尤其是在2017年底-2018年初，各方勢力在銅銦鎵硒的布局不約而同地傳來了新消息，據(jù)《證券日報(bào)》記者整理，2017年12月份，中國建材集團(tuán)旗下凱盛集團(tuán)宣布其位于安徽蚌埠的300MW的銅銦鎵硒薄膜組件產(chǎn)線正式投產(chǎn);同樣在2017年12月份，同煤集團(tuán)、大同市經(jīng)濟(jì)發(fā)展投資有限公司和漢能集團(tuán)也宣布其共同投資的第一條50MW產(chǎn)線開始投產(chǎn);而緊隨其后，2018年1月份，神華集團(tuán)、上海電氣、德國光伏設(shè)備制造商ManzAG共同出資建設(shè)的重慶神華薄膜太陽能項(xiàng)目宣布正式開工，據(jù)稱該項(xiàng)目設(shè)計(jì)年產(chǎn)能為306MW。

　　

　　一位接近重慶神華的不愿具名人士向《證券日報(bào)》記者表示，作為薄膜光伏技術(shù)路線之一的銅銦鎵硒如此“受寵”，主要得益于大致三點(diǎn)：光伏的應(yīng)用正在趨向與建筑結(jié)合、與建材融合，而這是薄膜光伏技術(shù)柔性、美觀性所奠定的基礎(chǔ);從光電轉(zhuǎn)化效率來看，銅銦鎵硒實(shí)驗(yàn)室水平已經(jīng)達(dá)到22.6%，所以其未來具有更大的增長潛力;之所以銅銦鎵硒能夠從砷化鎵、碲化鎘等薄膜路線中暫時(shí)勝出，獲得更多青睞，則源于其生產(chǎn)成本控制、工藝等相對更為成熟。

　　

　　銅銦鎵硒，贏得資本青睞

　　

　　值得一提的是，盡管上述“大玩家”的入局，使得銅銦鎵硒愈發(fā)受到關(guān)注。但在我國光伏產(chǎn)業(yè)中，更多的資本、產(chǎn)能目前仍然集中于多晶硅、單晶硅路線。而對銅銦鎵硒等薄膜技術(shù)的未來，各方也仍各持己見。

　　

　　不過，排除立場不同，較為客觀的一種聲音認(rèn)為，單晶硅、多晶硅和薄膜在應(yīng)用上各具優(yōu)劣。比如從地面電站建設(shè)角度來看，在相等的裝機(jī)容量要求下，單晶硅、多晶硅不需要更多的土地。但由于薄膜電池，特別是銅銦鎵硒電池具有更好的弱光性(光照不足時(shí)，仍可發(fā)電)、溫度不敏感性(對溫度的變化不敏感，溫度提高時(shí)，電池效能下降較小)。所以，在實(shí)際發(fā)電量上，薄膜優(yōu)勢則更為突出。

　　

　　早在2013年時(shí)，中組部“千人計(jì)劃”國家特聘專家、時(shí)任北京低碳清潔能源研究所太陽能中心主任的陳頡博士曾向《證券日報(bào)》記者透露過他在意大利獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：在單晶硅的電池效率為18%、非晶硅和銅銦鎵硒(均屬薄膜類)分別為7%、12.5%的基礎(chǔ)上，進(jìn)行同環(huán)境、同規(guī)模，為期一年的實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)顯示，單晶硅年發(fā)電為1.05度/瓦、非晶硅1.21度/瓦、銅銦鎵硒則為1.37度/瓦。

　　

　　這意味著，在弱光性、溫度不敏感性的作用下，薄膜電池能夠獲得了更高的發(fā)電量，而其中，銅銦鎵硒尤為突出。

　　

　　除了應(yīng)用上可能存在的上述優(yōu)勢外，包括銅銦鎵硒在內(nèi)的薄膜技術(shù)的崛起，也離不開政府的推動(dòng)。據(jù)《證券日報(bào)》記者了解，在德國工業(yè)年鑒上可以查到這樣一組數(shù)據(jù)：在2009年至2013年間，德國政府有超過60%財(cái)政資助是針對薄膜電池的，更有超過70%的研究經(jīng)費(fèi)集中于薄膜光伏。”此外，陳頡曾向記者介紹道，“在德國，所有的薄膜光伏企業(yè)都享有電費(fèi)補(bǔ)貼，但晶硅類企業(yè)卻不享受。而德國政府自2011年9月恢復(fù)了對效率在11.6%以上的薄膜硅太陽能電池、效率在13.8%以上的銅銦鎵硒太陽電池和效率在15%以上的碲化鎘薄膜太陽能電池實(shí)施銀行貸款補(bǔ)貼。”

　　

　　競爭將拉開序幕

　　

　　不論如何，種種因素促使薄膜，尤其是銅銦鎵硒在若干年后于神州大地上贏得了數(shù)百億元資金的青睞。據(jù)《證券日報(bào)》記者粗略整理，僅上述提及幾個(gè)項(xiàng)目投資總額就已達(dá)到200億元，其中中建材安徽蚌埠項(xiàng)目計(jì)劃投資14.3億歐元，約合人民幣111億元;而重慶神華項(xiàng)目總投資則將達(dá)到75億元?？上攵粓鰢@銅銦鎵硒的“競爭”，將在中國拉開序幕。

　　

　　那么，上文提及的“大玩家”們，目前都處在怎樣的競爭格局之中呢?

