一波三折 薄膜发电何去何从

为应对全球气候变暖，抑制或控制碳排放，第21届联合国气候变化大会(COP21)将于12月上旬在法国巴黎召开。这是继2009年哥本哈根气候大会后，全球应对气候变化十分关键的一次会议，各国都有着较高的期待。

对于碳排放大国的中国来说，想要抑制或控制碳排放并非易事。不得不承认，多年高速经济增长的后果就是对环境的破坏。作为一个正在崛起的大国，中国需要一种能源起步，这就是煤炭。但在多年毫无节制的煤炭消费下，中国的碳排放和环境污染已经到了耸人听闻的境地。中国内地知名媒体人柴静在今年年初以一部《穹顶之下》唤醒了不少国人对环境问题的重视。中国政府也开始彻底整治环保乱象。而这一切，都是从限制煤炭消费开始。

然而，煤炭消费的限制并非轻松。在中国整个能源结构中，煤炭依旧占据绝对的优势。火电，依然主导着整个电力行业。那么控制煤炭消费，第一步就是对整个能源结构的调整，大力发展新能源发电迫在眉睫。而在整个新能源行业中，光伏发电是替代能源中呼声最高的一种。清洁、可再生、覆盖范围广、适用性强的光伏发电，可以说是制约煤炭消费的一把“利器”。

薄膜“地震”

近几年来，中国光伏行业发展取得长足的进步。根据国家能源局发布的数据显示，2014年中国新增光伏装机10.6GW，累计装机量达28GW。而2015年上半年，新增光伏装机量更是达到7.73GW。

如今的中国光伏产业，已逐步从欧美对华光伏“双反”的阴影下走出来。加之在国家政策的扶持下，中国光伏产业明显回暖并快速发展，已经成为全球太阳能光伏行业中重要的一极。

然而，就在这样令人欣喜的形势下，今年光伏产业中占有重要地位的薄膜界却发生了两场不小的“地震”：一是台积电关闭CIGS薄膜生产线，张忠谋挑战First Solar梦碎;另一个就是国内薄膜龙头企业，汉能薄膜发电在首次净亏损90%之后大规模裁员。

这两场“地震”让整个产业似乎都开始躁动不安，也使得“太阳能替代煤炭”的呼声受到质疑，人们不禁要问：太阳能光伏市场怎么了?煤炭消费到底何时才能得到制衡?薄膜光伏的未来前景又在哪里?

事件解读

众所周知，晶硅电池作为光伏市场的主宰，依旧保持在90%左右的市场份额，而薄膜市场份额只有10%左右。薄膜电池的市场规模较小，行业竞争也就十分激烈。

台积电之所以关停薄膜产线，其主要原因就是技术路线掣肘，生产规模较小，成本竞争力较差，无法获得稳定回报的商业路径，从而被迫关门。而在多晶硅价格暴跌和“双反”影响之下，产能过剩的晶硅电池产品，价格出现大幅度的跳水，而晶硅成本的飞速下跌使得前期投入薄膜领域的企业颇为尴尬。本来就不是很大的市场“蛋糕”又被进一步的抢食，这使得不少前期投入过大的企业，盈利空间进一步被压缩，企业资金链问题频频，以致无法继续维持企业的运转而最终选择放弃。这种恶性循环使得薄膜行业一路下滑，而开辟新应用市场的失利，也使整个薄膜发电领域蒙上一层阴影。汉能的困境也在于此。

难点何在?

薄膜电池技术之所以被晶硅市场挤压，其主要的原因还是在于成本和转换效率。在“双反”浪潮之后，晶硅的成本可以说降到了白菜价，拉低了整个晶硅太阳能电池行业的材料成本。而相对于晶硅，当下主流薄膜电池技术方向如下：

在成本方面，碲化镉有实现平价上网电价的可能，是较为成熟的薄膜技术。不过CIGS是发展最快，也是最有前景的技术。但是这两种最被业界看好的技术，部分材料成本高、污染严重等劣势也似乎限制了行业的拓展。

在转换效率方面，目前薄膜电池的量产效率与晶硅电池存在较大的差距。当下晶硅太阳能电池转化效率在实验室情况下，最高可达到24%左右，量产情况下基本可以维持在18%上下。而主流的薄膜电池中，目前量产的效率普遍低于晶硅电池。

而事实上，作为薄膜家族中最有前景的技术分支，CIGS薄膜太阳电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特点，实际应用中光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，比较接近晶体硅太阳电池。成本则可以做到晶体硅电池的三分之一，被国际上称为“下一时代非常有前途的新型薄膜太阳电池”。虽然如此，成本和转换效率这两大难点，可以说是制约CIGS薄膜电池发展最主要的两类因素。

技术突破

作为CIGS薄膜光伏领军企业之一，Manz公司在CIGS薄膜技术研究与应用领域却是成绩斐然。那么，该公司对待上述技术难点又是如何做的呢?

在成本控制方面，Manz对工艺进行了改进，一方面窄化激光划线，充分利用表面空间，使不受光的面积变小，尽可能扩大发电部分的面积;另一方面，调整了材料厚度，使镀膜做的很薄，以增加透光率，使吸收光多，反射光少，从而尽可能的降低了稀有金属铟的制约。不仅如此，Manz公司还提供直接交钥匙方案，这使得以前备受关注的工艺复杂性逐渐降低，稳定性逐渐提高，这样工艺成本也被进一步的压缩。

从投资的角度来分析，现在Manz已将生产成本控制在每瓦2.5元，使其内部投资收益率可以达到15%以上。而且客户投资ManzCIGS薄膜光伏电站只需6年即可回本，同时兼顾了设备的升级，从而变相降低度电成本，控制了整个CIGS生产到使用的成本问题。

而在转换效率方面，Manz公司最新研究成果显示，其量产CIGS薄膜光伏组件的转换效率已突破16%，并以每年0.6-1%的速度递增。可以想见，Manz这种双管齐下战略，能够迅速把实验室取得的技术成果应用于实际量产。

未来展望

虽然如今的光伏市场依然是晶硅占据主流地位，但更多的业内人士都看好薄膜技术。而薄膜领域之中，CIGS作为发展最快，最有前景的技术，也顺理成章的成为投资热点。美国过去几年薄膜太阳能大规模的风险资金投入全投向CIGS，足以说明，CIGS未来前景无限。

目前薄膜电池产业化规模有限，在转换效率方面也低于晶硅电池，不过CIGS薄膜电池转换效率正以大约1%/年的速度提升。有行业人士估计，五年后薄膜电池转化效率有望超过晶硅电池，加之规模化的形成，届时综合成本极可能低于晶硅电池，势必成为市场的主流选择。

作为目前德国知名的光伏设备企业，Manz早已开始对CIGS产业开始布局，将整个产业上中下游集中，便于产业整体的技术升级改进;为小规模应用提供“交钥匙”方案。不得不说，Manz在整体薄膜光伏发电方向走在了产业前端。不仅如此，在分布式光伏方面，得益于CIGS的外观、低光照条件下的卓越性能和可观的发电量，无论是光伏建筑一体化，还是热门的移动能源，CIGS都将体现出其巨大的价值。

可以说，光伏的未来属于薄膜，而CIGS将挑起未来薄膜发电的大梁，成为薄膜市场的主流方向。同时，在笔者看来，以薄膜技术的快速发展，未来薄膜太阳能电池极可能突围而出，强势占据整个光伏市场上属于自己的一片天地。