近日,一則來自美國光伏巨頭First Solar的消息再次引發業界對薄膜太陽能前景的關注,據該公司宣布,其碲化鎘(CdTe)薄膜光伏組件的轉換效率首次超越多晶硅組件,達到創紀錄的18.6%。業內專家表示,當晶硅技術達到其理論上的轉換效率上限時,薄膜技術創新仍有較大提升空間,未來太陽能光伏將走進薄膜時代。然而,我國薄膜技術水平與國外差距較大,國內薄膜太陽能產業發展仍然緩慢也引起業界擔憂,薄膜太陽能的“中國式”困境亟需尋求破解之道。
薄膜太陽能的有利與不利
眾所周知,晶硅和薄膜是太陽能光伏電池的兩大主要技術陣營。目前光伏產業中主流的電池產品為多晶硅電池,但成本過高。要想解決光伏產業中太陽能電池成本過高的問題,就要想辦法提高光電轉化效率和降低制造成本,那么,薄膜化則成為太陽能電池發展的必由之路。
薄膜太陽能技術最主要的競爭優勢是在成本。由于薄膜材料需要的反應溫度低,可以在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上淀積,易于大面積連續化生產,材料、器件、商品化的組件在一個車間內同時完成,節省了許多工序。同時,太陽能電池實現薄膜化后,用硅量極少甚至沒有,能極大的節省昂貴的半導體材料,也更容易降低成本。
中國薄膜產業的發展歷程
目前,制造薄膜太陽能電池的生產技術非常多,已實現量產的技術主要有非晶硅、碲化鎘(CdTe),銅銦鎵硒(CIGS)三種,另外還有染料敏化、砷化鎵、高分子聚合物材質等不同薄膜太陽能電池技術,但均未達到量產條件。其中非晶硅薄膜太陽能電池技術發展最早、所占市場份額最大,也是目前中國廠商發展薄膜太陽能電池的主要方向。
我國從上世紀80年代中后期就已引進非晶硅電池技術,進入本世紀后我國非晶硅電池產業進入快速發展時期。由此,中國太陽能光伏產業格局發生重大變革,薄膜太陽能電池占整個中國太陽能電池產能的比例,根據拓墣產業研究所預計,將有望超過20%。而經過多年的自主研發,我國的非晶硅電池組件的轉換效率也提高至6%~10%,并得到發達國家的認可。
CIGS遭遇“中國式”困境
中國國內CIGS產業起步更晚,受生產設備和技術瓶頸的制約,產業發展一直緩慢。
時至今日,國內確有多家企業參與到CIGS產業的投資中來。據行業機構預測,2015年中國CIGS薄膜太陽能電池總產能接近2GW,幾乎是目前全球所有CIGS薄膜廠商產能的2倍。這是否意味著中國CIGS薄膜太陽能的產業化進程將步入快車道?答案并非那么簡單。“與晶硅電池成熟的產業供需及配套大環境相比,中國CIGS薄膜廠商‘零敲碎打’、‘孤軍奮戰’的境遇顯而易見。” OFweek行業研究中心高級分析師馮輝說道。
自主創新與引進技術并重
不可否認,中國在發展CIGS薄膜太陽能電池產業上具有得天獨厚的有利條件。首先我國是全球最大的稀有金屬銦、鎵資源儲備和產出國,CIGS薄膜電池量產所需材料可以100%自給;其次,基于CIGS在下游終端市場的表現和上游制造環節的技術優勢,CIGS產業化大綱早被國家科技部列為“十二五”光伏規劃中,正在編制的“十三五”光伏規劃,應再次把CIGS薄膜電池技術作為我國未來發展重大科技項目。