CIGS薄膜太阳能组件的新一轮崛起

太阳电池发展蓝图中，薄膜电池一开始以低成本成为众人关注的亮点，目前国际上已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种：硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳电池（CdTe），其中，硅基薄膜电池与铜铟镓硒（CIGS）薄膜电池以其各自的优势受到不同企业的追捧，同时也在暗自较劲。

然而过去两年，光伏薄膜组件发展一直处于低迷状态，状态不是非常好，雪上加霜的是不少国内外公司都先后关闭了薄膜业务，从最早的欧瑞康到近期的杜邦，都因其无法带来有效利润增长而遭到放弃。

在这样的背景下，以Manz亚智系统科技为代表的设备制造商，以及以汉能为代表的薄膜电池组件制造商却一力主张推广其薄膜业务。

成本对比

对于众多公司关闭薄膜业务的举动，Manz亚智系统科技亚洲区副总经理林峻生表示：“目前关闭的公司，大部分是技术路线选错了，选的都是硅基薄膜。在国内和国际市场上，80%-90%硅基薄膜的企业都已经关闭了，因为这个薄膜效率到10%就已经封顶，这个效率是完全没有竞争力的。但是CIGS不同，Manz的CIGS可以做到15%以上转换效率，接近晶硅的发电效率。此外，我们在成本上有优势，我们认为这是一个新一代的光伏能源和技术，因此在这个阶段我们同样继续薄膜业务的发展。”

在刚刚结束的2014SNEC展会上，Manz亚智科技全球高层共同出席了其薄膜业务推广发布会，隆重介绍了其对外宣布的全球唯一CIGS交钥匙生产解决方案，Manz首席执行官Dieter Manz表示：“我们的CIGS fab解决方案为客户提供了一个投资相对较低的活力途径，就生产成本、发电量及利润等方面而言，都是卓越的解决方案。”

谈到成本，在早年光伏产业发展时期，薄膜电池的确具备低成本的优势，然而经过多年发展，晶硅电池的生产成本已经下降到了一个新低点，而其光电转换效率也获得了一个跨越的提升，相比而言，薄膜电池尤其硅基薄膜的优势受到遮挡，CIGS同样面临此问题。

据了解，目前Manz薄膜组件的初期量产时可以做到0.4美元（即2.5元人民币），其制造工艺基于玻璃基板，然后对这些导电层进行电气连接，这一工艺相比晶硅电池的制造工艺要节省许多步骤，将硅等高成本材料的用量进行了进一步降低。一般而言，年产量到达150MW可以实现生产盈利，在当前的市场环境中，晶硅电池技术需要投资千兆瓦级别才可保证同样获利。

另一方面，CIGS技术的耗材量比较低，目前市场上晶硅电池厚度普遍约200μm，CIGS吸收层的厚度不到2μm。

对于成本的降低，林峻生表示：“我们还有部分材料在德国采购，设备有一些也是在德国制造。接下来，我们的材料部分可以继续本土化，设备可以更多在国内生产，所以成本还有空间再往下降的，希望在2020年时可以在1.8元左右。”

他补充到，成本其实还涉及到整个产业的规模问题。如果15年前买一个TLD电视， 27寸的话要1万块美金，现在才多少钱？为什么晶硅可以降到那么便宜？如果将十年前的整个供应链材料和工厂规模与现在的进行对比，之间的差距可以说是天差地别。这是整个产业规模的影响。只是目前产业的规模还不够大。未来如果产业规模足够大的话，这个技术是最有潜力的。

关于成本，如果只跟电池比，电池成本比较低。但如果把整个产业链一起去比，CIGS会更低。至于投资收益，由于投资效益和市场价格、投资的利息成本等都有关系，不太好直接比较。

效率与发电量

晶硅电池的效率一直在提升，晶硅效率最高目前为止应该达到24%以上，规模化单晶硅的最高效率，规模化生产在20%以上，普通的多晶硅效率常规达到17.2%、17.4%，高效的是18.3%，而铜铟镓硒效率是14.6%，这其中的差距显而易见。

对效率的对比，林峻生认为需要澄清一下：“标准多晶硅制程的效率目前可达到20.4%。它有很多高效做法可达到您说的24%，但成本会更高。此外，大量生产时规模化单晶硅最高效率在20%以上，这个是电池并不是组件，Manz的CIGS直接就是组件的。如果以一个组件来比较的话，国内目前主流多晶硅的平均效率是在15.5%、15.6%左右。”

