剖析薄膜两极分化现象

关注光伏产业发展动态的人士最近都会发现一个现象：薄膜电池市场近期风起云涌，国内外各大企业对其态度、动作不一，一部分企业纷纷调整其薄膜电池计划，或停顿或整顿；而另一部分企业则大举动作、加大投入与合作。这些都使得整个薄膜行业呈现出“一半是海水，一半是火焰”的两极分化状态，薄膜电池市场再次成为光伏业内关注和争议的焦点。薄膜电池的市场份额在各大光伏企业们的不同动作下开始游走转移，或隐忧缩小或蓄势扩张，各大企业为什么“动”薄膜？又为什么动作不一甚至相悖？为了解最新情况，本文通过对薄膜电池市场的动态跟踪，首先根据业内企业不同动作，可明显区分出背道而驰的两派，在这里我们姑且称他们为“海水派”与“火焰派”。

薄膜市场两极分化明显

喊停派(海水派）：金融危机后晶体硅市场又迎来一个高速扩张期，多晶硅产能释放、行业瓶颈突破、薄片化技术推动成本下降，转换效率稳步提升，晶硅电池强势保持着其主导地位。而之前地位有所上升的薄膜电池此刻却受到来自晶硅电池的逼迫压力。这样的变动，让一些光伏大鳄们，如美国应用材料、Signet、Solyndra、尚德电力、日本三洋等企业纷纷调整其薄膜电池计划。

1、美国应用材料：美国应用材料日前宣布重整其能源与环境解决方案（EES）部门，并不再对客户销售SunFab薄膜太阳电池制造设备整合产品线。该公司称今后会将重心放在晶体硅电池设备事业上，这将造成其全球400~500名员工的工作职能转移。

2、尚德电力：8月尚德电力计划对其在上海的生产基地进行彻底检修，使其专注于晶体硅太阳电池的生产，尚德“千兆瓦太阳能产业基地”计划中也并未见薄膜电池的产能规划。作为公司结构调整的一部分，非晶硅薄膜生产线将会被关停，这给尚德第二季度带来5000至5500万美元的非现金亏损。

3、日本三洋：近日，松下宣布全盘接手三洋电器，接着三洋宣布暂缓该公司生产薄膜太阳电池的计划。

扩张派(火焰派）：尽管薄膜电池行业的先驱们如美国应用材料、Signet开始叫停薄膜项目以退出他们认为目前相对不利的战场，还有一些大企业如尚德、Solyndra也纷纷或调整或暂停其薄膜电池生产计划，但薄膜电池市场依然有相当多的企业热情似火，在扩张的道路上坚定不移，代表企业如正泰太阳能、保定天威、东莞宏威、瑞士欧瑞康、日本夏普、意大利Enel、美国杜邦等。

1、欧瑞康：与应用材料一样可以提供一揽子设备生产线及服务的瑞士欧瑞康，此次在对待薄膜电池的举措上就与应用材料完全相反，他们不仅将继续朝Micromorph硅薄膜技术蓝图目标迈进，并期望于2010年底前达到硅薄膜制造成本0.7美元/W，确保以这样的价格优势在硅薄膜太阳能市场的占有率能持续扩大。

2、正泰太阳能：8月9日，浙江正泰与欧瑞康联合宣布了一项对欧瑞康太阳能薄膜生产设备的采购协议。根据这项订单，正泰的产能将从目前的30MW在今年提高到75MW，产能的扩增将包括使用新的组件材料和薄膜行业最新的工艺创新，这项采购是正泰在未来将薄膜太阳能组件产能提高到400MW的关键一步。作为中国大陆第一家高效串联节非晶和微晶硅薄膜组件的大规模生产商，正泰太阳能已经可以向多个领域、不同应用的客户提供产品。

3、日本夏普、意大利Enel、欧洲STMicroelectronics：日前，日本太阳能巨头夏普（Sharp）、意大利最大能源公司意大利国家电力公司（Enel）和欧洲领先的半导体供应商STMicroelectronics决定携手进入薄膜市场。据了解，这三家公司共同组建了一家叫3Sun的合资企业，预计在2011年下半年开始生产。这家薄膜太阳电池制造商计划首期产能为每年1603MW，预计2011年初投产运营。

