光伏企業的“寒冬”仍在延續。除了美國對中國光伏組件展開的“雙反”調查和初裁對中國光伏組件產業帶來了較大沖擊外;7月末,歐洲光伏制造商聯盟也正式發表聲明,稱該組織已經向歐盟委員會針對中國光伏制造商的傾銷行為提起訴訟,歐盟將展開調查;與此同時,來自美國、韓國等國生產的低價多晶硅產品,也對中國多晶硅產業造成了重大沖擊。數據顯示,2012年1月-6月,國內多晶硅價格下跌幅度超過25%以上,國內80%的多晶硅中小企業陷入停產。
然而在貿易戰逐步升級的情況下,面對光伏產業的巨大發展前景,國內一系列光伏企業仍沒有放棄對技術升級和市場擴張的需求,近期屢現借機收購國外優秀技術。近日,漢能控股集團有限公司(簡稱“漢能”)與德國太陽能電池大廠Q-CELLS簽署協議,收購后者的子公司薄膜電池制造商Solibro的股權,希望通過國際合作使德國最先進的薄膜太陽能技術及管理優勢與中國在制造業的優勢結合,促進薄膜太陽能電池進一步進入主流市場。薄膜生產商創益太陽能也宣布,申請競購美國光伏企業ECD及其附屬公司UnitedSolar OvonicLLC的資產。
在此背景下,薄膜太陽能電池生產企業為何在此時逆勢上揚?與晶硅電池相比,其有何發展前景?光伏技術未來又將走向何方?帶著這些問題,記者日前采訪了漢能控股集團全球研發中心總裁兼首席執行官丁建博士。
薄膜電池式微?
在太陽能電池領域,主要分為晶硅電池和非晶硅電池兩大陣營,其中薄膜電池是非晶硅陣營中的一種。它選擇非結晶硅(a-Si)、二硒化銅銦鎵(CIGS)或碲化鎘(CdTe)等半導體材料作為光能的吸收劑和轉換器,將半導體材料放在玻璃、塑膠等廉價襯底材料上制成太陽能電池。相對晶硅電池來說,具有質量輕、價格便宜等優勢,而使用柔性底材的薄膜電池還具有可折疊、攜帶方便等特點。
據丁建介紹,在2009年之前,由于硅原料價格較高,曾飆升至480美元/千克,薄膜電池基于對原材料需求少的特點,成本優勢明顯。在此背景之下,盡管尚未解決薄膜電池轉化率較低的問題(大約為7%-9%),更多的投資者還是將目光轉向了薄膜電池領域。
然而情況自2011年發生了很多改變。由于硅原料價格大幅下降,多晶硅主流報價已跌至20余美元/千克,致使晶硅電池成本猛降,其本身轉化效率高(大約為16%—17%,同樣尺寸的太陽能板,其產生的發電瓦數就高)的優勢一再凸顯。
一時之間,“薄膜電池已處于風雨飄搖中”的論斷在業界蔓延。在多晶硅價格走低的趨勢下,薄膜電池不行了?
