中國薄膜太陽能電池產業市場現狀及發展前景預測

    太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產生電流。在物理學上稱為太陽能光伏（Photovoltaic，縮寫為PV），簡稱光伏。

    薄膜電池由于理論效率高、材料消耗少、制備能耗低等被稱為第二代太陽能電池技術。尤其是在柔性襯底上制備的薄膜電池，具有可卷曲折疊、不怕摔碰、重量輕、弱光性能好等優勢，未來應用前景廣闊。銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽能電池易形成良好的背電極和高質量的PN結，且較容易制成柔性組件。目前，CIGS薄膜太陽能電池的實驗室轉換效率已達21.7%，組件全面積轉換效率已接近16%，其產業化技術也在逐步完善。隨著此技術大規模生產后良品率提升，國產化改進優化后生產成本降低，將越來越具有競爭力。此外，具有超高轉換效率的砷化鎵太陽能電池，憑借著其技術先進性，在特殊的應用場景具備很大的發展潛力，但是目前由于成本偏高，大規模的應用需要快速實現成本的降低。

     據博思數據發布《2016-2021年中國薄膜太陽能電池行業深度調研與市場調查報告》表明:2009年，中國薄膜太陽能電池產量增長較快，主要是2008年投產企業較多，眾多薄膜太陽能電池企業生產步入正常軌道。2009年，中國薄膜太陽能電池產量達263MW；2010年，中國薄膜電池產量為380MW，同比增長44.5%；2011年，中國薄膜太陽能電池產量達565MW。2012年中國薄膜太陽能電池產量為400MW；2013年中國薄膜太陽能電池產量達到了260MW，2014年中國薄膜太陽能電池產量達到了300MW，2015年中國薄膜太陽能電池產量達到了458MW。

2007-2015年中國薄膜太陽能電池產量情況
 

資料來源：博思數據整理

    中國的薄膜生產商在很大程度上要依靠外國的供應商，這有可能導致一些主要的原材料供不應求，例如一些目標材料、導電玻璃和硅烷氣體。德國賀利氏（Heraeus）公司供應中國目標材料超過60%。在導電玻璃方面，日本的NSG集團和美國AFG工業公司占據中國相當大的市場份額。

    薄膜電池的廣泛應用也有市場障礙，當前多晶硅缺料的問題正在緩解，價格也大幅下降，這勢必沖擊各類薄膜電池在成本上的優勢。此外，資料顯示，薄膜太陽能電池的設備投資，幾乎是晶體硅電池設備投資額的10倍，籌資難度增高。中國國內薄膜電池產業起步更晚，受生產設備和技術瓶頸的制約，產業發展一直緩慢。

    薄膜太陽能電池生產設備復雜昂貴，尤其是關鍵設備，更是高達上千萬美元，長期以來一直被歐洲、美國和日本的企業壟斷。目前，生產設備制造成本占我國薄膜太陽能電池發電成本的七成左右，這導致電力上網價格比傳統電價高出一大截，其產業化瓶頸十分明顯。

    薄膜電池中的CIGS電池較具發展潛力。薄膜涂層電池由于低成本特點，轉換效率不斷提升，未來市場份額勢必會明顯增長，薄膜電池行業增速將繼續高于晶硅電池行業增速。目前主要是材料成本較高，需要配置追日聚光系統，因此應用受限。

    薄膜電池行業在最近幾年才成規模，不論技術水平、行業成熟度、供應鏈等均處于逐漸成熟的過程中。首先從供應鏈看，薄膜電池產業鏈也處于新建過程中，部分原材料；其次，其設備接近專業設備，價格高昂，設備商的利潤空間很高，因此生產和檢測設備需重點關注。

    薄膜太陽能電池還需要進一步降低成本和提高效率。技術和設備成本是制約的關鍵。應當實現薄膜產業高端裝備國產化，擴大薄膜電池的產量，以規模化帶動成本降低。

    根據國家統計局數據測算，到2020年，我國城鄉房屋建筑面積約為890億平方米，以東、南、西墻墻面積的15%、屋頂面積的10%計，直接市場規模超過10萬億元，間接市場規模達30萬億元，相當于我國汽車市場的3-5倍。即使按照10%的轉化率和太陽能平均每年1300個發電小時計算，裝機規模相當于368個葛洲壩或45個三峽，可替代全社會30%左右的年用電需求。而對于薄膜發電技術來說，憑借其獨特的優勢，在光伏建筑一體化（BIPV）領域是極具市場競爭力的。

    雖然薄膜電池尚未形成產業化，在轉化效率方面也低于晶硅電池（美國MiaSole15.5%、德國Manz14.6%），但CIGS薄膜電池轉化效率以1-1.5%/年提升。因此，五年后薄膜電池轉化效率有望超過晶硅電池，加之規模化的形成，屆時綜合成本將低于晶硅電池，將會成為市場的主流選擇。

    從近幾年薄膜電池的發展勢頭來看，銅銦鎵硒是其中唯一增長的薄膜類電池。薄膜電池材料消耗少、制備能耗低、組件生產可在一個車間內完成，成本優勢明顯。如果薄膜電池組件效率與晶硅電池相差無幾，其性價比將是無可比擬的。在柔性襯底上制備的薄膜電池，具有可卷曲折疊、不拍摔碰、重量輕、弱光性能好等優勢，將來的應用前景將會更加廣闊。加之光伏建筑一體化等分布式光伏的應用，預計5-10年后，薄膜電池將占據30%以上的市場份額。