市场定位杠杆下的企业自动调整

说到底，引起波动和变化的原因大体无外乎两个方面：除去政策，就是市场变化与技术更新。我们先看当前光伏产业各太阳电池的市场份额变化。国海证券调查报告显示：2009年薄膜电池组件产能占市场总产能的22%，预计到2014年薄膜组件产能将占到总产能的25%。产量方面，预计在“十二五”期间晶硅电池及组件的主导地位不会被撼动，仍将保持80%以上的市场份额。很明显，薄膜与晶硅的市场份额与地位一如既往，多晶硅料的供应日趋稳定，晶硅电池的主流地位在相当长时间内都不会受到实质上的威胁，这点毋庸置疑。在光伏产业二者会相互发展相互存在，我们没必要在此时争论薄膜与晶硅的强与弱，因为现在不会有结果，还是来看看各企业不同动作的成因及背后的涵义，薄膜市场为什么会走出两极分化的发展路线。

企业是一个营运单位，需要趋利避害，赢取最大的市场和利润。经济性的市场份额比例与利润成为各大光伏企业考虑的首要因素。同时除了市场，还有企业自身的定位因素也很重要，比如尚德、正泰、欧瑞康、夏普、天威、强生光电、宏威等等，他们对薄膜电池的调整动作与市场及其企业定位不无关系。

尚德电力的施正荣博士曾对媒体表示：“晶体硅太阳电池生产成本迅速降低、大幅回归理性和其市场竞争力都在不断提高，而薄膜电池经济性已开始凸现不足，大规模生产计划将延期，目前在研发改进中。”这些是促使其上海制造工厂转型的原因之一。

尚德电力历来是以晶体硅电池为主导，对薄膜电池项目的调整策略也正是其应市场的变化而变化，这是由企业自身的业务路线决定的，这从尚德晶体硅太阳电池与薄膜电池的产能比重可以清楚地看出。以2009年为例，尚德晶体硅电池组件产能1100MW，而薄膜电池仅有20MW，两者权衡择其主导是很自然不过的事情，“拣个芝麻丢了西瓜”的事显然尚德是不会做的。为此，在多晶硅价格逐渐趋于合理，晶硅电池成本下降的情况下，尚德电力关停非晶硅薄膜生产线的调整计划显然是情理之中，而且也是很理智的做法。当然，技术原因也很重要，后面将有分析。

日本三洋是典型的因为光伏市场起了戏剧性变化而变动了其薄膜电池生产计划的企业，正如该公司在公开信中所言“在光伏电厂中与薄膜电池竞争的主要对手暨晶硅电池，由于原材料成本降低而成品价格直线下降，大大削弱了薄膜电池的竞争优势”。为此三洋很“识时务”的对原计划进行了调整。

反观正泰太阳能，其企业主营业务则是以薄膜电池为主导，公司CEO兼总工程师即由著名薄膜太阳电池专家杨立友博士担任。在与欧瑞康签订采购协议后，杨立友表示“我们很坚定地把薄膜太阳能这条路作为发展方向，通过在薄膜产品上努力和勤勉的工作来提高我们的核心竞争力，保持一流光伏企业的声誉。我们有信心通过接下来的合作让两家企业塑造在薄膜太阳能行业的领先地位。”

正泰太阳能所瞄准的市场与企业定位是何其明晰，他与尚德的动作相悖，他们一个力主晶硅、一个专注薄膜，并不是不认同对方的领域，只是走的技术路线不一样而已。术业专攻，才能在各自领域获取最大的价值。

此次与正泰合作的瑞士欧瑞康，其发展及动作就更加不言而喻。作为薄膜电池领域的先驱企业，他们的企业定位及市场决定了其发展道路，技术优势为他们带来了可观的利润。而在另一方面，欧瑞康在薄膜领域为全球13个国家及地区的光伏企业客户提供用于大规模生产薄膜硅太阳能组件的端对端生产解决方案，全自动的生产解决方案专注于减少器件成本和使量产最大化，这些举措在一定程度上推动了光伏薄膜市场的发展。

