CIGS薄膜太阳能电池引领太阳能光伏革命

在十二五能源规划中，政府提出了优化能源结构，要求非化石能源消费比重提高到11.4%，非化石能源发电装机比重达到30%。太阳能作为新兴战略资源是未来能源的重要部分，国家出台了多项规划和激励政策来推进太阳能光伏发电产业的良性发展。

当今产业化的太阳能光伏发电产品主要是二类不同的太阳能电池：一是基于硅片的晶体硅太阳能电池，比如单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池；二是薄膜太阳能电池，比如硅基薄膜、碲化镉（CdTe）薄膜和铜铟镓硒薄膜太阳能电池。尽管硅的资源储量丰富，但是用于制造晶体硅太阳能电池之高纯硅的生产却耗能巨大。而且晶体硅太阳能电池组件重量较重，不利于光伏建筑一体化的利用。

太阳能光伏电池市场正在向薄膜太阳能光伏产品转移！薄膜太阳能电池的优势在于其产业链的耗能更低；制备材料选择更广泛；制备技术多样；比晶体硅太阳能电池有更高的每瓦发电量；产品的发电效率的提升有更大的潜力；产品重量更轻并且可以柔性化，使用范围更宽泛，更适合于光伏建筑一体化。其中实验室效率超过了20%的铜铟镓硒薄膜太阳能电池是光伏转换效率最高的薄膜太阳能电池。由于铜铟镓硒太阳能电池没有光致衰减效应、性能稳定、发电量高、对环境友好，所以它是欧洲、日本和美国最为关注的新一代高效薄膜太阳能电池。

采用真空沉积技术制备的铜铟镓硒薄膜太阳能电池不仅创下了转换效率20.4%的记录，而且已经成熟地大规模工业化了，产品已经具备成本竞争力。非真空法技术制造铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有更低成本和易于大面积的潜在优势，也吸引了愈来愈多的关注，欧洲、美国和日本的主要铜铟镓硒薄膜太阳能电池企业的最佳组件产品效率都已超过13%。

2013年7月，国务院下发了《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，明确指出支持发展高效太阳能光伏电池技术，要求未来新上的太阳能光伏电池制造项目中薄膜太阳能光伏电池的转换效率不低于12%。科学研究证明通过调整铜铟镓硒电池中镓和铟的化学计量比，铜铟镓硒太阳能电池的效率理论上将超过25%。因为目前铜铟镓硒太阳能电池组件的效率不仅未达到其实验室电池的效率（20.4%）还远低于其理论效率，所以铜铟镓硒太阳能电池效率还有很大的提升空间、是朝阳产品，具有毋庸置疑的竞争优势。

平准化发电成本（LCOE）常用来分析不同发电技术在其生命周期内的经济性，该方法综合考虑了光伏电站当前投资、运行费用与总发电量以及税率和管理费、贴现率等多种影响因素。通过对铜铟镓硒薄膜太阳能电池和晶硅太阳能电池在分布式光伏电站的平准化发电成本（*数据来自云南石林光伏电站）的分析（计算条件如列表），可以看出铜铟镓硒薄膜太阳能电池即使在目前其组件成本比晶硅太阳能电池组件成本高25%的不利情况下，都比晶硅太阳能电池在发电成本上更具优势。因此，随着铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件效率的大幅改善以及生产企业实现吉瓦级产品规模，铜铟镓硒薄膜太阳能电池将必然地成为光伏发电的主流产品。

国外如何应对铜铟镓硒薄膜太阳能电池产业发展？日本自2011年福岛核电事故以后，深刻反省，开始加速发展可替代核电的能源，其中对清洁能源投资的绝大部分都投向了薄膜太阳能光伏领域，据称针对铜铟镓硒薄膜太阳能电池的占比近半。笔者近期在国内多家媒体和一些光伏论坛都指出了这次欧盟启动针对我国太阳能光伏产品“双反”程序的深层次原因是：促进确保欧洲在未来新兴的薄膜太阳能电池技术的成长，确保其在新一代光伏行业的领导地位。欧盟在其2008-2030年太阳能光伏发展的战略中，明确指出铜铟镓硒薄膜太阳能电池是薄膜光伏产业的主流产品之一。欧洲光伏产业协会在近期的报告中预测铜铟镓硒太阳能电池产品市场占有率有可能在未来的2-3年中超过10%，组件成本与多晶硅相似，并凭借其巨大的发展空间引领太阳能光伏革命。

未来太阳能光伏产业是铜铟镓硒薄膜太阳能电池的时代，我国光伏产业该如何面对呢？孙子兵法曰：知己知彼，百战不殆。笔者认为，我国铜铟镓硒薄膜太阳能电池产业的成功必须要有机地构建（整合）包括核心关键技术（装备）、高端人才、资金和市场在内的四个元素。在这四个元素中，后面两者，即资金和市场是我国当前的优势所在；而前两者是我国当前的劣势所在，却是国外竞争对手的优势。解决的办法无外乎两个：一是与国外先进的企业合作：二是兼并与收购。对于合作，我认为不太可行，一是国外铜铟镓硒薄膜太阳能电池企业规模较小，只有几十或数百兆瓦级，无法形成双赢的合作；二是企业管理文化和商业理念差异（冲突），会导致高昂的合作成本。可行的办法应该是兼并与收购，但是兼并与收购中要有正确的战略和战术。在兼并与收购中，必须确保有足够的资金来购买专利知识产权和专门技术。要对收购的技术之知识产权的动态发展进行研究（IPlandscapestudy），这是相当重要和绝对必须的，一定要了解引进的技术是否还有发展的空间以及该技术还有那些空白，只有通过专业和慎重的方法才能确保未来的改良和升级是经济合理和可行的，避免兼并与收购变成了给国外同行的变相无偿补贴。对于引进的核心技术，核心专利，必须按一定比例投入再开发的资金实现本土化，实现有自主核心技术的产线。另外，特别要指出的是还必须引进高端人才来完成对技术的消化、升级和改良。有了技术和高端人才的解决方案后，在战术层面，企业还需要在未来2-3年内将产量扩大到吉瓦级规模，通过技术进步和本土化以及规模生产来大幅提高成本竞争力；发展集电池制造、自建太阳能光伏发电站和营运太阳能光伏发电站一体的的产业模式。

国家相关机构需要从战略层面看待铜铟镓硒薄膜太阳能光伏电池的发展机遇。审时度势地制定相关政策来引导和鼓励我国铜铟镓硒薄膜太阳能光伏产业的发展。应该扶持企业保持相当数量比例的研发投入，同时企业也必须考虑产业的可持续，做到生产一代，与科研机构开发下一代。