春節(jié)前的光伏行業(yè)一點(diǎn)也不安靜。中國(guó)對(duì)美、韓太陽(yáng)能級(jí)多晶硅雙反,美國(guó)對(duì)中國(guó)的多晶硅太陽(yáng)能電池雙反調(diào)查,晶體硅太陽(yáng)能電池行業(yè)的紛爭(zhēng)讓人們看到了一絲亂象。

春節(jié)前的光伏行業(yè)一點(diǎn)也不安靜。中國(guó)對(duì)美、韓太陽(yáng)能級(jí)多晶硅雙反,美國(guó)對(duì)中國(guó)的多晶硅太陽(yáng)能電池雙反調(diào)查,晶體硅太陽(yáng)能電池行業(yè)的紛爭(zhēng)讓人們看到了一絲亂象。對(duì)比于漢能李河君在非洲“走馬圈地”大把撒錢(qián)投資合作建廠的豪氣,配合李河君先生未來(lái)十年薄膜技術(shù)必將取代晶硅光伏電池的豪言,由不得人們不產(chǎn)生一種錯(cuò)覺(jué)——晶體硅太陽(yáng)能電池地位就要被薄膜電池取代!果真如此?

下結(jié)論之前,筆者先嘗試解讀一個(gè)常見(jiàn)的認(rèn)知誤區(qū):太陽(yáng)能電池種類(lèi)的劃分。

晶硅與薄膜電池“勝負(fù)不分”的市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)

一直以來(lái),媒體工作者都習(xí)慣于把晶體硅電池、薄膜電池和聚光光伏技術(shù)生強(qiáng)地劃分為第一、第二和第三代光伏技術(shù)。這不僅是錯(cuò)誤的,而且貽害無(wú)窮!按照普遍的表達(dá)和理解方式,一、二、三代的說(shuō)法被視為技術(shù)甚至產(chǎn)業(yè)升級(jí)的不同階段。這樣一來(lái),晶體硅電池技術(shù)、薄膜電池技術(shù)、聚光光伏技術(shù)三種光伏路線就變成了光伏技術(shù)或產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初、中、高階段。不如此一來(lái),難怪人們會(huì)理解為,晶硅光伏將被薄膜光伏替代,薄膜光伏將被聚光光伏替代。

事實(shí)而言,晶體硅電池技術(shù)、薄膜電池技術(shù)、聚光光伏技術(shù)只是光伏在不同時(shí)間段自然產(chǎn)生的三種不同技術(shù)路線而已。雖有前后關(guān)聯(lián),卻無(wú)必然的取代與否與繼承關(guān)系。各有優(yōu)劣,但現(xiàn)在的情況就是,在市場(chǎng)的選擇下,晶體硅電池仍占主流。

最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,2013年,全球太陽(yáng)能電池市場(chǎng),主流產(chǎn)品晶體硅太陽(yáng)能電池的市場(chǎng)份額與2010年相比沒(méi)有變化,仍占據(jù)高達(dá)82%的比例。而且全球已建成或在建太陽(yáng)能電站也絕大多數(shù)以晶體硅電池為主。全球十大光伏組件制造商中,僅有一家為薄膜太陽(yáng)能電池制造企業(yè)。

目前的情況即使如此。歐美經(jīng)濟(jì)危機(jī)之后,太陽(yáng)能電池生產(chǎn)重心東移,而且在中國(guó)企業(yè)努力之下,如今太陽(yáng)能系統(tǒng)成本減少了75%以上。而受益于此的是,全球太陽(yáng)能發(fā)電事業(yè)呈現(xiàn)出一片繁榮的景象。統(tǒng)計(jì)出的2013年全球太陽(yáng)能主要應(yīng)用國(guó)家裝機(jī)量的大增長(zhǎng)即是因此而來(lái)。

全球主要的太陽(yáng)能電池企業(yè)中晶體硅電池企業(yè)與薄膜電池企業(yè)實(shí)力對(duì)比

這里引用一張統(tǒng)計(jì)表格:

晶硅與薄膜電池“勝負(fù)不分”的市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)

排名前十位的企業(yè)中有九家是晶體硅電池制造商。僅有第一太陽(yáng)能(First Solar)是這一領(lǐng)域匯中唯一的例外。第一太陽(yáng)能是前十位中唯一的一家薄膜企業(yè),憑借健康的項(xiàng)目?jī)?chǔ)備規(guī)模、穩(wěn)定性能的CdTe薄膜電池制造大幅拉動(dòng)內(nèi)部組件供應(yīng)量。

晶體硅電池價(jià)格下降的紅利還未消化干凈。

事實(shí)上,太陽(yáng)能行業(yè)現(xiàn)在正處于一個(gè)爆發(fā)的關(guān)鍵時(shí)期。當(dāng)然,這里指的是太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)。光伏電站的投資在全球方興未艾,環(huán)太平洋地區(qū)對(duì)太陽(yáng)能電池的需求更為強(qiáng)烈。這是太陽(yáng)能電池價(jià)格下降帶來(lái)的紅利。在暫時(shí)還有利可圖的情況下,新技術(shù)的推廣需求并不急迫。