此前欧瑞康太阳能CEO Jurg Henz就表示：“我们让客户受益于创新科技带来的成本节约，近几年晶硅电池与硅薄膜电池产能扩充量皆出现戏剧化的增长态势，加上太阳能模块及系统价格骤降之下，将驱动强劲的市场需求，且在结晶硅和硅薄膜制造、技术供货商积极地降低成本之下，未来数年内市场需求将会持续升温。我们的薄膜技术可以带来最低的组件生产成本，而与正泰的合作正是一个重要的里程碑。”

日本夏普在2007年以前，一直是全球最大的晶体硅组件制造商，不过在去年和前年，冠军宝座一度被德国Q-cells和美国First Solar夺走。但曾经的全球老大毕竟实力惊人，在2010年，夏普凭借22.14亿美元的销售额和近40%的增长率再度登上全球光伏产业的王座。2009年，夏普靠晶体硅电池组件销售登顶；2010年，在夏普全球扩张战略布局下，该公司不仅继续扩大晶体硅组件的产量，而且凭借优异的薄膜技术工艺，将无数薄膜电池安装在美国加利福尼亚洲、俄亥俄洲的光伏电站上。2010年，夏普信心满满地攻到全球薄膜霸主First Solar的家门口，表现之优秀令人咋舌。销售拓展注重新兴市场，制造扎根老牌儿光伏国家，夏普之所以与意大利Enel和欧洲STMicroelec?tronlcs联合成立3SUN公司，在一定程度上就是考虑到自身在光伏产业中的位置。夏普要求自己成为一家在光伏领域提供全方位解决方案的企业，“开创一种由薄膜电池生产商扩展为独立发电企业（IPP）的商业模式”，为此，他需要积极备战薄膜市场，需要一个理想的跳板。

放眼全球光伏企业，能让晶体硅和薄膜“比冀齐飞”，并且做到全球名列前茅的，只有夏普一家。

从目前薄膜电池与晶硅电池的销售及市场来看，薄膜电池是存在压力的，但不论薄膜市场处于低谷或是高潮，相信正泰太阳能、欧瑞康、宏威等类似企业都会专注于在这个领域的发展，因为行业再低迷薄膜电池也不会完全退出光伏市场，而一旦技术突破进入发展快车道，那其市场空间是不可估量的。

从以上分析后不难看出，在薄膜方面有所动作的企业，其主要影响因素是市场+定位。在隐形的市场经济杠杆作用下，各大企业针对薄膜市场前景与各国太阳能装置需求量的消长，结合自身利益与定位给出相同或相悖的市场观察和动作也就不足为奇了。薄膜市场一直以起起伏伏的曲线形式发展着，有企业暂停薄膜计划并不等同于薄膜市场前景暗淡，同时，有的企业大举扩张薄膜项目，也并不能立刻推动其高速发展、赶超晶硅。一切都源自技术路线和各自在市场中发展的不同，这只是这个领域在发展过程中的一些小插曲，我们不必大惊小怪。

谁撬动了薄膜电池的技术杠杆？

薄膜电池家族大体分三类：首先是实现量产且被First Solar垄断的碲化镉（CdTe）薄膜电池，其次是多结非/微晶硅薄膜电池；最后是转换效率较为理想的铜铟镓硒（CIGS）电池。当前三种薄膜电池的产能、产量都在看涨，不过这三种电池在薄膜市场中的份额差别却很大（见表1；注意：表中被加黑的数据为产量）。

表1：2009年-2013年三种薄膜电池的全球产能/产量及在薄膜市场的份额预测

　　研发与销售这三种不同薄膜电池的企业除了受市场变化及企业定位影响，还有一个关键影响因素即技术。薄膜的市场份额多大、发展多远、企业为什么调整等等，这些都与技术息息相关。如First Solar、美国应用材料（Applied Material）、欧瑞康、杜邦等公司。

1、薄膜之一：碲化镉（CdTe）电池：

在薄膜电池领域以技术取胜的企业首当其冲当属美国First Solar，对碲化镉的绝对垄断技术成就了如今的First Solar，使其迅速强大起来，在全球光伏行业中笑傲群雄。但碲化镉技术虽然能成就一两家这样的跨国性大型光伏企业，却注定不能成就一个可持续发展的行业，因为镉元素的稀缺、电池寿命到期后对组件的处理比较难，以及对环境的污染是其未来发展将要面临的主要问题。日前，欧洲有国家已在讨论制定相关新能源安全与环境污染的措施，这显然是对First Solar不利的。

