太阳能市场最近很是“热闹”,围绕多晶硅的降价狂潮,真是愁死了很多人。不管是晶体硅太阳能电池的生产者,还是薄膜太阳能电池业,都受到了极大的冲击。

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2009年8月3日,坐落在江苏南通的一家非晶硅薄膜电池生产厂宣布其薄膜电池每瓦售价为1美元,一石激起千层浪。这一全球同类光伏组件的最低价格将这家电池生产厂推到了我国光伏产业发展的历史前台,这就是强生光电科技有限公司。董事长沙晓林对记者表示,强生光电下一阶段目标就是计划在未来3到5年内实现光电与风电、火电同价,3到5年的时间并不遥远,强生口号的底气从何而来?记者带着疑问走访了这家非晶薄膜电池生产厂,一探究竟。

据悉,目前硅料现货价格已逼近50美元/公斤,创下6年来最低价。而一直以低价格做为竞争力的薄膜电池明显承受不住多晶硅的降价狂潮,因为这就意味着薄膜电池的成本优势已不明显。此前由于成本仅相当于晶硅电池的一半,薄膜电池深受电池商青睐,但现在形式发生了大逆转。

中国能源报:钟银燕目前,太阳能光伏发电市场,主流发电方式多以晶体硅为基础原料。2006年—2008年,全球多晶硅市场的疯狂行情导致光伏发电成本大幅上涨。当时,薄膜电池发电方式以其成本低备受青睐,许多电池生产商也纷纷转投薄膜电池生产,薄膜电池发展将替代晶体硅发展的“替代论”充斥行业内部。随着多晶硅价格回归理性,传统光伏电池价格趋于稳定。未来,多晶硅价格仍将处于下降通道,让已引进薄膜电池生产线的企业有些始料不及。随着多晶硅价格失守,薄膜电池成本低的优势正在消失。据记者了解,计划上薄膜电池的企业其薄膜扩张计划均处于停滞状态,如今仅有部分企业在继续薄膜电池的研发与生产。一时间,薄膜是外资设备商“陷阱”的说法在行业内盛行。到底应该如何看待薄膜电池发展?本报专访多位太阳能专家分析评说薄膜电池的发展。“薄膜电池是做为一种新技术引进的”——访北京交通大学理学院太阳能研究所所长徐征教授“薄膜‘替代论’是不客观的”近日,北京交通大学理学院太阳能研究所所长徐征教授接受了记者的专访,他认为,薄膜电池将替代晶体硅电池之说是不客观的。他表示:“市场上认为薄膜电池将凭借其生产成本低、材料易得等优势,替代传统多晶硅、单晶硅电池这种说法是不客观。”徐征说:“持此种观点的人,大多以其材料易得性来说明薄膜电池的成本优势,但从整体成本考虑,仅产品成本低还不足以说明这个行业的生产成本低。比如同样做一个大型电站,除了考虑生产设备、生产技术,还要把更大的土地成本算进去。目前,晶体硅电池的转换率是薄膜电池的两倍,建一个同规模电站的话,仅土地成本薄膜电池将是晶体硅的两倍。一个行业的成本是多种因素构成的,而非一、两个技术特点决定。同一个电站项目,特别是大型电站项目,多晶硅、单晶硅电池的高转换率决定了其比薄膜电池更具优势。”薄膜电池弱光性优势显现徐征教授介绍说,目前,薄膜电池分很多种类。其中有非晶硅与微晶叠层的薄膜电池,转化率可以达到9%;砷化镓,转化率一般在25%左右;碲化镉是市场比较活跃的投资项目,美国第一太阳能去年在世界的碲化镉产量和装机都是最高的。徐征说,不同薄膜电池各有优势,比如砷化镓,其主要应用在太空,转换率非常高,最高可以到达35%以上,并且具有抗辐射的特性。一般来说,热能对砷化镓的影响不大,而晶硅电池遇极热将大幅降低发电效率。徐征教授表示,薄膜电池的弱光性特性将使其适合做幕墙工程。所谓弱光性指的是电池设备对光子的吸收。对光子的吸收越多,转换率就越大。晶体硅转换率高低由太阳光强度以及其对太阳的角度决定,换言之,阳光强度越强;角度越准确,转换率越高。薄膜就像其他技术一样,也有自身的优势。比如其特有的弱光性就是其它电池材料不具备的。光线强与光线弱的时候,晶体硅转换率差别很大。但薄膜却在光线较暗的情况下,依然能够产生电流。玻璃幕墙一般是垂直的,这样的光照角度必然影响其对光子的吸收,从而影响晶体硅的转换率。而薄膜的弱光性,即有光就可以发电的优势,确定其作为建筑幕墙的最好选择。“薄膜设备本来就是非常贵的”据记者了解,以25兆瓦的非晶硅薄膜电池生产线为例,公开资料显示,其价格在3亿元—4亿元人民币之间,而25兆瓦晶体硅太阳能电池生产线的设备成本则仅有4000万元—5000万元。

