太阳能电池未来沉浮路：晶硅与薄膜，谁才是王者？

春节前的光伏行业一点也不安静。中国对美、韩太阳能级多晶硅双反，美国对中国的多晶硅太阳能电池“双反”调查，晶体硅太阳能电池行业的纷争让人们看到了一丝乱象。对比于汉能李河君在非洲“走马圈地”大把撒钱投资合作建厂的豪气，配合李河君未来十年薄膜技术必将取代晶硅光伏电池的豪言，由不得人们不产生一种错觉——晶体硅太阳能电池地位就要被薄膜电池取代！果真如此？

下结论之前，笔者先尝试解读一个常见的认知误区：太阳能电池种类的划分。

一直以来，媒体工作者都习惯于把晶体硅电池、薄膜电池和聚光光伏技术生强地划分为第一、第二和第三代光伏技术。这不仅是错误的，而且贻害无穷！按照普遍的表达和理解方式，一、二、三代的说法被视为技术甚至产业升级的不同阶段。这样一来，晶体硅电池技术、薄膜电池技术、聚光光伏技术三种光伏路线就变成了光伏技术或产业发展的初、中、高阶段。不如此一来，难怪人们会理解为，晶硅光伏将被薄膜光伏替代，薄膜光伏将被聚光光伏替代。

事实而言，晶体硅电池技术、薄膜电池技术、聚光光伏技术只是光伏在不同时间段自然产生的三种不同技术路线而已。虽有前后关联，却无必然的取代与否与继承关系。各有优劣，但现在的情况就是，在市场的选择下，晶体硅电池仍占主流。

最新统计数据表明，2013年，全球太阳能电池市场，主流产品晶体硅太阳能电池的市场份额与2010年相比没有变化，仍占据高达82%的比例。而且全球已建成或在建太阳能电站也绝大多数以晶体硅电池为主。全球十大光伏组件制造商中，仅有一家为薄膜太阳能电池制造企业。

目前的情况即使如此。欧美经济危机之后，太阳能电池生产重心东移，而且在中国企业努力之下，如今太阳能系统成本减少了75%以上。而受益于此的是，全球太阳能发电事业呈现出一片繁荣的景象。统计出的2013年全球太阳能主要应用国家装机量的大增长即是因此而来。

　　全球主要的太阳能电池企业中晶体硅电池企业与薄膜电池企业实力对比

这里引用一张统计表格：

排名前十位的企业中有九家是晶体硅电池制造商。仅有第一太阳能（First Solar）是这一领域汇中唯一的例外。第一太阳能是前十位中唯一的一家薄膜企业，凭借健康的项目储备规模、稳定性能的CdTe薄膜电池制造大幅拉动内部组件供应量。

　　晶体硅电池价格下降的红利还未消化干净。

事实上，太阳能行业现在正处于一个爆发的关键时期。当然，这里指的是太阳能发电行业。光伏电站的投资在全球方兴未艾，环太平洋地区对太阳能电池的需求更为强烈。这是太阳能电池价格下降带来的红利。在暂时还有利可图的情况下，新技术的推广需求并不急迫。

特别值得一提的是，刚刚从过去几年的光伏行业萧条中走出老资格太阳能企业的还未能攒够进行新一轮技术改造与市场变革争夺战的资金，这是最主要的。舔舐伤口或许谈不上，这几年，光伏企业更多的是整顿与完善内部机制，合理化经营。并把竞争过后的市场红利完整的吞进肚子里消化完毕。这才是最重要的。换句话说，在新技术应用方面，晶体硅太阳能光伏行业正处在一个普遍的蛰伏期。

技术变革的前提是在技术方面的投入。数据表明，2013年全球可再生能源和清洁技术投资跌幅为12%。太阳能方面更是大幅下滑，从1429亿美元削减至1147亿美元。这已经是连续两年在清洁能源技术投资上的下滑了。

　　与之呼应的，是德国光伏设备制造出口动向。

主导着光伏设备市场需求的中国各种各样产品需求都在上升，特别是硅晶圆、电池、串焊等在线检测系统方面。目前的一切强烈增长的需求都是为了给生产进一步降低成本，如双层印刷工艺节省银用量。通过机械和工艺来提高电池效率，如PERC技术或背面钝化，也表现不俗。然而，在增加的这些需求之中，并没有薄膜电池设备的相关大动作。

表面上的数字并不能说明事情的全貌，但全球太阳能光伏行业技术投资资金流动数据却可以间接反映出当前局势下的行业态势。总体而言，太阳能行业在资本投入上是相对收缩的。资本的收缩，技术研发长周期的资金需求与设备改造带来的巨额资金投入，这两者之间的必然联系注定在目前的时间内太阳能光伏行业不会有太大的格局变动。

这么说，光伏制造行业暂时需不需要研发新技术？

答案是必然的。任何一个行业的进步都离不开技术的革新与进步。现在晶体硅太阳能电池价格的下降很大一部分的原因就是技术所带来的好处。而且，墨守成规不思进取，最后自食恶果的例子很多很多。所以，虽然不占主流，但现今仍有相当一些公司在进行相关的研究开发，并在市场上占据了一席之地。