First Solar已经意识到这点，他们开始寻找新目标和下一步的技术发展计划，其在中国内蒙古建设2000MW光伏电站的举动就是很好的证明。

2、薄膜之二：多结非/微晶硅薄膜电池

上述大部分企业所称的薄膜计划均指的是非/微晶硅薄膜电池，耗材少、原材料充足、制造成本低、能量回收期短等诸多优点吸引着这些企业专注于对这种薄膜电池的开发与研究。

非晶硅太阳电池结构有单结、双结和三结这三类，其制造技术大体分三种①单室、多片玻璃衬底制造技术（源于匈牙利Dr.Kiss），该技术属于传统技术，主要以美国的Chronar、APS、EPV公司为代表；②多室、双片（或多片）玻璃衬底制造技术，该技术为现代技术，以日本的KANEKA公司为代表；③卷绕柔性衬底太阳电池制造技术（衬底：不锈钢、聚酰亚胺），该技术同样属现代技术，主要以美国的Uni-Solar公司为代表。

其中多室单片制造技术另分四种分支技术，分别为：串联多室沉积技术，深圳杜邦即采用该项技术；团簇型多室沉积技术，如美国应用材料公司；单/多片混合型，如欧瑞康；并联多室沉积技术，如日本Evatech。

尚德电力是美国应用材料的客户，一个电池生产商，一个设备供应商，两者不约而同地相继对其薄膜电池业务作出重大调整，一个停产一个停售，这难免让人有所猜想。尚德一直以来的主打产品晶硅电池和组件，在全球都对晶体硅电池组件需求疯狂的时候，作出如此调整自有他的理由，那么应用材料呢？据悉，这次美国应用材料对待薄膜电池的举动除有一部分原因是来自发电厂对光伏采纳进度滞后、政府政策不明晰外，还有来自晶硅太阳电池技术竞争及自身技术提升的压力。哈尔滨工业大学深圳研究生院的檀满林博士就此阐述了他的看法：“美国应用材料的技术还不是非常成熟，他的设备线调试有些复杂。另一个是效率，大尺寸TCO玻璃供给存在一定问题，他是直接从传统平板显示行业转化过来的，对于大尺寸来说有些关键技术问题可能还没有好好解决，他的效率还达不到令人满意的程度。”

而瑞士欧瑞康、美国杜邦和国内的正泰、天威、宏威等企业的扩张动作，又显示出薄膜电池市场的潜力。

一个产业中出现两种截然相反的走向，只能说明是技术路线与发展方向不同而已。那么面对当前的情况，薄膜企业在技术上还需注意一些什么从而获得长效发展?

檀满林博士强调：“企业还需要注意技术更新进步的风险。因为目前各种薄膜电池都处在刚刚进入市场的阶段，前期一些厂家和研究单位为了开发技术和设备投入了巨大的人力和资金，因此新技术的设备制造成本和工艺成本都很高，使得薄膜电池生产线的价格居高不下，比如25MW非晶硅薄膜电池生产线的售价在3亿元~4亿元之间，而25MW晶体硅太阳能电池生产线的设备成本只有4000万元~5000万元，差别巨大。更为关键的是薄膜电池日前的技术进步很快，当一个中国的电池厂商花巨资购买了昂贵的设备之后，在较短的时间内又会有新技术出现，因此刚购置的设备就很可能遭到淘汰。这就使得薄膜电池设备的折旧过高，影响了薄膜电池成本的降低。我国薄膜电池厂商的技术实力还很弱，没有薄膜电池技术更新的能力，因此在新技术和新设备出现之后，厂家无力跟上，将面临重新购买新设备或者被淘汰出局的局面。”

对于这个风险，檀满林博士给出的应对方式是：国内设备厂商与工艺研发机构通力合作，在引进外来技术的基础上消化、提升，真正实现大尺寸生产线的国有化，最终降低成本，提高竞争力。

