碲化鎘電池的轉(zhuǎn)換效率已達11%,成本降低至0.76美元/瓦。First Solar的產(chǎn)能在2010年就達到約1.4GW,預(yù)計2011年、2012年分別達到2.1GW 、2.7GW。在工藝、技術(shù)、市場份額和規(guī)模效應(yīng)等方面,F(xiàn)irst Solar已經(jīng)占據(jù)了絕對優(yōu)勢,國內(nèi)企業(yè)難以有較大發(fā)展。目前國內(nèi)介入CdTe電池的企業(yè)僅三家,且均未實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
CIGS薄膜電池方面,雖然目前全球有上百家企業(yè)從事CIGS技術(shù)的研發(fā),但突破技術(shù)和設(shè)備瓶頸,能夠生產(chǎn)大面積組件的企業(yè)不多。技術(shù)相對成熟,單機年產(chǎn)量超過10MW的生產(chǎn)線更少,目前僅有如Johanna Solar(德國)、Wurth Solar(德國)、Global Solar(美國)、Showa Shell(日本)、Honda Soltec(日本)等公司。CIGS的工藝和設(shè)備要求復(fù)雜,國際上尚未形成標準生產(chǎn)工藝和技術(shù)壟斷企業(yè)。中國企業(yè)有望通過自主創(chuàng)新,引進設(shè)備或與國外設(shè)備企業(yè)合作等形式加快CIGS薄膜電池的產(chǎn)業(yè)化。例如,孚日引進Johanna的60MW生產(chǎn)線,哈高科與美國普尼合作研發(fā)CIGS的生產(chǎn)工藝。目前,CIGS的試驗室轉(zhuǎn)換效率已達20%,接近晶硅電池的試驗室轉(zhuǎn)換效率。但大規(guī)模商業(yè)量產(chǎn)和明顯技術(shù)優(yōu)勢尚未出現(xiàn),使國內(nèi)企業(yè)通過走自主創(chuàng)新路線,掌握核心技術(shù),從事高附加價值的太陽能電池制造的構(gòu)想成為可能。CIGS 技術(shù)前景誘人,成為未來薄膜電池的投資亮點。
隨著BIPV應(yīng)用的推廣,薄膜電池第二波高速發(fā)展在望。中國發(fā)展薄膜太陽能電池仍以非晶硅電池為主,而CIGS技術(shù)前景誘人,成為未來的投資亮點。建議投資者重點關(guān)注上市公司:拓日新能、孚日股份、哈高科。 (國海證券研究所綠色能源小組)