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晶硅与薄膜之争
来源:《光伏产业观察》杂志    点击量:17519  2014-10-22 15:09:57
  中国对美、韩太阳能级多晶硅双反,美国对中国的多晶硅太阳能电池双反调查,晶体硅太阳能电池行业的纷争让人们看到了一丝乱象。对比于汉能李河君在非洲"走马圈地"大把撒钱投资合作建厂的豪气,汉能集团通过收购德国索力比亚、美国米亚索能以及全球太阳能公司等一系列资本运作,已经打通太阳能薄膜发电全产业链,从上游光伏电池和组件的生产线装备,到中游电池、组件生产,再到下游薄膜电站发电。李河君也曾豪言:未来十年薄膜技术必将取代晶硅光伏电池,由不得人们不产生一种错觉--晶体硅太阳能电池地位就要被薄膜电池取代,这激起了一场关于薄膜电池与晶硅电池谁是光伏未来的讨论。
  在太阳能光伏领域,薄膜电池与晶体硅电池之争,似乎是一个无止尽的论题。支持者各有各自的论点。
  “晶硅仍是主流”
  保利协鑫执行总裁舒桦在近日举办的光伏领袖峰会上表示,经过十年多的发展,晶硅的转换效率提升,现在已经超过23%。薄膜技术也在成长,随着转换效率和使用寿命问题的解决,也会有它的应用市场,特别是在建筑一体化这类局部特定市场,薄膜技术还有一定的优势。但是随着今后晶硅技术的进一步发展,晶硅转化效率甚至可以达到25%以上。从综合性价比上来看,能够应用在商业化的光伏发电技术,今后仍然会是晶硅技术。目前50%以上太阳能发电技术利用晶硅技术。
  “可能未来还会兴起其他技术,比如光热发电等其他应用太阳能的发电技术,但是在近期以及相当长一段时间内,在技术、效率成长、成本和平价上网,以及政府补贴,走进千家万户的市场应用情况来看,晶硅路线仍然占据太阳能发电主流”。舒桦认为晶硅的优势已经是既成事实。
  英利集团首席技术官宋登元特别提出薄膜电池的成本和材料支撑性问题。他表示,实际上,太阳能发电除了晶硅和薄膜,还有其他技术,比如聚光电池、钙钛矿技术等。但要想在市场上有比较好的表现,还有非常重要的红线是成本,因为"光伏行业的本质就是成本为先的可再生能源技术"。他表示,从薄膜和晶硅电池的发展历史就可以看出端倪。2009年之前,薄膜电池发展很快,因为当时晶硅非常贵。2009年时的市场份额,薄膜占16%左右,晶硅占83%。后来晶硅逐渐回归本身价值,价格从400美元回归到50美元、30美元、20美元。而且晶硅的转化效率提升更快。晶硅技术发展带来的度电成本降低,反映在市场上非常明显。2009年之后的5年时间里,薄膜电池的市场份额越来越小,晶硅的份额越来越多。2013年统计数据显示,薄膜电池占9%多一点,晶硅占到接近91%,"预计2014年晶硅比例会上升到92%,薄膜电池下降到8%"。
  “对于光伏技术发展最重要的是材料支撑”。此外,宋登元还提出,原材料的供给是非常重要的问题。晶体硅在地壳中占27.1%,而薄膜电池用的材料,比如铬、镓、铟、硒都是地壳中非常稀有的元素,特别是铟。按照国家规划的太阳能光伏发电规模,如果大规模发展薄膜技术,材料的可支撑性是问题。
  天合光能董事长高纪凡日前在接受媒体采访时表示:“现在有些公司说薄膜未来要替代晶体硅,我可以明确地讲,晶体硅的主流地位在未来5-10年不会改变,薄膜电池只能当配角。可以用几个技术的因素和成本因素讲,因为光伏行业它就三个指标最重要:一是高的转化效率,二是高可靠,三是低成本。现在拿薄膜和晶体硅来比,晶体硅的实验室转化效率已经超过25%,薄膜有好几种薄膜电池,有硅基的、碲化镉的、铜铟镓硒的,硅基的薄膜电池转换效率只有15%,铜铟镓硒的现在最高达到百分之二十点几,和晶体硅相比还有5个百分点的差距。生产线上也是一样,现在硅基薄膜电池已经达到20%,铜铟镓硒的这种属于最高薄膜电池效率也就百分之十四点几。所以,毫无疑问,晶体硅不管在实验室还是生产线上,晶体硅的效率要比薄膜电池高5个百分点以上。”
