光伏企业的“寒冬”仍在延续。除了美国对中国光伏组件展开的“双反”调查和初裁对中国光伏组件产业带来了较大冲击外;7月末,欧洲光伏制造商联盟也正式发表声明,称该组织已经向欧盟委员会针对中国光伏制造商的倾销行为提起诉讼,欧盟将展开调查;与此同时,来自美国、韩国等国生产的低价多晶硅产品,也对中国多晶硅产业造成了重大冲击。数据显示,2012年1月-6月,国内多晶硅价格下跌幅度超过25%以上,国内80%的多晶硅中小企业陷入停产。
然而在贸易战逐步升级的情况下,面对光伏产业的巨大发展前景,国内一系列光伏企业仍没有放弃对技术升级和市场扩张的需求,近期屡现借机收购国外优秀技术。近日,汉能控股集团有限公司(简称“汉能”)与德国太阳能电池大厂Q-CELLS签署协议,收购后者的子公司薄膜电池制造商Solibro的股权,希望通过国际合作使德国最先进的薄膜太阳能技术及管理优势与中国在制造业的优势结合,促进薄膜太阳能电池进一步进入主流市场。薄膜生产商创益太阳能也宣布,申请竞购美国光伏企业ECD及其附属公司UnitedSolar OvonicLLC的资产。
在此背景下,薄膜太阳能电池生产企业为何在此时逆势上扬?与晶硅电池相比,其有何发展前景?光伏技术未来又将走向何方?带着这些问题,记者日前采访了汉能控股集团全球研发中心总裁兼首席执行官丁建博士。
薄膜电池式微?
在太阳能电池领域,主要分为晶硅电池和非晶硅电池两大阵营,其中薄膜电池是非晶硅阵营中的一种。它选择非结晶硅(a-Si)、二硒化铜铟镓(CIGS)或碲化镉(CdTe)等半导体材料作为光能的吸收剂和转换器,将半导体材料放在玻璃、塑胶等廉价衬底材料上制成太阳能电池。相对晶硅电池来说,具有质量轻、价格便宜等优势,而使用柔性底材的薄膜电池还具有可折叠、携带方便等特点。
据丁建介绍,在2009年之前,由于硅原料价格较高,曾飙升至480美元/千克,薄膜电池基于对原材料需求少的特点,成本优势明显。在此背景之下,尽管尚未解决薄膜电池转化率较低的问题(大约为7%-9%),更多的投资者还是将目光转向了薄膜电池领域。
然而情况自2011年发生了很多改变。由于硅原料价格大幅下降,多晶硅主流报价已跌至20余美元/千克,致使晶硅电池成本猛降,其本身转化效率高(大约为16%—17%,同样尺寸的太阳能板,其产生的发电瓦数就高)的优势一再凸显。
一时之间,“薄膜电池已处于风雨飘摇中”的论断在业界蔓延。在多晶硅价格走低的趋势下,薄膜电池不行了?
丁建认为,这样的说法并不正确。在技术不断发展的情况下,薄膜电池的转化效率正在不断提升,目前硅基薄膜转化率已达10%左右,量产后有望达到12%。由于薄膜的每瓦成本仍比多晶硅便宜,换算下来15%的多晶硅转化率与10%的硅基薄膜转化率竞争力大致相同。同时,薄膜电池可以吸收较广的阳光波长,在阴天或微弱阳光下也可连续发电,这在一定地理条件下优势明显,有着更为广泛的应用空间。
作为当今国内规模最大、横跨水电、风电和光伏发电的民营清洁能源企业,汉能当初为何选择薄膜电池作为发展方向?“其实如果仅为了赚钱的话,汉能完全可以做最好的多晶硅。但我们为什么不做多晶硅呢?因为没有前景,多晶硅主要是耗能,这与我们做清洁能源的理念不符。”全国政协委员、汉能控股集团董事局主席李河君在众多场合一再强调。据悉,与晶硅电池相比,薄膜电池可以降低97%的硅原料使用,这在源头上使得薄膜电池更加环保、绿色,同时对硅原料的依赖降低,使得其制造成本也远低于晶硅电池。
专业技术出身的丁建表示:“事实证明,汉能选择薄膜,是有远见的。为什么要做薄膜?在可以兼顾到我们理念的同时,无论在技术还是市场上,它还具备巨大的潜力有待发掘。”
BIPV推动向柔性市场要发展
目前光伏行业正逐步向技术多元化发展,晶硅、薄膜的博弈已经不再局限于成本的比拼,其技术可以在各自的优势应用领域上拓展市场空间。
为何说薄膜电池的潜力巨大?据丁建介绍,薄膜电池最大特点是“能自由伸屈”,在与建筑、器物结合上更具优势,并且其较好的透光性和美观性也促使薄膜电池具有更广泛的应用范围。这一特点在光伏建筑一体化(BIPV)领域显示无疑。
BIPV是将光伏发电方阵安装在建筑的维护结构外表面来提供电力,而玻璃幕墙是目前主要的应用领域。BIPV可以有效地利用建筑物幕墙,不占用额外的地面空间,节省土地资源。同时,利用其可以就地发电、就地使用,节约电网投资并减少输电、分电的损耗。这些优点使得BIPV系统成为光伏发电的重要潜在市场。目前,国家已出台了一系列优惠政策,支持城市建筑一体化应用和农村及偏远地区建筑光电利用。未来,随着建筑节能的推广和用户侧发电上网和补贴政策的出台,BIPV更将面临着巨大的发展空间。
丁建特别指出,在旧房改造方面,甚至在农业大棚的建设和利用中,由于晶硅组件质量较重且成本较高,利用薄膜电池进行建筑改造优势明显。
同时,柔性薄膜光伏模块的出现使得光伏发电应用不再局限于沙漠、有平整表面屋顶和墙壁,现在所有的应用都拥有了整合光伏发电模块的可能性,如雨伞、行李箱、随身手袋、公文包、平板电脑和汽车等。丁建指出,柔性薄膜电池在与户外设备的结合上(比如在背包、帐篷上加入薄膜电池组建)以及与家具、家电的结合上都将有巨大的市场潜力。
提升转化效率CIGS前景诱人
在薄膜电池中,硅基薄膜电池(a-Si)、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)是三种主流的技术路线。
其中,硅基薄膜以较低的成本、简单的生产工艺以及灵活的应用方式,一直处于重要地位。据丁建介绍,中国在硅基薄膜电池方面具有品牌和规模优势,仍是目前中国发展薄膜电池的主要方向。丁建指出,未来从研发上来看,将着重提高转换效率,力争突破转化效率达20%以上的技术;并在超薄技术方面做出努力,达到60微米左右(目前是200个微米)的目标。
CIGS方面,近2年来技术进步很快,转换效率现在能达到13%-14%;且工艺和设备要求复杂,国际上尚未形成标准生产工艺和技术垄断企业。丁建表示,中国企业有望通过自主创新,引进设备或与国外设备企业合作等形式加快CIGS薄膜电池的产业化。据悉,目前,CIGS的试验室转换效率已超过20%,接近晶硅电池的试验室转换效率,技术前景诱人,成为未来薄膜电池的投资亮点。
“我们虽然目前产品生产以硅基薄膜为主,但从研发上,时刻关注着不同技术路线的发展,也在上马一系列试验线,包括晶硅技术向超薄方向发展的技术也在跟踪。我们要走在前面,不会跟在后面。”丁建表示。
“薄膜的潜力还没有完全发挥出来,目前应用和技术的成熟度要比晶硅滞后,我们认为至少还有20%的潜力尚待挖掘。”