丁建認為,這樣的說法并不正確。在技術不斷發展的情況下,薄膜電池的轉化效率正在不斷提升,目前硅基薄膜轉化率已達10%左右,量產后有望達到12%。由于薄膜的每瓦成本仍比多晶硅便宜,換算下來15%的多晶硅轉化率與10%的硅基薄膜轉化率競爭力大致相同。同時,薄膜電池可以吸收較廣的陽光波長,在陰天或微弱陽光下也可連續發電,這在一定地理條件下優勢明顯,有著更為廣泛的應用空間。
作為當今國內規模最大、橫跨水電、風電和光伏發電的民營清潔能源企業,漢能當初為何選擇薄膜電池作為發展方向?“其實如果僅為了賺錢的話,漢能完全可以做最好的多晶硅。但我們為什么不做多晶硅呢?因為沒有前景,多晶硅主要是耗能,這與我們做清潔能源的理念不符。”全國政協委員、漢能控股集團董事局主席李河君在眾多場合一再強調。據悉,與晶硅電池相比,薄膜電池可以降低97%的硅原料使用,這在源頭上使得薄膜電池更加環保、綠色,同時對硅原料的依賴降低,使得其制造成本也遠低于晶硅電池。
專業技術出身的丁建表示:“事實證明,漢能選擇薄膜,是有遠見的。為什么要做薄膜?在可以兼顧到我們理念的同時,無論在技術還是市場上,它還具備巨大的潛力有待發掘。”
BIPV推動向柔性市場要發展
目前光伏行業正逐步向技術多元化發展,晶硅、薄膜的博弈已經不再局限于成本的比拼,其技術可以在各自的優勢應用領域上拓展市場空間。
為何說薄膜電池的潛力巨大?據丁建介紹,薄膜電池最大特點是“能自由伸屈”,在與建筑、器物結合上更具優勢,并且其較好的透光性和美觀性也促使薄膜電池具有更廣泛的應用范圍。這一特點在光伏建筑一體化(BIPV)領域顯示無疑。
BIPV是將光伏發電方陣安裝在建筑的維護結構外表面來提供電力,而玻璃幕墻是目前主要的應用領域。BIPV可以有效地利用建筑物幕墻,不占用額外的地面空間,節省土地資源。同時,利用其可以就地發電、就地使用,節約電網投資并減少輸電、分電的損耗。這些優點使得BIPV系統成為光伏發電的重要潛在市場。目前,國家已出臺了一系列優惠政策,支持城市建筑一體化應用和農村及偏遠地區建筑光電利用。未來,隨著建筑節能的推廣和用戶側發電上網和補貼政策的出臺,BIPV更將面臨著巨大的發展空間。
丁建特別指出,在舊房改造方面,甚至在農業大棚的建設和利用中,由于晶硅組件質量較重且成本較高,利用薄膜電池進行建筑改造優勢明顯。
同時,柔性薄膜光伏模塊的出現使得光伏發電應用不再局限于沙漠、有平整表面屋頂和墻壁,現在所有的應用都擁有了整合光伏發電模塊的可能性,如雨傘、行李箱、隨身手袋、公文包、平板電腦和汽車等。丁建指出,柔性薄膜電池在與戶外設備的結合上(比如在背包、帳篷上加入薄膜電池組建)以及與家具、家電的結合上都將有巨大的市場潛力。
提升轉化效率CIGS前景誘人
在薄膜電池中,硅基薄膜電池(a-Si)、銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe)是三種主流的技術路線。
其中,硅基薄膜以較低的成本、簡單的生產工藝以及靈活的應用方式,一直處于重要地位。據丁建介紹,中國在硅基薄膜電池方面具有品牌和規模優勢,仍是目前中國發展薄膜電池的主要方向。丁建指出,未來從研發上來看,將著重提高轉換效率,力爭突破轉化效率達20%以上的技術;并在超薄技術方面做出努力,達到60微米左右(目前是200個微米)的目標。
CIGS方面,近2年來技術進步很快,轉換效率現在能達到13%-14%;且工藝和設備要求復雜,國際上尚未形成標準生產工藝和技術壟斷企業。丁建表示,中國企業有望通過自主創新,引進設備或與國外設備企業合作等形式加快CIGS薄膜電池的產業化。據悉,目前,CIGS的試驗室轉換效率已超過20%,接近晶硅電池的試驗室轉換效率,技術前景誘人,成為未來薄膜電池的投資亮點。
“我們雖然目前產品生產以硅基薄膜為主,但從研發上,時刻關注著不同技術路線的發展,也在上馬一系列試驗線,包括晶硅技術向超薄方向發展的技術也在跟蹤。我們要走在前面,不會跟在后面。”丁建表示。
“薄膜的潛力還沒有完全發揮出來,目前應用和技術的成熟度要比晶硅滯后,我們認為至少還有20%的潛力尚待挖掘。”