近日,一則來自美國光伏巨頭First Solar的消息再次引發(fā)業(yè)界對薄膜太陽能前景的關(guān)注,據(jù)該公司宣布,其碲化鎘(CdTe)薄膜光伏組件的轉(zhuǎn)換效率首次超越多晶硅組件,達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的18.6%。業(yè)內(nèi)專家表示,當(dāng)晶硅技術(shù)達(dá)到其理論上的轉(zhuǎn)換效率上限時,薄膜技術(shù)創(chuàng)新仍有較大提升空間,未來太陽能光伏將走進(jìn)薄膜時代。然而,我國薄膜技術(shù)水平與國外差距較大,國內(nèi)薄膜太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然緩慢也引起業(yè)界擔(dān)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(shù)陣營。目前光伏產(chǎn)業(yè)中主流的電池產(chǎn)品為多晶硅電池,但成本過高。要想解決光伏產(chǎn)業(yè)中太陽能電池成本過高的問題,就要想辦法提高光電轉(zhuǎn)化效率和降低制造成本,那么,薄膜化則成為太陽能電池發(fā)展的必由之路。
薄膜太陽能技術(shù)最主要的競爭優(yōu)勢是在成本。由于薄膜材料需要的反應(yīng)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(xù)化生產(chǎn),材料、器件、商品化的組件在一個車間內(nèi)同時完成,節(jié)省了許多工序。同時,太陽能電池實(shí)現(xiàn)薄膜化后,用硅量極少甚至沒有,能極大的節(jié)省昂貴的半導(dǎo)體材料,也更容易降低成本。
中國薄膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程
目前,制造薄膜太陽能電池的生產(chǎn)技術(shù)非常多,已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的技術(shù)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(zhì)等不同薄膜太陽能電池技術(shù),但均未達(dá)到量產(chǎn)條件。其中非晶硅薄膜太陽能電池技術(shù)發(fā)展最早、所占市場份額最大,也是目前中國廠商發(fā)展薄膜太陽能電池的主要方向。
我國從上世紀(jì)80年代中后期就已引進(jìn)非晶硅電池技術(shù),進(jìn)入本世紀(jì)后我國非晶硅電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時期。由此,中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生重大變革,薄膜太陽能電池占整個中國太陽能電池產(chǎn)能的比例,根據(jù)拓墣產(chǎn)業(yè)研究所預(yù)計,將有望超過20%。而經(jīng)過多年的自主研發(fā),我國的非晶硅電池組件的轉(zhuǎn)換效率也提高至6%~10%,并得到發(fā)達(dá)國家的認(rèn)可。
CIGS遭遇“中國式”困境
中國國內(nèi)CIGS產(chǎn)業(yè)起步更晚,受生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)瓶頸的制約,產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直緩慢。
時至今日,國內(nèi)確有多家企業(yè)參與到CIGS產(chǎn)業(yè)的投資中來。據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測,2015年中國CIGS薄膜太陽能電池總產(chǎn)能接近2GW,幾乎是目前全球所有CIGS薄膜廠商產(chǎn)能的2倍。這是否意味著中國CIGS薄膜太陽能的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將步入快車道?答案并非那么簡單。“與晶硅電池成熟的產(chǎn)業(yè)供需及配套大環(huán)境相比,中國CIGS薄膜廠商‘零敲碎打’、‘孤軍奮戰(zhàn)’的境遇顯而易見。” OFweek行業(yè)研究中心高級分析師馮輝說道。
自主創(chuàng)新與引進(jìn)技術(shù)并重
不可否認(rèn),中國在發(fā)展CIGS薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)上具有得天獨(dú)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(chǎn)出國,CIGS薄膜電池量產(chǎn)所需材料可以100%自給;其次,基于CIGS在下游終端市場的表現(xiàn)和上游制造環(huán)節(jié)的技術(shù)優(yōu)勢,CIGS產(chǎn)業(yè)化大綱早被國家科技部列為“十二五”光伏規(guī)劃中,正在編制的“十三五”光伏規(guī)劃,應(yīng)再次把CIGS薄膜電池技術(shù)作為我國未來發(fā)展重大科技項(xiàng)目。