　　

　　從技術(shù)角度來看，據(jù)了解，凱盛科技旗下德國Avancis公司生產(chǎn)的CIGS(玻璃基)薄膜太陽能全尺寸冠軍組件，有效面積光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了16.4%;而與神華合作的德國Manz，其CIGS薄膜太陽能芯片的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了16%。

　　

　　而作為中國發(fā)展薄膜太陽能技術(shù)的“鼻祖”，公開的數(shù)據(jù)顯示，漢能Solibro玻璃基CIGS薄膜太陽能量產(chǎn)冠軍組件效率達(dá)到16.97%(有效面積17.92%)，為共蒸法CIGS組件量產(chǎn)世界紀(jì)錄;GSE柔性CIGS薄膜太陽能芯片研發(fā)效率18.7%，量產(chǎn)冠軍組件效率達(dá)到16.2%;其MiaSolé柔性CIGS薄膜太陽能芯片當(dāng)前的研發(fā)效率已達(dá)到19.4%，量產(chǎn)冠軍組件效率也達(dá)到了18%，為目前全球?yàn)R射法CIGS柔性組件最高效率。

　　

　　“從目前來看，在足以影響產(chǎn)業(yè)格局的幾家中，神華、中建材發(fā)展銅銦鎵硒都是采用玻璃基的，這點(diǎn)上無形中使其喪失了薄膜太陽能的‘柔性’優(yōu)勢(更好地與建筑、汽車等結(jié)合。)”一位業(yè)內(nèi)人士向《證券日報(bào)》記者表示，“相比之下，漢能在銅銦鎵硒上的技術(shù)儲備更為全面，尤其是在他的GSE和MiaSolé柔性薄膜上。但這并不意味著神華、中建材未來不會關(guān)注‘柔性’化的發(fā)展。”

　　

　　此外，與單多晶不同，所謂銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，是指使用化學(xué)物質(zhì)Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)通過共蒸發(fā)或后硒化工藝在襯底上形成吸收層的太陽能電池技術(shù)。在上述重慶神華不愿具名人士看來，目前，不論“共蒸發(fā)”還是“后硒化”其本質(zhì)都是一樣的，“應(yīng)該說，兩種生產(chǎn)環(huán)節(jié)上的不同，并沒有為任何一方帶來可以制勝的優(yōu)勢。”

　　

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　　銅銦鎵硒薄膜太陽能電池技術(shù)白皮書

　　

　　銦鎵硒(CIGS)：一種低成本高效率光伏技術(shù)

　　

　　采用CIGS吸收層的光伏模組可以高效的將光能直接轉(zhuǎn)換為電能。在光伏技術(shù)領(lǐng)域具有重要的地位，目前小面積電池的研發(fā)效率世界紀(jì)錄達(dá)到21.7%，組件效率達(dá)到16.5%?；谀壳靶‰姵氐难芯窟M(jìn)展，未來小組件的效率可達(dá)到21%，全面積組件有望達(dá)到18%的效率。低成本CIGS光伏模組可以使度電成本低于€0.05/kWh，并為降低CO2排放量做出重要貢獻(xiàn)。

　　

　　產(chǎn)品和技術(shù)展望

　　

　　CIGS模組產(chǎn)品和設(shè)計(jì)的多樣性為未來光伏能源的發(fā)展提供了多種可能。CIGS玻璃-玻璃產(chǎn)品可應(yīng)用于光伏電站、屋頂、建筑表面。目前，柔性輕質(zhì)CIGS模組的產(chǎn)品平均開口效率已超過16%，隨著此類產(chǎn)品達(dá)到更高的效率，將開啟新的規(guī)模化應(yīng)用和市場。

　　

　　從長期發(fā)展來看，以CIGS作為底電池，與合適的寬帶隙吸收層材料結(jié)合，形成疊層電池，可使太陽能電池效率超過30%。由此可見，CIGS電池不僅是一種高競爭力的光伏技術(shù)，它還具有進(jìn)一步開發(fā)利用的潛力。

　　

　　CIGS模組的主要優(yōu)勢：高發(fā)電量和優(yōu)異的戶外性能

　　

