三強(qiáng)相爭的太陽能電池

        2009年獲得大發(fā)展的CdTe太陽能電池、傳統(tǒng)的硅薄膜太陽能電池和新興的CIGS型太陽能電池是薄膜太陽能電池三強(qiáng)。CdTe型太陽能電池成本低，突破了批量生產(chǎn)的難關(guān)，缺點(diǎn)是容易受到晶體缺陷的影響，在進(jìn)一步提高變換效率上余地不大。此外，Cd和Te對(duì)人有毒。近年來，大面積硅薄膜太陽能電池的制造技術(shù)獲得迅速發(fā)展，硅薄膜型電池的缺點(diǎn)也是容易受到晶體缺陷的影響，使用幾年后，這種太陽能電池轉(zhuǎn)換效率會(huì)降低百分之幾。而CIGS型太陽能電池在實(shí)驗(yàn)室比較容易試制出高轉(zhuǎn)換效率的電池，但批量生產(chǎn)時(shí)，材料利用率低，電池的成品率也較低。

        從太陽能電池的競爭格局上看，過去是單硅晶與多晶硅太陽能電池對(duì)陣，綜合制造成本和轉(zhuǎn)換效率兩方面，多晶硅太陽能電池在競爭中占優(yōu)勢。近年來是多晶硅與薄膜太陽能電池對(duì)陣，影響勝負(fù)的關(guān)鍵是使用硅材料的多或少，以及是否適于批量生產(chǎn)。目前是在傳統(tǒng)的硅結(jié)晶太陽能電池、薄膜硅太陽能電池和化合物薄膜太陽能電池三者之間開展的競爭。提高效率和降低成本，成為太陽能電池競爭勝負(fù)的關(guān)鍵因素。

        縱觀2009年市場，美國第1太陽能公司的低成本CdTe太陽能電池以及我國無錫尚德、日本三洋電機(jī)、美國SunPower等公司的高轉(zhuǎn)換效率的單晶硅電池獲得長足發(fā)展。而轉(zhuǎn)換效率一般的單晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池的生產(chǎn)廠商陷入衰落。例如2008年居首位的德國Q-Cell，由于生產(chǎn)的是普通轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池，2009年在市場上的份額大幅度下降，2009年前3季度累計(jì)赤字9.45億歐元，市場份額跌到全球第4，銷售量不及美國第1太陽能的一半。第1太陽能的銷售量在世界上首次突破了1000兆瓦大關(guān)。生產(chǎn)高轉(zhuǎn)換效率單晶硅電池的SunPower公司，由于獲意大利的大單，市場排名由2008年第9上升為2009年第7。由此可知，過去是價(jià)格便宜的多晶硅型太陽能電池占優(yōu)勢，近幾年是硅材料使用量僅為目前主流晶硅太陽能電池1/100的薄膜型太陽能電池占上風(fēng)。盡管薄膜型電池的轉(zhuǎn)換效率平均為6—9%，然而其市場份額大增，背后的原因是2006年至2008年硅材料價(jià)格暴漲了15倍。進(jìn)入2009年，由于上述的西班牙太陽能電池泡沫的破滅和金融危機(jī)等一系列因素影響，硅材料價(jià)格又跌回2006年初的水平，再加上技術(shù)進(jìn)步，高效單晶硅型太陽能電池和CdTe型太陽能電池成為市場主流。

        當(dāng)前的太陽能電池市場是群雄并起，在市場份額上競爭激烈。展望今后幾年，高轉(zhuǎn)換效率和低成本的太陽能電池誰能占上風(fēng)呢？還是兩者并肩向前？有關(guān)專家認(rèn)為，如果能夠穩(wěn)定地獲得低價(jià)硅供應(yīng)，高效型太陽能電池會(huì)順利發(fā)展，在住宅、公寓、大廈等面積有限制的屋頂和屋脊等場所可充分發(fā)揮高效的優(yōu)勢。被松下并購的日本三洋公司聲稱，在松下資金的支持下，有信心憑借其低成本和高效率的HIT型太陽能電池，兩年后超越夏普的市場份額居日本首位。

