三強相爭的太陽能電池

        2009年獲得大發(fā)展的CdTe太陽能電池、傳統(tǒng)的硅薄膜太陽能電池和新興的CIGS型太陽能電池是薄膜太陽能電池三強。CdTe型太陽能電池成本低，突破了批量生產(chǎn)的難關，缺點是容易受到晶體缺陷的影響，在進一步提高變換效率上余地不大。此外，Cd和Te對人有毒。近年來，大面積硅薄膜太陽能電池的制造技術獲得迅速發(fā)展，硅薄膜型電池的缺點也是容易受到晶體缺陷的影響，使用幾年后，這種太陽能電池轉換效率會降低百分之幾。而CIGS型太陽能電池在實驗室比較容易試制出高轉換效率的電池，但批量生產(chǎn)時，材料利用率低，電池的成品率也較低。

        從太陽能電池的競爭格局上看，過去是單硅晶與多晶硅太陽能電池對陣，綜合制造成本和轉換效率兩方面，多晶硅太陽能電池在競爭中占優(yōu)勢。近年來是多晶硅與薄膜太陽能電池對陣，影響勝負的關鍵是使用硅材料的多或少，以及是否適于批量生產(chǎn)。目前是在傳統(tǒng)的硅結晶太陽能電池、薄膜硅太陽能電池和化合物薄膜太陽能電池三者之間開展的競爭。提高效率和降低成本，成為太陽能電池競爭勝負的關鍵因素。

        縱觀2009年市場，美國第1太陽能公司的低成本CdTe太陽能電池以及我國無錫尚德、日本三洋電機、美國SunPower等公司的高轉換效率的單晶硅電池獲得長足發(fā)展。而轉換效率一般的單晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池的生產(chǎn)廠商陷入衰落。例如2008年居首位的德國Q-Cell，由于生產(chǎn)的是普通轉換效率的太陽能電池，2009年在市場上的份額大幅度下降，2009年前3季度累計赤字9.45億歐元，市場份額跌到全球第4，銷售量不及美國第1太陽能的一半。第1太陽能的銷售量在世界上首次突破了1000兆瓦大關。生產(chǎn)高轉換效率單晶硅電池的SunPower公司，由于獲意大利的大單，市場排名由2008年第9上升為2009年第7。由此可知，過去是價格便宜的多晶硅型太陽能電池占優(yōu)勢，近幾年是硅材料使用量僅為目前主流晶硅太陽能電池1/100的薄膜型太陽能電池占上風。盡管薄膜型電池的轉換效率平均為6—9%，然而其市場份額大增，背后的原因是2006年至2008年硅材料價格暴漲了15倍。進入2009年，由于上述的西班牙太陽能電池泡沫的破滅和金融危機等一系列因素影響，硅材料價格又跌回2006年初的水平，再加上技術進步，高效單晶硅型太陽能電池和CdTe型太陽能電池成為市場主流。

        當前的太陽能電池市場是群雄并起，在市場份額上競爭激烈。展望今后幾年，高轉換效率和低成本的太陽能電池誰能占上風呢？還是兩者并肩向前？有關專家認為，如果能夠穩(wěn)定地獲得低價硅供應，高效型太陽能電池會順利發(fā)展，在住宅、公寓、大廈等面積有限制的屋頂和屋脊等場所可充分發(fā)揮高效的優(yōu)勢。被松下并購的日本三洋公司聲稱，在松下資金的支持下，有信心憑借其低成本和高效率的HIT型太陽能電池，兩年后超越夏普的市場份額居日本首位。

        另一方面，發(fā)展勢頭強勁的CdTe型太陽能電池，靠其最低的成本大舉占領市場。除了成本低之外，CdTe太陽能電池能夠迅速發(fā)展的原因是，容易制作晶體性好的材料，在批量生產(chǎn)上比較容易制成大面積的太陽能電池。CdTe太陽能電池的競爭對手CIGS型太陽能電池，近年來獲長足發(fā)展。目前已有Solyndra、GroupSatsolar、Solibro、GlobalSolar和昭和殼牌太陽能等公司，CIGS型太陽能電池的年產(chǎn)量將達到100兆瓦或者在正式投產(chǎn)后能達到100兆瓦上下。當前全世界有30多家公司批量生產(chǎn)和即將批量生產(chǎn)CIGS型太陽能電池。CIGS型太陽能電池的優(yōu)勢在于轉換效率隨技術進步有望進一步提高，量產(chǎn)后成本也會降低。CdTe型今后效率大幅度提高的可能性相對較低，已遇“天花板”。作為后起之秀，生產(chǎn)CIGS型太陽能電池的昭和殼牌太陽能聲稱，2011年其產(chǎn)量可達980兆瓦。Solyndra公司則稱，2012年其CIGS型太陽能電池的產(chǎn)量將達到700兆瓦。Nanosolar計劃產(chǎn)量將達到640兆瓦。這幾家廠商發(fā)展CIGS型太陽能電池的勢頭強勁。

        競爭促使成本降低

        群雄并起，使得太陽能電池產(chǎn)量大增。從生產(chǎn)成本上看，2009年初，CdTe型太陽能電池模塊的成本首次突破每瓦1美元關口。2009年3季度，CdTe型太陽能電池又實現(xiàn)了每瓦0.85美元的成本。去除建設新廠投資等因素后的實際制造成本僅為每瓦0.80美元。作為對比，這一紀錄為2009年同期多晶硅太陽能電池平均生產(chǎn)水平成本的三分之一和硅薄膜太陽能電池成本的二分之一。此外，在最新生產(chǎn)線上生產(chǎn)的CdTe型太陽能電池，其轉換效率達到了11.1％。

        德國SolibroGmbH生產(chǎn)的CIGS型太陽能電池成本，在2010年會實現(xiàn)每瓦不到1歐元。我國強生光電公司的薄膜太陽能電池的生產(chǎn)成本，2010年將實現(xiàn)每瓦0.7美元，銷售價格將為1.0美元～1.2美元。作為新興廠商的印度MoserBaer光電公司，最近提出了“實現(xiàn)薄膜型太陽能電池500兆瓦批量生產(chǎn)時成本將為每瓦0.77美元”的目標。值得一書的是，我國太陽能電池廠商，2009年就領先全球，提出每瓦1元人民幣的光伏發(fā)電成本目標?？梢哉f，在世界各地，太陽能電池已經(jīng)普遍進入了低成本生產(chǎn)的階段。值得強調(diào)的是，低成本、環(huán)境適應能力強以及基本不受硅材料價格波動影響的薄膜型太陽能電池，已經(jīng)成為支持光伏發(fā)電的大力發(fā)展和太陽能電池廣泛普及的堅強后盾。

        縱觀全球，中國臺灣半導體巨頭臺積電、韓國三星和LG電子等公司，在2010年紛紛進入太陽能電池市場。印度、新加坡等國早就將太陽能電池作為支柱產(chǎn)業(yè)。面對太陽能電池市場方興未艾的大發(fā)展趨勢，可以毫不夸張的說，太陽能電池即將進入普及時期。