　　2013年薄膜电池技术成就回顾：

Solar Frontier的CIS太阳能电池模块转换效率达到14.6％。

汉能旗下子公司Solibro实现18.7%转换率CIGS太阳能电池实验室生产。

另外，继Solibro的CIGS薄膜太阳能技术达至18.7%光伏组件效率后，其0.5平方厘米面积的CIGS薄膜太阳能实验室电池也已提升至19.6%转换效率，并获独立研究机构Fraunhofer Institute所确认。

德国巴登－符腾堡邦太阳能暨氢能研究中心（ZSW）薄膜太阳能电池新技术的转换效率达20.8%，打破多晶硅太阳能电池实验工作效率。

瑞士的洛桑联邦理工学院的研究人员MichaelGratzel的研究小组开发出了转换效率达15％的固体染料敏化太阳能电池。

　　全球主要的薄膜太阳能电池技术与相关生产情况：

（1）非晶硅薄膜电池：是薄膜太阳能电池中最成熟的产品之一。由于非晶硅薄膜太阳能电池的成本低，便于大规模生产，普遍受到人们的重视并得到迅速发展，但由于其光学带隙为1.7eV， 使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。

主要生产厂家及年产量：

日本kaneka             25MW

美国联合太阳能         25MW

德国RWE Schottsolar    20MW

美国ECD                15MW

日本三菱电机           10MW

日本富士通             10MW

（2）多晶硅硅薄膜电池：其转换效率高于非晶硅薄膜太阳能电池，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，但由于控制薄膜中硅晶粒大小的技术没有解决，尚未能制成有实用价值的太阳能电池。

（3）锑化镉（CdTe）：两种化合物多晶薄膜太阳能电池，中试转换效率已经超过10％。但是，由于元素镉的有毒性及其对环境的污染，这种太阳能电池技术均不具备长远的产业化生命力。

美国Firstsolar公司为全球最大的CdTe薄膜电池制造商。在碲化镉薄膜电池产业领域共拥有21项专利。2013年，经美国能源部下属可再生能源实验室（NREL）验证，其碲化镉薄膜太阳能电池转换效率达到18.7%，总面积组件效率达到16.1%，创下新的世界纪录。2012年，公司碲化镉薄膜电池组件的平均成本为0.73美元/瓦，其中生产成本为0.66美元/瓦。FirstSolar在业内率先实现了每瓦成本低于一美元（85美分），并于2009年6月宣布：到2014年，公司会将每瓦的制造成本降至52-63美分。

（4）铜铟锡（CIS）薄膜电池

Solar Frontier于2013年6月18宣布，其位于日本宫崎县的国富工厂生产的CIS类太阳能电池模块的转换效率达到了14.6％，最大输出功率达到179.8W，实现了“与多晶硅型太阳能电池模块的转换效率基本相同的水平”。

（5）CIGS薄膜电池：GIGS薄膜太阳能电池是多元化合物薄膜电池的重要一员，由于其优越的综合性能，已成为全球光伏领域研究热点之一。

汉能太阳能的未来的主攻方向即为CIGS薄膜太阳能电池，2014年1月份，汉能子公司汉能曹妃甸订61亿人民币建2条CIGS薄膜电池产线，汉能还计划在科特迪瓦投5亿建CIGS薄膜电池厂。

（6）砷化镓III-V化合物薄膜电池：在250℃的条件下，光电转换性能仍很良好，其最高光电转换效率约30％，且能耐高温，特别适合做高温聚光太阳能电池。但生产成本高，产量受限，目前主要作空间电源用。

（7）有机染料敏化电池：是一种光电化学电池。

技术的研究新突破的取得固然不容易，更应该严肃看待的是，并不是所有的技术都会被转化为生产力。太阳能电池技术亦是如此。作为对未知的探索代价，技术的研发伴随着巨额资金与海量人力。而因为过多的投入资金尝试新技术失败而破产的企业的教训不知凡几。所以，在短期内，主要的太阳能电池制造企业仍旧只是在现有的技术上进行改进与修正的做法无可厚非。而依靠新兴技术希求在市场的争夺半壁江山的薄膜光伏企业的努力则更是值得赞扬。而且薄膜电池在光伏建筑一体化领域独到的优势，甚至可以替代部分建材，这一点注定能在一些特定需求市场中保证不败之地。

总结而言，太阳能行业的未来探索之路上不可能只有晶体硅电池或薄膜电池单独支撑。光伏行业更应该呈现的应该是百花齐放的一种良性竞争态势。薄膜电池短期内与晶体硅电池竞争，但充足的技术储备实力却让其后劲十足。晶体硅电池的现有的市场认可度以及不断改进的技术与工艺也保证了未来必有立足之地。晶硅电池与薄膜电池“胜负不分”。东风压倒西风？不，用百家争鸣来形容更合适。