非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池由于其成本優(yōu)勢(shì)而具有很大的市場(chǎng)潛力,因此受到投資者青睞。通過(guò)仿真模型對(duì)項(xiàng)目的成本及效益進(jìn)行分析,可以為投資者的決策提供參考數(shù)據(jù),以規(guī)避投資風(fēng)險(xiǎn)。
薄膜太陽(yáng)能電池作為一種新型太陽(yáng)能電池,由于其原材料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低、便于大規(guī)模生產(chǎn),因而具有廣闊的市場(chǎng)前景。近年來(lái),以玻璃為基板的非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池憑借其成本低廉、工藝成熟、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì),逐漸從各種類型的薄膜太陽(yáng)能電池中脫穎而出,在全球范圍內(nèi)掀起了一波投資熱潮。大尺寸玻璃基板薄膜太陽(yáng)能電池投入市場(chǎng),必將極大地加速光伏建筑一體化、屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及光伏電站等的推廣和普及。
非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)勢(shì)漸顯
由于晶體硅太陽(yáng)能電池的成本隨著硅材料價(jià)格的連年上漲而不斷提高,各類薄膜太陽(yáng)能電池成為全球新型太陽(yáng)能電池研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
薄膜太陽(yáng)能電池中最具發(fā)展?jié)摿Φ氖欠蔷Ч璞∧ぬ?yáng)能電池,非晶硅材料是由氣相淀積形成的,目前已被普遍采用的方法是等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相淀積(PECVD)法。此種制作工藝可以連續(xù)在多個(gè)真空淀積室完成,從而實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。由于反應(yīng)溫度低,可在200℃左右的溫度下制造,因此可以在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上淀積薄膜,易于大面積化生產(chǎn),成本較低。
與晶體硅太陽(yáng)電池比較,非晶硅薄膜太陽(yáng)電池具有弱光響應(yīng)好,充電效率高的特性。非晶硅材料的吸收系數(shù)在整個(gè)可見光范圍內(nèi),幾乎都比單晶硅大一個(gè)數(shù)量級(jí),使得非晶硅太陽(yáng)電池?zé)o論在理論上和實(shí)際使用中都對(duì)低光強(qiáng)有較好的適應(yīng)。越來(lái)越多的實(shí)踐數(shù)據(jù)也表明,當(dāng)峰值功率相同時(shí),在晴天直射強(qiáng)光和陰雨天弱散射光環(huán)境下,非晶硅太陽(yáng)能電池板的比功率發(fā)電量均大于單晶硅、非晶硅薄膜太陽(yáng)電池。更有數(shù)據(jù)表明,在相同環(huán)境條件下,非晶硅太陽(yáng)電池的每千瓦年發(fā)電量要比單晶硅高8%,比多晶硅高13%。
薄膜太陽(yáng)能電池最重要的優(yōu)勢(shì)是成本優(yōu)勢(shì)。據(jù)多家企業(yè)和機(jī)構(gòu)的測(cè)算,即使在5MW的生產(chǎn)規(guī)模下,非晶硅薄膜太陽(yáng)電池組件的生產(chǎn)成本也在2美元/瓦以下,而單線產(chǎn)能達(dá)到40MW-60MW甚至更高的全自動(dòng)化生產(chǎn)線,其產(chǎn)品生產(chǎn)成本則更低。而相對(duì)于平均3.5美元/瓦的國(guó)際市場(chǎng)銷售價(jià)格而言,其利潤(rùn)空間可想而知。
影響非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)用的最主要問(wèn)題是效率低、穩(wěn)定性差。與晶體硅電池相比,每瓦的電池面積會(huì)增加約一倍,在安裝空間和光照面積有限的情況下限制了它的應(yīng)用。而其不穩(wěn)定性則集中體現(xiàn)在其能量轉(zhuǎn)換效率隨輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而變化,直到數(shù)百或數(shù)千小時(shí)后才穩(wěn)定,這個(gè)問(wèn)題在一定程度上影響了這種低成本太陽(yáng)能電池的應(yīng)用。
隨著研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注度的提高和投入的大幅度增加,相信在近幾年內(nèi)硅薄膜太陽(yáng)電池的產(chǎn)品技術(shù)將會(huì)有所突破。預(yù)計(jì)到2009年,采用“非晶硅+微晶硅”技術(shù)的疊層薄膜電池的光電轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到10%,而組件的成本將低于1美元/瓦。
企業(yè)投資力度迅速加大
基于近年對(duì)太陽(yáng)電池市場(chǎng)發(fā)展的良好預(yù)期以及硅薄膜電池良好的技術(shù)特性和成本優(yōu)勢(shì),許多設(shè)備供應(yīng)商、太陽(yáng)電池生產(chǎn)企業(yè)、有關(guān)研究機(jī)構(gòu)等都紛紛投資,掀起了一陣投資熱潮。