　　因CIGS模組具有較低溫度系數(shù)、良好的光譜響應(yīng)以及較好的弱光性能，使其具有較高的發(fā)電性量，因此在大多數(shù)的氣候條件下具有較低的度電成本(LCoE)。此外，薄膜組件設(shè)計(jì)基于集成的內(nèi)聯(lián)技術(shù)，可以從本質(zhì)上降低其對陰影的敏感性。低溫度系數(shù)、高的陰影遮擋容忍度、較好的弱光性能，也是BIPV應(yīng)用中的關(guān)鍵需求。

　　

　　可持續(xù)發(fā)展：能耗低、能量償還時(shí)間短、材料消耗少

　　

　　基于薄膜太陽能電池的本質(zhì)特性-較短的能量償還時(shí)間和最少的高純度材料的應(yīng)用-薄膜太陽能電池的發(fā)電成本可低于傳統(tǒng)能源方式。若計(jì)算碳足跡，薄膜太陽能電池具有顯著的優(yōu)勢，是一種真正的可持續(xù)發(fā)展能源。此外，在光伏組件達(dá)到壽命期后，其完整回收利用在技術(shù)上是完全可行的，未來可依據(jù)需求進(jìn)行開發(fā)利用?；谝陨显?，CIGS技術(shù)在光伏規(guī)?；瘧?yīng)用方面是一種最具可持續(xù)性的解決方案。

　　

　　可信賴的產(chǎn)品可靠性

　　

　　基于剛性玻璃襯底的雙玻銅銦鎵硒組件，電池單元的電學(xué)互聯(lián)由激光劃刻形成一體化集成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，較之傳統(tǒng)的串焊互聯(lián)方式具有更卓越的可靠性。現(xiàn)今，大生產(chǎn)銅銦鎵硒組件的可靠性已被大量的加速老化實(shí)驗(yàn)及長時(shí)間的實(shí)地測試數(shù)據(jù)證實(shí)，并具有獨(dú)立測試機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。

　　

　　吉瓦級的規(guī)?；a(chǎn)能力

　　

　　當(dāng)前最大的銅銦鎵硒產(chǎn)能從百兆瓦到一吉瓦每年，存在于德國與日本。這些生產(chǎn)基地都以90%以上的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈良率進(jìn)行運(yùn)營。目前全世界銅銦鎵硒的總產(chǎn)能達(dá)2GW/年。雖然銅銦鎵硒膜層的制備工藝在不同公司有所區(qū)別，但都表現(xiàn)出良好的產(chǎn)品性能。這表明銅銦鎵硒光伏組件制造業(yè)已達(dá)到第一階段的產(chǎn)業(yè)成熟度。即使使用了地殼稀缺元素銦，每年100GW的產(chǎn)能也不會對供應(yīng)鏈造成挑戰(zhàn)。這是由于技術(shù)的進(jìn)步減少了銦的用量及銦元素的回收。技術(shù)研發(fā)的持續(xù)進(jìn)展，在未來十年會發(fā)掘銅銦鎵硒成本下降的更大潛力。

　　

　　生產(chǎn)成本

　　

　　今天銅銦鎵硒光伏組件的生產(chǎn)成本幾乎與晶硅太陽能組件相當(dāng)，這還是在銅銦鎵硒的生產(chǎn)規(guī)模及累計(jì)產(chǎn)出比晶硅太陽能產(chǎn)業(yè)小數(shù)倍的情況下比較。從2008到2014年，銅銦鎵硒組件的全球出貨量為3GW。這表明銅銦鎵硒光伏產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)認(rèn)知曲線的起始端，如同平板顯示及玻璃鍍膜等相近似薄膜產(chǎn)業(yè)所經(jīng)歷的過程。大面積均勻鍍膜、加速的工藝流程與更強(qiáng)大的銅銦鎵硒鍍膜設(shè)備相結(jié)合使150MW產(chǎn)能的制造成本有潛力達(dá)到0.4美元每峰瓦。

　　

　　值得指出的是，銅銦鎵硒組件生產(chǎn)的設(shè)備投資包括從玻璃襯底輸入到成品組件輸出的完整的產(chǎn)業(yè)鏈?；阢~銦鎵硒組件今天已達(dá)到的成績，我們可以看到未來成本下降的巨大潛力。關(guān)鍵在于將實(shí)驗(yàn)室的小面積高光電轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)移應(yīng)用于大生產(chǎn)。下一階段成本持續(xù)下降的影響因素包括：組件效率的提升由14%到18%，規(guī)模效應(yīng)帶動(dòng)的材料成本(BOM)下降，研發(fā)帶動(dòng)的成本下降(超薄吸收層，利用較低純度的原材料)，設(shè)備投資的下降，下一代設(shè)備帶動(dòng)的生產(chǎn)能力的改善(產(chǎn)能，良率及設(shè)備稼動(dòng)率)，生產(chǎn)能耗的降低及優(yōu)化的基礎(chǔ)設(shè)施。綜合所有成本下降的因素，在吉瓦(GW)級規(guī)模，銅銦鎵硒生產(chǎn)成本會實(shí)現(xiàn)25%至40%的進(jìn)一步下降。