要实现光电与风电、火电同价的目标,在许多人的印象中,似乎是一件遥不可及的事情。“这是对光电发展认识上的一个误区,要尽快实现光电与风电、火电同价,关键步骤还在于做好两件事情。”沙晓林说。强生光电所说的这两件事情就是,要使光伏组件的生产成本降至每瓦4元人民币;要使光伏发电系统建造成本降至每兆瓦1000万元人民币以下。

近期多晶硅价格每公斤在41美元—50美元之间,逼近历史最低点。晶体硅电池、组件等下游产品价格也全线下跌。相比之下,薄膜电池的投资就显得比较高了。一条60兆瓦的多晶硅电池生产线要投入10亿元左右,根据目前的市场报价,同容量薄膜电池生产线的价格是晶体硅电池的6—10倍。

制造和使用什么样的光伏组件?

薄膜太阳能电池还有另一软肋,光转换率比不上晶体硅电池。薄膜电池目前的光转换率为8%—10%,而晶体硅电池的这一数值能达到13%—18%。本来依靠价格优势,薄膜太阳能电池还是占据了一部分市场,但此次多晶硅的降价,可以说让薄膜太阳能电池面临了巨大的挑战。

太阳能发电系统的核心部件还是光伏组件,其成本占整个光伏发电系统成本的50%以上。因此降低组件成本,就成为降低光伏发电系统建造成本,从而降低光伏发电上网电价的首要问题。强生光电认为从光伏行业未来的发展趋势上看,非晶薄膜电池前景更加广阔。沙晓林告诉记者,非晶薄膜电池产业链短,便于大规模、批量化、连续化生产;同时非晶薄膜电池在工厂封闭式车间流水线生产,从玻璃上线到成品入库,整个流程只需要4-5个小时,便于成本控制和精细化管理。其次,非晶薄膜电池生产过程能耗低、无污染,而且没有原料瓶颈。非晶薄膜电池生产过程中只有极少量尾气排出,经过燃烧处理,可实现零排放。非晶薄膜电池生产过程的电耗只有晶硅组件生产电耗的六分之一。

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目前,薄膜电池中还有另外两种产品,即铜铟镓硒薄膜电池和锑化铬薄膜电池,这两种电池分别有着原料瓶颈和环保问题,无法与非晶薄膜电池的低能耗、零污染、无原料瓶颈优势相抗衡。据了解,强生薄膜电池目前生产成本为每瓦0.85美元,2010年,新建生产线可使成本降至每瓦0.70美元,2011年还可以降至0.50美元。

光伏行业有说法认为,晶硅原料已经从每公斤400美元下降至60美元,降幅达到85%;随着产能进一步过剩,硅料仍有继续降价的可能。如果硅料每公斤降至30美元,非晶薄膜电池的成本优势将不复存在。沙晓林认为,这主要是因为对晶硅组件成本的构成了解不够。“目前,以晶硅原料每公斤60美元为基础计算,晶硅组件最低成本在每瓦1.5美元左右,其中硅料只占其成本的20-25%,也就是每瓦0.3-0.37美元,其余75-80%的成本为其他辅助材料,如增白玻璃、PTP底板、EVA复合膜、铝框等。辅助材料和生产成本和价格目前已处于低端价位,降价空间最多只有15-25%左右,因此辅助材料最低成本也需要每瓦0.85美元。硅料价格即使再降一半达到每公斤30美元,组件的硅料成本也在每瓦0.15-0.2美元左右,整个晶硅组件成本仍需1美元每瓦,但这已经是晶硅组件成本的最低极限。而非晶薄膜电池的降本空间巨大,通过技术创新,可使非晶薄膜电池的成本进一步下降至每瓦0.5美元以下。比如强生光电目前拥有的一项非晶薄膜单层封装技术最终将使成本降到每瓦0.35-0.4美元。这项技术已在60多个国家申请到了专利。”

如何最大限度地降低非晶薄膜电池生产成本?