一項由中美企業(yè)聯(lián)合投資逾20億美元的薄膜太陽能電池項目,日前在揚州開工建設。這一態(tài)勢,為晶硅太陽能電池與薄膜太陽能電池持續(xù)多年的“戰(zhàn)爭”增添了新的變數(shù)。
自太陽能發(fā)電成為熱點投資項目,究竟采用晶硅太陽能電池技術還是薄膜太陽能電池技術的爭論就沒有停息。二者長期以來的競爭,凸顯出太陽能發(fā)電市場的巨大誘惑和極大風險。
晶硅太陽能電池長期以來占據(jù)主導,原因則是其技術成熟早、光電轉換效率高。從單晶硅到多晶硅,晶硅電池所需要的原料制造技術不斷進步,而高達近20%的光電轉換效率,也使很多投資者確認找到了最合適的載體。
與之對比,薄膜太陽能電池也被業(yè)界提及。但是,較低的材料穩(wěn)定性、高昂的設備購置費用,使其一直處于非主流地位。
這一情況直到2007年才稍有轉變。此時,多晶硅價格飛速上漲,導致光伏發(fā)電成本遲遲降不下去。這時,薄膜太陽能電池獲得了更多關注。雖然此時薄膜太陽能電池的缺點——光電轉化效率低、生產(chǎn)設備價格高等,仍未得到有效解決,但業(yè)界仍將薄膜電池視為降低光伏度電價格的“救命稻草”。
薄膜太陽能電池之所以能夠降低光伏發(fā)電價格,是因為技術研究人員發(fā)現(xiàn),薄膜太陽能電池的生產(chǎn)具備規(guī)模化和短產(chǎn)業(yè)鏈的特點。
晶硅電池的制造過程,需要經(jīng)過從多晶硅材料到鑄錠(或拉單晶)、切片,再到電池和組件生產(chǎn);而薄膜電池的生產(chǎn)過程,投入的是玻璃、塑料或金屬箔等材料,產(chǎn)出的是組件,可以在一個車間內完成。
2008年金融危機爆發(fā)后,情況再次發(fā)生逆轉。隨著多晶硅價格的回落,晶硅太陽能電池成本大幅下降,人們的目光又回到這一產(chǎn)品身上。雖然部分企業(yè)仍然將熱情投入晶硅產(chǎn)品,但在兩種技術路線中不斷徘徊的業(yè)界,卻沒有立刻作出選擇。
發(fā)展晶硅電池當然更容易,但人們已無法忽視薄膜電池具備的廣闊前景。
金融危機的發(fā)生,使各國政府下定決心,轉變以往的經(jīng)濟發(fā)展方式和經(jīng)濟結構。低能耗、綠色環(huán)保的生產(chǎn)方式受到歡迎。北京市新能源與可再生能源協(xié)會太陽能光電專委會主任王長貴表示,在這一大的背景下,用材少、能耗低、成本低的薄膜電池極具發(fā)展前景。他建議加快相關領域的研究和產(chǎn)業(yè)化進程,未來10年力爭使薄膜電池占太陽能光伏發(fā)電應用市場30%的份額。
已有研究證明,生產(chǎn)薄膜電池的能耗很低。薄膜太陽能電池的關鍵工序——PECVD,采用的是低于200攝氏度的低溫工藝,因此具有較低的生產(chǎn)能耗。
薄膜電池的另一大利好,是國家對建筑光伏“一體化”項目的大力推動。保定天威薄膜光伏有限公司首席技術官麥耀華說:“與晶硅太陽能電池相比,非晶硅薄膜太陽能電池在建筑光伏“一體化”項目應用中更具有優(yōu)勢。”
這種優(yōu)勢包括:薄膜電池能實現(xiàn)均勻透光,內視和外視的效果都比較好,容易滿足建筑美學的要求;電池溫度系數(shù)小,受氣溫變化的影響也小;其功率受陰影影響較小,從而增強了電池對環(huán)境的適應性,這一點對在高樓林立的城市實現(xiàn)建筑光伏“一體化”尤為重要。
還有更為重要的一點:建筑光伏“一體化”對光電轉化效率的要求,并不像光伏電站那么高,這彌補了該產(chǎn)品的最大缺點。
這是否意味著,晶硅電池開始處于劣勢了呢?專家并不這樣認為。目前,薄膜太陽能電池生產(chǎn)設備仍比晶硅電池生產(chǎn)設備貴4~5倍,而前者約9%的光電轉換效率,也遠低于后者20%以上的效率。對于建在沙漠中的大型光伏電站來說,薄膜電池能帶來的“美感”并不重要,轉換效率才是關鍵。
很顯然,兩種技術的發(fā)展,將為各自帶來不同的優(yōu)勢。這場“戰(zhàn)爭”的結局仍難以預料。不過,正像國家發(fā)改委能源研究所副所長李俊峰所認為的,新興產(chǎn)業(yè)就是具有技術不確定的特性。在這場風險極大的博弈中,一旦成功,就將獲得巨額利潤。