根據(jù)國家能源局發(fā)布的《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年底,我國太陽能發(fā)電裝機將達到1.1億千瓦以上，其中光伏發(fā)電裝機達到1.05億千瓦以上。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會秘書長王勃華透露，2017年1-9月份，我國新增光伏裝機達到42GW左右。也就是說，2017年前三季度我國的新增裝機容量已經(jīng)超越了2016年全年的新增裝機容量。以2016年末我國累計光伏裝機77．42GW來看，截至2017年9月份，我國光伏累計裝機達到了119.42GW(即1.19億千瓦)，已提前完成“十三五”規(guī)劃目標(biāo)。而根據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，當(dāng)前政策環(huán)境良好，光伏產(chǎn)業(yè)的高速增長態(tài)勢還將持續(xù)相當(dāng)長的一段時間。

在整個光伏行業(yè)前景向好的情況之下，作為光伏市場的主流，近年來晶硅產(chǎn)業(yè)無論是規(guī)模還是技術(shù)都得到了飛速發(fā)展。金剛線切割技術(shù)的普及，黑硅技術(shù)的發(fā)展，PERC電池的推廣，使得晶硅產(chǎn)業(yè)在成本下降的同時提升了效率，單晶的強勢崛起不但增加了光伏產(chǎn)品的質(zhì)量，而且對多晶硅產(chǎn)業(yè)形成了強大的壓力，逼迫多晶硅產(chǎn)業(yè)進行了一系列的技術(shù)改進與效率升級。目前多晶與單晶已經(jīng)形成了相輔相成，共同進步的局面，整個晶硅產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)一片欣欣向榮的景象。


作為第一代太陽能電池，晶硅電池占據(jù)了光伏市場80%的份額，并且具備成熟的工藝。從目前的技術(shù)發(fā)展來看，晶硅產(chǎn)業(yè)依然有非常大的發(fā)展空間，這對晶硅產(chǎn)業(yè)來說或許是個好消息，但對光伏行業(yè)的另一技術(shù)路線--薄膜光伏來說卻不會是個好消息。薄膜太陽能電池一直被認為是未來將取代晶硅電池的第二代太陽能電池，然而整體而言，薄膜太陽能電池目前依然無法對晶硅電池的地位產(chǎn)生威脅。

薄膜光伏的發(fā)展

相對于晶硅電池，薄膜光伏電池理論效率更高，其厚度可降至幾到幾十微米以下，還具備原料消耗率低、工藝簡單、制備能耗小、可大面積連續(xù)生產(chǎn)等特點。另一個相對于晶硅電池很大的優(yōu)勢是在柔性襯底上制備的薄膜電池具有可卷曲折疊、不怕摔碰、重量輕、弱光性能好等特點。薄膜光伏電池的種類繁多，目前研究相對成熟的薄膜光伏電池有銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe)、砷化鎵(GaAs)等。

1、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池

銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池作為單位質(zhì)量輸出功率最高的光伏電池，以高效、柔性、輕便、低成本、發(fā)電性能穩(wěn)定等優(yōu)勢引起了行業(yè)人士的重視，具備很好的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳?CIGS薄膜太陽能電池的實驗室轉(zhuǎn)換效率已達22.6%,組件全面積轉(zhuǎn)換效率已接近17%,其產(chǎn)業(yè)化技術(shù)也在逐步完善。2016年，德國巴登符騰堡太陽能和氫能源研究中心(ZSW)宣布研制出轉(zhuǎn)換效率為22.6％的CIGS膜太陽能電池，創(chuàng)造新的世界紀錄，據(jù)了解此款新型電池面積為0.5平方厘米。

2017年1月9日，漢能旗下的德國公司Solibro Hi-Tech GmbH研發(fā)的玻璃基銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能冠軍組件，以16.97%的全面積組件光電轉(zhuǎn)換效率刷新世界記錄，該效率數(shù)據(jù)是在尺寸為1190*790cm2，全面積為0.94m2的組件上取得的。

2017年7月，漢能與摩拜單車簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，銅銦鎵硒薄膜太陽電池得以應(yīng)用在共享單車上。之后漢能又發(fā)布薄膜太陽能新產(chǎn)品——漢瓦，關(guān)鍵部件就是高效、柔性的CIGS薄膜太陽能芯片，其芯片量產(chǎn)轉(zhuǎn)換率達到17.5%。

目前，大面積CIGS太陽能電池組件的轉(zhuǎn)化效率仍然低于晶硅組件，這也是制約CIGS產(chǎn)業(yè)化的首要因素。因此，只有進一步探索CIGS薄膜電池的光電轉(zhuǎn)化效率的影響因素，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，CIGS薄膜電池才有搶占市場的實力。

2、碲化鎘薄膜太陽能電池

據(jù)測算，碲化鎘(CdTe)薄膜太陽能電池在工業(yè)規(guī)模上的生產(chǎn)成本將優(yōu)于晶體硅和其他材料太陽能電池技術(shù)，它和太陽的光譜最一致，可吸收95%以上的陽光；而且生產(chǎn)工藝簡單，低能耗，無污染，生命周期結(jié)束后可回收，強弱光均可發(fā)電，溫度越高表現(xiàn)越好。基于這些特性，碲化鎘薄膜太陽能電池也是一大熱點。