那么，CIGS效率提升是否有极限值，技术发展路线图的情况如何？

根据林峻生的回答，目前CIGS的理论值计算可以做到30%，Manz现在实现到20.8%，在实验室的部分还有很大提升空间。另外，从实验室到量产之间，也有6%、7%的差异。因此量产也有再进步的空间。

随着全球光伏电站装机的逐年提升，业内对电池组件转换效率的注意力逐渐延伸到终端电站的收益率上，不论是地面电站还是分布式电站，投资回报率是业主与投资方关注的焦点，为此，组件的选择也显得尤为重要。

晶硅组件的案例比比皆是，其带来的收益也有目共睹，对于薄膜组件，其在BIPV方面及弱光环境下的优势比较明显，但对于电站如何？

为了佐证薄膜组件对电站发电量的贡献，2013年Manz在中国的云南石林镇太阳能园区建设了一座电站，电站采用其德国本土研发生产线制造的CIGS组件，现在可为中国电网贡献1MW电量，根据他们积累的数据统计，与之前在园区建设的晶硅组件相比，其发电量高出10%。

“无论是分布式屋顶电站或是较大面积的地面电站，对CIGS都是适合的。当然，CIGS在组件一体化部分是相对更有优势的，而且它没有光致衰减效应。”林峻生表示，我们看到CIGS的未来，其市场占有率绝对是会往上提升的。

CIGS的发展空间

在光伏薄膜业务处于比较低迷的状态下力推CIGS解决方案，Manz背后还有一股推动力－来自政府的支持。德国政府扶持该国太阳能产业的政策，使得德国本土一些太阳能制造商开始采用CIGS技术来制造薄膜电池，借此提高效率降低成本。

在日本，CIGS有做到产业化的经验。日本的薄膜发展也有自己的特点，代表公司是日本昭和壳牌，也是目前世界CIGS生产领域的最大公司。

在中国有一家代表企业－汉能，一直在推崇薄膜电池组件的发展，近期尤其加大了对CIGS的动作。

2014年6月，汉能太阳能集团全资子公司汉能全球光伏应用集团亚太有限公司与日本最大综合商社之一双日株式会社全资子公司双日机械株式会社在汉能控股集团总部签署了一份战略框架合作意向书。

根据意向书，双方将在日本及世界范围内太阳能薄膜发电应用领域建立长期战略合作伙伴关系，并将在世界范围内的薄膜发电电站项目、薄膜发电应用产品贸易等领域展开合作。双方计划在2014年内在日本国内开工建设采用汉能生产的CIGS组件的兆瓦级太阳能电站。

同时，双方共同开发的10MW以上日本薄膜发电电站项目，争取在2015年3月前开工建设。

汉能光伏应用集团董事长兼首席执行官刘民说：“日本一直是一个节能环保的国家，在光伏应用领域取得了显著的成效。汉能作为全球最大的太阳能薄膜发电企业，在薄膜发电领域一直走在世界前列，先后通过三次海外技术并购和自主创新，使其CIGS薄膜太阳能电池转化率突破性地达到20.5%。”

关于汉能，业内一直存在争议，在薄膜领域普遍处于低迷的时期，他高调收购兼并扩产，与外界展开合作。从产业竞争角度看，汉能避开已经白热化的晶硅组件战场，选择薄膜，即便成为一个异类也为其争取到了发展的机会与时间。

从长远来看，因薄膜组件优良弱光性、柔性、效率可提升性、成本可降、应用范围广等特点，他的发展不会消失，相反，其对未来光伏应用产品的开发设计存在很大潜力空间，这将为其占据市场份额埋下基础。

据南开大学光电子薄膜器件与技术研究所预测，2020年全球光伏太阳电池总产量将达到34GW，其中薄膜太阳电池占到7.5GW，占总市场比例的22%；对比现在的薄膜电池产量，未来薄膜的发展空间可以预见。

“从长远角度来看，我们认为薄膜和晶硅两者是并行的。中国近些年忽然在投资晶硅方面大热，给薄膜市场的技术或产能扩充带来阻碍，因为晶硅太便宜了。但是我们认为，在未来五年之内，等薄膜产业规模跟上了、晶硅行业内经过一轮优胜劣汰的洗牌，会逐渐浮现出薄膜太阳电池的需求，而且会成为未来另外一个主流。 所以Manz是晶硅和薄膜两边都在做。世界这么大，需要的能源这么多，每一个地方或区域有不同的应用，电厂在不同区域也有不同考虑。关键在于对的时间点。”林峻生如是说。