特別值得一提的是,剛剛從過(guò)去幾年的光伏行業(yè)蕭條中走出老資格太陽(yáng)能企業(yè)的還未能攢夠進(jìn)行新一輪技術(shù)改造與市場(chǎng)變革爭(zhēng)奪戰(zhàn)的資金,這是最主要的。舔舐傷口或許談不上,這幾年,光伏企業(yè)更多的是整頓與完善內(nèi)部機(jī)制,合理化經(jīng)營(yíng)。并把競(jìng)爭(zhēng)過(guò)后的市場(chǎng)紅利完整的吞進(jìn)肚子里消化完畢。這才是最重要的。換句話(huà)說(shuō),在新技術(shù)應(yīng)用方面,晶體硅太陽(yáng)能光伏行業(yè)正處在一個(gè)普遍的蟄伏期。

技術(shù)變革的前提是在技術(shù)方面的投入。數(shù)據(jù)表明,2013年全球可再生能源和清潔技術(shù)投資跌幅為12%。太陽(yáng)能方面更是大幅下滑,從1429億美元削減至1147億美元。這已經(jīng)是連續(xù)兩年在清潔能源技術(shù)投資上的下滑了。

與之呼應(yīng)的,是德國(guó)光伏設(shè)備制造出口動(dòng)向。

主導(dǎo)著光伏設(shè)備市場(chǎng)需求的中國(guó)各種各樣產(chǎn)品需求都在上升,特別是硅晶圓、電池、串焊等在線檢測(cè)系統(tǒng)方面。目前的一切強(qiáng)烈增長(zhǎng)的需求都是為了給生產(chǎn)進(jìn)一步降低成本,如雙層印刷工藝節(jié)省銀用量。通過(guò)機(jī)械和工藝來(lái)提高電池效率,如PERC技術(shù)或背面鈍化,也表現(xiàn)不俗。然而,在增加的這些需求之中,并沒(méi)有薄膜電池設(shè)備的相關(guān)大動(dòng)作。

表面上的數(shù)字并不能說(shuō)明事情的全貌,但全球太陽(yáng)能光伏行業(yè)技術(shù)投資資金流動(dòng)數(shù)據(jù)卻可以間接反映出當(dāng)前局勢(shì)下的行業(yè)態(tài)勢(shì)??傮w而言,太陽(yáng)能行業(yè)在資本投入上是相對(duì)收縮的。資本的收縮,技術(shù)研發(fā)長(zhǎng)周期的資金需求與設(shè)備改造帶來(lái)的巨額資金投入,這兩者之間的必然聯(lián)系注定在目前的時(shí)間內(nèi)太陽(yáng)能光伏行業(yè)不會(huì)有太大的格局變動(dòng)。

這么說(shuō),光伏制造行業(yè)暫時(shí)不需要研發(fā)新技術(shù)?

答案是必然的。任何一個(gè)行業(yè)的進(jìn)步都離不開(kāi)技術(shù)的革新與進(jìn)步。現(xiàn)在晶體硅太陽(yáng)能電池價(jià)格的下降很大一部分的原因就是技術(shù)所帶來(lái)的好處。而且,墨守成規(guī)不思進(jìn)取,最后自食惡果的例子很多很多。所以,雖然不占主流,但現(xiàn)今仍有相當(dāng)一些公司在進(jìn)行相關(guān)的研究開(kāi)發(fā),并在市場(chǎng)上占據(jù)了一席之地。

2013年薄膜電池技術(shù)成就回顧:

Solar Frontier的CIS太陽(yáng)能電池模塊轉(zhuǎn)換效率達(dá)到14.6%。

漢能旗下子公司Solibro實(shí)現(xiàn)18.7%轉(zhuǎn)換率CIGS太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)。

另外,繼Solibro的CIGS薄膜太陽(yáng)能技術(shù)達(dá)至18.7%光伏組件效率后,其0.5平方厘米面積的CIGS薄膜太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)室電池也已提升至19.6%轉(zhuǎn)換效率,并獲獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)Fraunhofer Institute所確認(rèn)。

德國(guó)巴登-符騰堡邦太陽(yáng)能暨氫能研究中心(ZSW)薄膜太陽(yáng)能電池新技術(shù)的轉(zhuǎn)換效率達(dá)20.8%,打破多晶硅太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)工作效率。

瑞士的洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員MichaelGratzel的研究小組開(kāi)發(fā)出了轉(zhuǎn)換效率達(dá)15%的固體染料敏化太陽(yáng)能電池。

全球主要的薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)與相關(guān)生產(chǎn)情況:

(1)非晶硅薄膜電池:是薄膜太陽(yáng)能電池中最成熟的產(chǎn)品之一。由于非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的成本低,便于大規(guī)模生產(chǎn),普遍受到人們的重視并得到迅速發(fā)展,但由于其光學(xué)帶隙為1.7eV, 使得材料本身對(duì)太陽(yáng)輻射光譜的長(zhǎng)波區(qū)域不敏感,這樣一來(lái)就限制了非晶硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。

