BIPV激活薄膜太陽能電池市場

在國家政策的加持下，光伏建筑一體化（BIPV）市場持續(xù)升溫。這也讓薄膜太陽能電池企業(yè)看到了新的發(fā)展機(jī)遇。

市場需求一拍即合

“目前，我國約有40%的工商業(yè)廠房和彩鋼瓦屋頂缺乏承重能力，輕量化光伏組件可以有效解決這一痛點(diǎn)。同時(shí)，對于一些具有弧度的曲面屋頂，柔性組件也有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢。”在日前光伏行業(yè)協(xié)會舉辦的薄膜太陽能電池應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇研討會上，浙江尚越新能源開發(fā)有限公司董事長任宇航表示，輕質(zhì)化、柔性化將成為未來太陽能發(fā)展的趨勢。

據(jù)南開大學(xué)光電子薄膜器件與技術(shù)研究所教授孫云介紹，目前，除去已經(jīng)基本退出市場的硅基薄膜電池外，薄膜電池可分為碲化鎘薄膜電池、銅基薄膜電池（銅銦鎵硒、銅鋅硒硫）和砷化鎵疊層薄膜（柔性）電池、鈣鈦礦電池等幾大類。其中，前三者已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化，鈣鈦礦電池則還需進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題。此外，諸如有機(jī)電池OPV、量子電池等其他電池尚處于基礎(chǔ)研究階段。

孫云表示，2020年前后，BIPV產(chǎn)業(yè)開始在全球范圍內(nèi)發(fā)展壯大，薄膜電池也因此受到更多關(guān)注。“薄膜太陽能電池更適用于建筑物立面安裝，具有很好的弱光效應(yīng)，同時(shí)制作成彩色組件對于輸出功率的損失僅為10%左右，可以很好適應(yīng)BIPV的發(fā)展需求。”

產(chǎn)業(yè)發(fā)展命途多舛

雖然市場需求開始顯現(xiàn)，但就全球范圍內(nèi)而言，從事薄膜太陽能電池規(guī)模化生產(chǎn)的企業(yè)卻非常有限。

以碲化鎘電池為例，龍焱能源科技（杭州）有限公司總經(jīng)理吳奔表示，早在1991年，美國FirstSolar公司和德國ANTECSolar公司就開始從事碲化鎘薄膜電池的產(chǎn)業(yè)化工作，此后兩國的多家公司都加入其中，但由于碲化鎘技術(shù)壁壘較高，目前，僅剩FirstSolar公司還在研發(fā)生產(chǎn)。就國內(nèi)情況而言，只有龍焱能源科技、成都中建材光電材料和中山瑞科新能源三家公司從事碲化鎘電池的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)和生產(chǎn)。

銅銦鎵硒薄膜電池的發(fā)展也堪稱“命途多舛”。孫云表示，在“從無到有”的開發(fā)階段，銅銦鎵硒電池作為“四元化合物”半導(dǎo)體，其科學(xué)機(jī)制與技術(shù)同傳統(tǒng)半導(dǎo)體完全不同，在相關(guān)研究尚未明朗的情況下，部分項(xiàng)目急于求成，造成投資血本無歸。同時(shí)，在學(xué)術(shù)界，銅銦鎵硒電池也受到硅薄膜電池的擠壓。

“2011年前后，西方國家開發(fā)出銅銦鎵硒電池中試單機(jī)2萬千瓦產(chǎn)線，但在向規(guī)模化降本提效的過程中，由于晶硅電池價(jià)格暴跌，產(chǎn)線面臨停產(chǎn)倒閉，不得不將技術(shù)開放，中國企業(yè)也正是在這個(gè)時(shí)候收購了相應(yīng)的產(chǎn)線。”孫云坦言，出于對西方技術(shù)的盲目信任，中國企業(yè)希望借用晶硅電池“當(dāng)年投產(chǎn)、當(dāng)年獲利、來年上市”的經(jīng)驗(yàn)，投資數(shù)十億建設(shè)大型產(chǎn)業(yè)基地。但在缺人才、缺技術(shù)的情況下，整體推進(jìn)遲滯。“銅銦鎵硒電池在效率、成本方面和晶硅電池的差距越拉越大，重資產(chǎn)壓力下，項(xiàng)目為及時(shí)止損不得不關(guān)停，數(shù)十億資金被套牢。”

增加產(chǎn)能量力而行

任宇航認(rèn)為，目前，薄膜太陽能電池所處的發(fā)展階段恰如10年前的晶硅電池。“產(chǎn)業(yè)化規(guī)模擴(kuò)大，市場和應(yīng)用場景也開始放大。上下游供應(yīng)鏈打通，細(xì)分市場的開拓和布局也逐漸成熟。同時(shí)，大型的產(chǎn)業(yè)化基金開始導(dǎo)入，技術(shù)和應(yīng)用的相關(guān)研發(fā)正處于加速的進(jìn)程中。”

在此背景下，任宇航表示，要實(shí)現(xiàn)薄膜電池的大規(guī)模、低成本生產(chǎn)，必須要立足于自主知識產(chǎn)權(quán)，掌握高效率成套工藝和核心產(chǎn)線裝備的本土人才，實(shí)現(xiàn)材料和裝備的國產(chǎn)化，并建立起標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)流程。

同時(shí)，孫云認(rèn)為，薄膜電池要注重走“差異化”發(fā)展道路，結(jié)合電池特性開發(fā)出獨(dú)特的應(yīng)用產(chǎn)品和領(lǐng)域，提升附加值。“這一過程中要特別注重解決柔性薄膜電池封裝材料的技術(shù)瓶頸問題。”

“薄膜電池回歸市場，在價(jià)格上不要急于與晶硅電池比拼，要充分考慮成本、利潤和研發(fā)費(fèi)用的投入，權(quán)衡之后決定是否擴(kuò)大再生產(chǎn)。”孫云指出，薄膜電池企業(yè)要與高校和科研院所充分合作，將基礎(chǔ)研究和工程技術(shù)開發(fā)相結(jié)合，不斷提升電池效率、降低成本，根據(jù)市場需求量力而行增加產(chǎn)能。