一波三折 薄膜发电究竟何去何从

　　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FirstSolar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。