主要生產(chǎn)廠家及年產(chǎn)量:

日本kaneka 25MW

美國(guó)聯(lián)合太陽(yáng)能 25MW

德國(guó)RWE Schottsolar 20MW

美國(guó)ECD 15MW

日本三菱電機(jī) 10MW

日本富士通 10MW

(2)多晶硅硅薄膜電池:其轉(zhuǎn)換效率高于非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池,又無(wú)效率衰退問(wèn)題,并且有可能在廉價(jià)襯底材料上制備,但由于控制薄膜中硅晶粒大小的技術(shù)沒(méi)有解決,尚未能制成有實(shí)用價(jià)值的太陽(yáng)能電池。

(3)銻化鎘(CdTe):兩種化合物多晶薄膜太陽(yáng)能電池,中試轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過(guò)10%。但是,由于元素鎘的有毒性及其對(duì)環(huán)境的污染,這種太陽(yáng)能電池技術(shù)均不具備長(zhǎng)遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)化生命力。

美國(guó)Firstsolar公司為全球最大的CdTe薄膜電池制造商。在碲化鎘薄膜電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域共擁有21項(xiàng)專(zhuān)利。2013年,經(jīng)美國(guó)能源部下屬可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)驗(yàn)證,其碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到18.7%,總面積組件效率達(dá)到16.1%,創(chuàng)下新的世界紀(jì)錄。2012年,公司碲化鎘薄膜電池組件的平均成本為0.73美元/瓦,其中生產(chǎn)成本為0.66美元/瓦。FirstSolar在業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了每瓦成本低于一美元(85美分),并于2009年6月宣布:到2014年,公司會(huì)將每瓦的制造成本降至52-63美分。

(4)銅銦錫(CIS)薄膜電池

Solar Frontier于2013年6月18宣布,其位于日本宮崎縣的國(guó)富工廠生產(chǎn)的CIS類(lèi)太陽(yáng)能電池模塊的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了14.6%,最大輸出功率達(dá)到179.8W,實(shí)現(xiàn)了“與多晶硅型太陽(yáng)能電池模塊的轉(zhuǎn)換效率基本相同的水平”。

(5)CIGS薄膜電池:GIGS薄膜太陽(yáng)能電池是多元化合物薄膜電池的重要一員,由于其優(yōu)越的綜合性能,已成為全球光伏領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。

漢能太陽(yáng)能的未來(lái)的主攻方向即為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池,2014年1月份,漢能子公司漢能曹妃甸訂61億人民幣建2條CIGS薄膜電池產(chǎn)線,漢能還計(jì)劃在科特迪瓦投5億建CIGS薄膜電池廠。

(6)砷化鎵III-V化合物薄膜電池:在250℃的條件下,光電轉(zhuǎn)換性能仍很良好,其最高光電轉(zhuǎn)換效率約30%,且能耐高溫,特別適合做高溫聚光太陽(yáng)能電池。但生產(chǎn)成本高,產(chǎn)量受限,目前主要作空間電源用。

(7)有機(jī)染料敏化電池:是一種光電化學(xué)電池。

技術(shù)的研究新突破的取得固然不容易,更應(yīng)該嚴(yán)肅看待的是,并不是所有的技術(shù)都會(huì)被轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。太陽(yáng)能電池技術(shù)亦是如此。作為對(duì)未知的探索代價(jià),技術(shù)的研發(fā)伴隨著巨額資金與海量人力。而因?yàn)檫^(guò)多的投入資金嘗試新技術(shù)失敗而破產(chǎn)的企業(yè)的教訓(xùn)不知凡幾。所以,在短期內(nèi),主要的太陽(yáng)能電池制造企業(yè)仍舊只是在現(xiàn)有的技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)與修正的做法無(wú)可厚非。而依靠新興技術(shù)希求在市場(chǎng)的爭(zhēng)奪半壁江山的薄膜光伏企業(yè)的努力則更是值得贊揚(yáng)。而且薄膜電池在光伏建筑一體化領(lǐng)域獨(dú)到的優(yōu)勢(shì),甚至可以替代部分建材,這一點(diǎn)注定能在一些特定需求市場(chǎng)中保證不敗之地。

總結(jié)而言,太陽(yáng)能行業(yè)的未來(lái)探索之路上不可能只有晶體硅電池或薄膜電池支撐。光伏行業(yè)更應(yīng)該呈現(xiàn)的應(yīng)該是百花齊放的一種良性競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。薄膜電池短期內(nèi)與晶體硅電池競(jìng)爭(zhēng),但充足的技術(shù)儲(chǔ)備實(shí)力卻讓其后勁十足。晶體硅電池的現(xiàn)有的市場(chǎng)認(rèn)可度以及不斷改進(jìn)的技術(shù)與工藝也保證了未來(lái)必有立足之地。晶硅電池與薄膜電池“勝負(fù)不分”。東風(fēng)壓倒西風(fēng)?不,用百家爭(zhēng)鳴來(lái)形容更合適。

[責(zé)任編輯:肖何]

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