目前對碲化鎘薄膜太陽能電池研究最深的是美國薄膜電池制造商First Solar公司，技術(shù)相對成熟，目前碲化鎘薄膜太陽能電池90%的市場被First Solar壟斷。2016年2月，F(xiàn)irst Solar將碲化鎘薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率世界紀錄刷新為22.1%。2015年四季度，F(xiàn)irst Solar的生產(chǎn)線已經(jīng)在生產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率為16.4%的碲化鎘光伏組件。目前我國碲化鎘薄膜太陽能電池的研究應(yīng)用與國外還有不小差距，2016年，全國首個碲化鎘薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)化項目才落地浙江嘉興。

制約碲化鎘薄膜太陽能電池發(fā)展有多重因素，首先碲原料屬于稀缺資源，無法保證碲化鎘太陽能電池的不斷增產(chǎn)的需求；其次鎘作為重金屬具有毒性，碲化鎘太陽能電池在生產(chǎn)和使用過程中有一定的危險性，而一旦排放，將對環(huán)境造成污染。


3、砷化鎵薄膜太陽能電池

相對于其他類型的太陽能電池，砷化鎵(GaAs)薄膜太陽能電池最大的優(yōu)勢在于其超高的理論效率值。單結(jié)的砷化鎵電池理論效率達到27%，而多結(jié)的砷化鎵電池理論效率更是超過50%。砷化鎵薄膜太陽能電池還具有柔性可彎曲、質(zhì)量輕、顏色可調(diào)、形狀可塑等優(yōu)勢，在250℃的條件下仍可以正常工作。

公開信息顯示，漢能保持了砷化鎵單結(jié)電池(28.8%)和雙結(jié)電池(31.6%)轉(zhuǎn)換效率的世界紀錄。2016年7月2日，漢能公司發(fā)布四款全新Solar系列全太陽能動力汽車，這四款車均采用了砷化鎵薄膜太陽能電池技術(shù)。2017年8月，漢能宣布與全球頂尖車企奧迪牽手，共同研發(fā)集成薄膜太陽能車頂?shù)膴W迪樣車，其砷化鎵薄膜太陽能電池技術(shù)很有可能將在未來應(yīng)用在奧迪的新車型上。

企業(yè)的布局

目前扎根于薄膜光伏的漢能集團是全球首屈一指的光伏巨頭，面對晶硅電池的強勢，漢能近來另辟蹊徑，以開發(fā)移動產(chǎn)品為主，避開主流光伏電站，利用薄膜光伏可彎曲，輕便的特點開拓移動能源市場。目前已經(jīng)發(fā)布了太陽能背包、太陽能發(fā)電紙等眾多產(chǎn)品。與此同時，漢能與摩拜單車、奧迪的牽手合作，也讓人們看到了薄膜光伏在其他領(lǐng)域的應(yīng)用前景。對于漢能來說，目前最需要的大概就是早日復(fù)牌，并保持技術(shù)優(yōu)勢，持續(xù)推廣薄膜光伏，打開薄膜光伏的新市場。

此外，由于看好薄膜光伏的未來，2016年12月，中國建材集團三新產(chǎn)業(yè)園暨1.5吉瓦銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)線項目在浙江江陰落戶；神華集團與上海電氣集團股份有限公司等公司聯(lián)手設(shè)立了兩家光伏公司，投資銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池。

此外，2017年10月12日，中國第一片銅銦鎵硒薄膜太陽能高效模組在安徽蚌埠成功下線，此次投產(chǎn)的一期300MW生產(chǎn)線，是國內(nèi)首條規(guī)模最大的具有德國工業(yè)4.0水平的銅銦鎵硒薄膜太陽能模組生產(chǎn)線，預(yù)計可實現(xiàn)銷售收入超12億元，貢獻利稅超3億元。據(jù)了解，該生產(chǎn)線是在中國建材集團的戰(zhàn)略引領(lǐng)下，凱盛集團收購法國圣戈班所屬德國阿旺西斯公司，在國內(nèi)投資100億元建設(shè)的國內(nèi)規(guī)模最大的年產(chǎn)1.5GW銅銦鎵硒薄膜太陽能模組工廠，成功實現(xiàn)了國際一流技術(shù)國產(chǎn)化，為我國的薄膜光伏產(chǎn)業(yè)崛起奠定了堅實基礎(chǔ)。

總體而言，薄膜光伏的前景是有的，但是存在成本高、工藝不成熟等問題，使得薄膜光伏難以得到大規(guī)模的應(yīng)用。數(shù)據(jù)顯示，2014年中國薄膜太陽能電池產(chǎn)量為300MW左右,2015年為458MW左右，這相對于晶硅來說差距不止一點點。但是隨著漢能等薄膜光伏企業(yè)的推廣，相信不久的未來薄膜光伏必將大放光彩。譬如今年的技術(shù)領(lǐng)跑者基地，便是以推廣市場尚未應(yīng)用的前沿技術(shù)或突破性技術(shù)產(chǎn)品為目的，薄膜光伏若能分一杯羹，或許將正式打開屬于薄膜光伏的時代。