由于TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)工藝已十分成熟,其大面積非晶硅均勻性成膜的工藝可移植到硅薄膜電池的生產(chǎn)中。目前通常做法是采用TFT-LCD工藝中用于薄膜晶體管生產(chǎn)的設(shè)備,來(lái)生產(chǎn)非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。美國(guó)、歐洲和日本的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商,都在努力角逐這一市場(chǎng)。上述供應(yīng)商除了全力開展市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)外,也紛紛通過(guò)兼并重組、招攬人才等手段加大對(duì)產(chǎn)品、工藝、設(shè)備的研發(fā)力度,力爭(zhēng)在長(zhǎng)期的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
在企業(yè)投資方面,不少晶體硅電池的生產(chǎn)廠家在繼續(xù)做大做強(qiáng)原有產(chǎn)品的同時(shí),也將目光轉(zhuǎn)向硅薄膜電池,意圖完善和豐富自己的產(chǎn)品線。有意思的是,有更多的原本不是太陽(yáng)電池行業(yè)的企業(yè),在整個(gè)太陽(yáng)電池投資熱的鼓舞下,紛紛選擇硅薄膜太陽(yáng)電池作為他們進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的切入點(diǎn),力圖在這塊新生的市場(chǎng)上謀得一席之地。這些新進(jìn)入者為太陽(yáng)電池行業(yè)帶來(lái)了全新的面貌,同時(shí)也加劇了行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)和風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),僅在中國(guó)就有至少9個(gè)新增的硅薄膜電池投資項(xiàng)目正在實(shí)施,設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力總和達(dá)900MW左右,而有意投資并正在進(jìn)行項(xiàng)目前期策劃的則更多。
原材料成本應(yīng)最受關(guān)注
盡管目前看來(lái)硅薄膜電池的利潤(rùn)空間很大,但面對(duì)如今這樣瞬息萬(wàn)變的用戶市場(chǎng)和原材料供應(yīng)鏈環(huán)境,任何一個(gè)希望涉足這個(gè)領(lǐng)域的人都應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到所面臨的風(fēng)險(xiǎn)在哪里,從而有效地規(guī)避和防范這些風(fēng)險(xiǎn)。
利用國(guó)際知名仿真軟件公司的相關(guān)工具軟件,并以收集到的生產(chǎn)成本等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),我們搭建了一個(gè)非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線的仿真模型。利用該模型的成本分析功能,我們不僅可以得到單位產(chǎn)品的成本及其構(gòu)成情況,還可以按照國(guó)際通行的原則將各項(xiàng)支出分
薄膜太陽(yáng)能電池作為一種新型太陽(yáng)能電池,由于其原材料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低、便于大規(guī)模生產(chǎn),因而具有廣闊的市場(chǎng)前景。近年來(lái),以玻璃為基板的非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池憑借其成本低廉、工藝成熟、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì),逐漸從各種類型的薄膜太陽(yáng)能電池中脫穎而出,在全球范圍內(nèi)掀起了一波投資熱潮。大尺寸玻璃基板薄膜太陽(yáng)能電池投入市場(chǎng),必將極大地加速光伏建筑一體化、屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及光伏電站等的推廣和普及。
非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池優(yōu)勢(shì)漸顯
由于晶體硅太陽(yáng)能電池的成本隨著硅材料價(jià)格的連年上漲而不斷提高,各類薄膜太陽(yáng)能電池成為全球新型太陽(yáng)能電池研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
薄膜太陽(yáng)能電池中最具發(fā)展?jié)摿Φ氖欠蔷Ч璞∧ぬ?yáng)能電池,非晶硅材料是由氣相淀積形成的,目前已被普遍采用的方法是等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相淀積(PECVD)法。此種制作工藝可以連續(xù)在多個(gè)真空淀積室完成,從而實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。由于反應(yīng)溫度低,可在200℃左右的溫度下制造,因此可以在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上淀積薄膜,易于大面積化生產(chǎn),成本較低。
與晶體硅太陽(yáng)電池比較,非晶硅薄膜太陽(yáng)電池具有弱光響應(yīng)好,充電效率高的特性。非晶硅材料的吸收系數(shù)在整個(gè)可見光范圍內(nèi),幾乎都比單晶硅大一個(gè)數(shù)量級(jí),使得非晶硅太陽(yáng)電池?zé)o論在理論上和實(shí)際使用中都對(duì)低光強(qiáng)有較好的適應(yīng)。越來(lái)越多的實(shí)踐數(shù)據(jù)也表明,當(dāng)峰值功率相同時(shí),在晴天直射強(qiáng)光和陰雨天弱散射光環(huán)境下,非晶硅太陽(yáng)能電池板的比功率發(fā)電量均大于單晶硅、非晶硅薄膜太陽(yáng)電池。更有數(shù)據(jù)表明,在相同環(huán)境條件下,非晶硅太陽(yáng)電池的每千瓦年發(fā)電量要比單晶硅高8%,比多晶硅高13%。