        另一方面，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的CdTe型太陽能電池，靠其最低的成本大舉占領(lǐng)市場。除了成本低之外，CdTe太陽能電池能夠迅速發(fā)展的原因是，容易制作晶體性好的材料，在批量生產(chǎn)上比較容易制成大面積的太陽能電池。CdTe太陽能電池的競爭對(duì)手CIGS型太陽能電池，近年來獲長足發(fā)展。目前已有Solyndra、GroupSatsolar、Solibro、GlobalSolar和昭和殼牌太陽能等公司，CIGS型太陽能電池的年產(chǎn)量將達(dá)到100兆瓦或者在正式投產(chǎn)后能達(dá)到100兆瓦上下。當(dāng)前全世界有30多家公司批量生產(chǎn)和即將批量生產(chǎn)CIGS型太陽能電池。CIGS型太陽能電池的優(yōu)勢在于轉(zhuǎn)換效率隨技術(shù)進(jìn)步有望進(jìn)一步提高，量產(chǎn)后成本也會(huì)降低。CdTe型今后效率大幅度提高的可能性相對(duì)較低，已遇“天花板”。作為后起之秀，生產(chǎn)CIGS型太陽能電池的昭和殼牌太陽能聲稱，2011年其產(chǎn)量可達(dá)980兆瓦。Solyndra公司則稱，2012年其CIGS型太陽能電池的產(chǎn)量將達(dá)到700兆瓦。Nanosolar計(jì)劃產(chǎn)量將達(dá)到640兆瓦。這幾家廠商發(fā)展CIGS型太陽能電池的勢頭強(qiáng)勁。

        競爭促使成本降低

        群雄并起，使得太陽能電池產(chǎn)量大增。從生產(chǎn)成本上看，2009年初，CdTe型太陽能電池模塊的成本首次突破每瓦1美元關(guān)口。2009年3季度，CdTe型太陽能電池又實(shí)現(xiàn)了每瓦0.85美元的成本。去除建設(shè)新廠投資等因素后的實(shí)際制造成本僅為每瓦0.80美元。作為對(duì)比，這一紀(jì)錄為2009年同期多晶硅太陽能電池平均生產(chǎn)水平成本的三分之一和硅薄膜太陽能電池成本的二分之一。此外，在最新生產(chǎn)線上生產(chǎn)的CdTe型太陽能電池，其轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了11.1％。

        德國SolibroGmbH生產(chǎn)的CIGS型太陽能電池成本，在2010年會(huì)實(shí)現(xiàn)每瓦不到1歐元。我國強(qiáng)生光電公司的薄膜太陽能電池的生產(chǎn)成本，2010年將實(shí)現(xiàn)每瓦0.7美元，銷售價(jià)格將為1.0美元～1.2美元。作為新興廠商的印度MoserBaer光電公司，最近提出了“實(shí)現(xiàn)薄膜型太陽能電池500兆瓦批量生產(chǎn)時(shí)成本將為每瓦0.77美元”的目標(biāo)。值得一書的是，我國太陽能電池廠商，2009年就領(lǐng)先全球，提出每瓦1元人民幣的光伏發(fā)電成本目標(biāo)。可以說，在世界各地，太陽能電池已經(jīng)普遍進(jìn)入了低成本生產(chǎn)的階段。值得強(qiáng)調(diào)的是，低成本、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)以及基本不受硅材料價(jià)格波動(dòng)影響的薄膜型太陽能電池，已經(jīng)成為支持光伏發(fā)電的大力發(fā)展和太陽能電池廣泛普及的堅(jiān)強(qiáng)后盾。

        縱觀全球，中國臺(tái)灣半導(dǎo)體巨頭臺(tái)積電、韓國三星和LG電子等公司，在2010年紛紛進(jìn)入太陽能電池市場。印度、新加坡等國早就將太陽能電池作為支柱產(chǎn)業(yè)。面對(duì)太陽能電池市場方興未艾的大發(fā)展趨勢，可以毫不夸張的說，太陽能電池即將進(jìn)入普及時(shí)期。