3、薄膜之三：铜铟镓硒（CIGS）电池

铜铟镓硒（CIGS）市场情况一般，存在诸多问题，但香港科技大学肖旭东教授表示：“国家实验室、研究所或一些企业尖端R&D部门会比较偏好关注CIGS的前沿开发，为什么呢？他们一般考虑到四点：第一是其转换率高，这个众所周知；第二是成本较低，可以做到0.57元/W；第三是能量回报周期短，这点很关键。一般晶硅电池需要5~9年才能将其所耗电收回，而CIGS只需1~3年；最后一个就是投资CIGS增长速度快。”

有光伏企业人士指出：“近期频繁接到CIGS各类相关企划书，包括CIGS制程规划、相关技术及技术团队推荐等，除了CIGS实战经验者外，还有没有技术专长但在其他相关领域有所长的人前来自荐，可见CIGS市场的热络度。”

据悉，CIGS电池国外企业做得比较好。近日意大利光伏专业开发商CDM公司与西班牙太阳能组件生产商Yohkon Energia S.L.公司合作，在意大利维琴察省Orgiano市屋顶上建设的世界最大的CIGS光伏设施已并网发电。该设施包括3600块228W光伏板，年发电量可超过1100000kwh。意大利Orgiano市的这个光伏项目是铜铟镓硒薄膜电池大规模应用的开始，也是薄膜电池多元化并进一步与BIPV应用相结合的重要标志。

但CIGS的发展在国内还不行，真正在做的除了山东孚日光伏，开始了其第一条产能为30MW的生产线外，其他企业如正峰新能源、绿阳光电、天津泰阳光电、威海蓝星等企业，虽然都有呼声但具体实施还有待确定。因为起步晚，我国国产技术底子薄，一些关键的设备工艺没有掌握，这就造成了CIGS薄膜设备价格的高昂，一条从德国进口的生产线价格就高达9亿元，国产设备虽然低，但也在3亿至4亿元之间。

薄膜电池的应用前景在未来的城市建设中

现在薄膜的扩张和技术研发，都是在为将来的大规模应用打基础。说到薄膜电池在中国的未来落脚点，国家信息产业电子设计第十一研究院、四川爱德公司副总经理崔永祥的观点很有代表性。他认为，应结合城市发展及未来建筑一体化的发展趋势来看薄膜市场。“未来薄膜电池肯定将占据大片光伏市场的，因为除了电站，BIPV是未来城市建筑的必然选择。生态城市、绿色城市、低碳城市…无论哪种城市概念都离不开BIPV的大规模和高效率应用。而且，在城市内太阳能发电是最靠近负荷中心的，BIPV无疑是最佳选择，可以延伸的还有电热一体化，这是北方城市选择的发展趋势。

在政策上，城市建筑发电系统的应用还将有待新的能源政策出台。目前全球对光伏电站的鼓励政策正在用尽，下一轮不排除在BIPV上做文章。而BIPV的发电技术日趋成熟，靠近负荷中心的便利性大大提升了光伏发电的实际使用效率，加之建筑一体化的特性，实际投资费用大大低于在野外的光伏电站，从投资和能效比上具有巨大优势，是未来城市发展的必然选择，而在这方面薄膜电池显然具有优势。

最后在技术上，除了上面专家提到的原因，还有前两年半导体的不景气导致大量半导体和LED/TFT“降格”到光伏行业，从事光伏生产工艺的开发。这两年无论是晶硅电池是薄膜电池，在生产工艺技术上大量的采用半导体工艺，技术进步很快，使得薄膜电池的成本优势和可持续发展的优势更加明显，越来越多的人看到了薄膜电池的潜在优势。但这也是目前这个行业的分水岭，有技术储备的企业准备大发展，而没有找到最佳技术路径的可能就比较矛盾，出现停产、整顿情况就在所难免。

薄膜的工艺技术有十多个方向，没有人明确知道哪个方向是最好的选择，没有统一的标准，技术都相互保密、通用性差、技术及设备升级难、投资门槛高等诸多问题至今没有得到很好的解决，投资风险还是很大。但不管怎么发展，薄膜电池都将可能成为未来城市建筑中的一种重要材料！

联合国能源机构发布的调查报告显示，BIPV将成为21世纪光伏应用市场的热点，大规模的BIPV建设将催生大量薄膜电池的应用，与BIPV应用相结合的薄膜电池，也将在未来太阳电池市场中占据更为重要的市场份额。