薄膜太陽(yáng)能電池最重要的優(yōu)勢(shì)是成本優(yōu)勢(shì)。據(jù)多家企業(yè)和機(jī)構(gòu)的測(cè)算,即使在5MW的生產(chǎn)規(guī)模下,非晶硅薄膜太陽(yáng)電池組件的生產(chǎn)成本也在2美元/瓦以下,而單線產(chǎn)能達(dá)到40MW-60MW甚至更高的全自動(dòng)化生產(chǎn)線,其產(chǎn)品生產(chǎn)成本則更低。而相對(duì)于平均3.5美元/瓦的國(guó)際市場(chǎng)銷售價(jià)格而言,其利潤(rùn)空間可想而知。
影響非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)用的最主要問(wèn)題是效率低、穩(wěn)定性差。與晶體硅電池相比,每瓦的電池面積會(huì)增加約一倍,在安裝空間和光照面積有限的情況下限制了它的應(yīng)用。而其不穩(wěn)定性則集中體現(xiàn)在其能量轉(zhuǎn)換效率隨輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而變化,直到數(shù)百或數(shù)千小時(shí)后才穩(wěn)定,這個(gè)問(wèn)題在一定程度上影響了這種低成本太陽(yáng)能電池的應(yīng)用。
隨著研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注度的提高和投入的大幅度增加,相信在近幾年內(nèi)硅薄膜太陽(yáng)電池的產(chǎn)品技術(shù)將會(huì)有所突破。預(yù)計(jì)到2009年,采用“非晶硅+微晶硅”技術(shù)的疊層薄膜電池的光電轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到10%,而組件的成本將低于1美元/瓦。
企業(yè)投資力度迅速加大
基于近年對(duì)太陽(yáng)電池市場(chǎng)發(fā)展的良好預(yù)期以及硅薄膜電池良好的技術(shù)特性和成本優(yōu)勢(shì),許多設(shè)備供應(yīng)商、太陽(yáng)電池生產(chǎn)企業(yè)、有關(guān)研究機(jī)構(gòu)等都紛紛投資,掀起了一陣投資熱潮。
由于TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)工藝已十分成熟,其大面積非晶硅均勻性成膜的工藝可移植到硅薄膜電池的生產(chǎn)中。目前通常做法是采用TFT-LCD工藝中用于薄膜晶體管生產(chǎn)的設(shè)備,來(lái)生產(chǎn)非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。美國(guó)、歐洲和日本的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商,都在努力角逐這一市場(chǎng)。上述供應(yīng)商除了全力開展市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)外,也紛紛通過(guò)兼并重組、招攬人才等手段加大對(duì)產(chǎn)品、工藝、設(shè)備的研發(fā)力度,力爭(zhēng)在長(zhǎng)期的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
在企業(yè)投資方面,不少晶體硅電池的生產(chǎn)廠家在繼續(xù)做大做強(qiáng)原有產(chǎn)品的同時(shí),也將目光轉(zhuǎn)向硅薄膜電池,意圖完善和豐富自己的產(chǎn)品線。有意思的是,有更多的原本不是太陽(yáng)電池行業(yè)的企業(yè),在整個(gè)太陽(yáng)電池投資熱的鼓舞下,紛紛選擇硅薄膜太陽(yáng)電池作為他們進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的切入點(diǎn),力圖在這塊新生的市場(chǎng)上謀得一席之地。這些新進(jìn)入者為太陽(yáng)電池行業(yè)帶來(lái)了全新的面貌,同時(shí)也加劇了行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)和風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),僅在中國(guó)就有至少9個(gè)新增的硅薄膜電池投資項(xiàng)目正在實(shí)施,設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力總和達(dá)900MW左右,而有意投資并正在進(jìn)行項(xiàng)目前期策劃的則更多。
原材料成本應(yīng)最受關(guān)注
盡管目前看來(lái)硅薄膜電池的利潤(rùn)空間很大,但面對(duì)如今這樣瞬息萬(wàn)變的用戶市場(chǎng)和原材料供應(yīng)鏈環(huán)境,任何一個(gè)希望涉足這個(gè)領(lǐng)域的人都應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到所面臨的風(fēng)險(xiǎn)在哪里,從而有效地規(guī)避和防范這些風(fēng)險(xiǎn)。
利用國(guó)際知名仿真軟件公司的相關(guān)工具軟件,并以收集到的生產(chǎn)成本等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),我們搭建了一個(gè)非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線的仿真模型。利用該模型的成本分析功能,我們不僅可以得到單位產(chǎn)品的成本及其構(gòu)成情況,還可以按照國(guó)際通行的原則將各項(xiàng)支出分