  李河君力撑薄膜
  近期走晶硅路线的多家光伏企业人士发言中颇多直指薄膜之语,眼看国内市场政策日益明朗,即将红火放量,却见光伏圈内战炮火再起。多发炮弹指向之处,隐约可见的就是众所周知力推薄膜技术的汉能。汉能的年报图表预计,晶硅在光伏产业中的份额将在2018年降至60%以下,"其他"(第三代)技术将在2018年抓住8%左右的光伏市场。用汉能自己的话说:"从2012至2020年,全球薄膜太阳能技术的市场份额的迅速增长,为薄膜太阳能组件指出一个光明的未来。"
  “一提到光伏大家都想到晶硅,但是我相信有一天,不会很遥远,提到太阳能,大家一定会看到穿在衣服上的薄膜,自己家发电的薄膜,汽车上的薄膜。”在全球范围内,晶硅太阳能电池目前仍为光伏主流技术,而薄膜太阳能电池则在"光电转化率"相对处于劣势。而李河君仍再次用这样的“猛言”以表明自己对薄膜远景的看好。李河君已经立志要在薄膜领域“领先一把”。汉能在过去两年接连将薄膜太阳能企业德国Solibro,美国MiaSolé,GlobalSolarEnergy和AltaDevices收入麾下,并对外表示,其铜铟镓硒(CIGS)组件量产转化率已达15.7%,获得美国国家可再生能源实验室(NREL)认证的最高转化率达到20.5%。砷化镓(GaAs)单结电池片转化率为28.8%、双结电池片达到30.8%,汉能集团称,这也是薄膜太阳能电池技术转换率最高的世界纪录。
  汉能通过实际行动为自己支持的薄膜“代言”:收购相关研发制造公司,技术整合拥有完全自主产权领先,在晶体硅组件市场“虚弱期”及时抢入,汉能太阳能的薄膜组件战略步伐坚定而明确。而近期又通过改名、上央视宣传等表现出打造"薄膜生态产业链"的决心。
  李河君多次强调,未来太阳能的创新应用在于“移动”,光伏一体化主要是指薄膜。晶硅没有优势,是过渡性产品,薄膜化,柔性化才是未来的发展方向。汉能希望薄膜组件可以缝在衣服上,嵌入背包中,人类将能够像绿色植物、像"叶绿素"一样,直接利用太阳能。
  虽然薄膜路线一直受到各种质疑,但汉能与特斯拉在电动汽车充电站领域的合作,或许给人带来了更大想象空间。汉能作为首家和特斯拉达成合作协议的中国充电站供应商,将利用其薄膜柔性光伏系统为特斯拉建设首批位于北京的两座充电站,并在上海嘉定汽车城提供第一座超级充电站建设,在未来还将陆续建设共七大超级充电站网络。
  “有多种技术路线才能造就技术多样化,造就竞争,这样才能推动成本下降。关键问题是,哪一种技术能够很快把成本降下来,也就是把每千瓦的光伏组件变成系统,发成电的成本降下来”。虽然目前各种技术路线非常多,但哪些能真正产业化,能被市场接受,“看市场表现大家就非常清楚了”。英利集团首席技术官宋登元在峰会上这样总结。
  而国家应对气候变化战略研究和国家合作中心主任李俊峰表示,因为最近对于薄膜电池、晶硅电池有很多争论,这两个技术都是光伏产业里面蓬勃发展的技术,都在往前走,有竞争才有进步,但不是相互排斥。任何产业都是如此,需要一批人勇敢进入,也需要一批人勇敢退出。


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