不知是必然又或是偶然,近兩年來,在一個并不為業(yè)界之外所熟識的光伏細分技術(shù)路線——銅銦鎵硒(CIGS)上,突然涌現(xiàn)出了一批擁護者,而其中甚至匯聚了如中國神華集團、中建材這般有實力攪動中國光伏產(chǎn)業(yè)格局的“大玩家”。
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》記者整理,2017年12月份,中國建材集團旗下凱盛集團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、大同市經(jīng)濟發(fā)展投資有限公司和漢能集團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、上海電氣、德國光伏設(shè)備制造商Manz AG共同出資建設(shè)的重慶神華薄膜太陽能項目宣布正式開工,據(jù)稱該項目設(shè)計年產(chǎn)能為306MW。
一位接近重慶神華的不愿具名人士向《證券日報》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:光伏的應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,銅銦鎵硒實驗室水平已經(jīng)達到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為,單晶硅、多晶硅和薄膜在應用上各具優(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,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,電池效能下降較小)。所以,在實際發(fā)電量上,薄膜優(yōu)勢則更為突出。
早在2013年時,中組部“千人計劃”國家特聘專家、時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》記者透露過他在意大利獲得的實驗數(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,進行同環(huán)境、同規(guī)模,為期一年的實驗所得數(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。據(jù)《證券日報》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%財政資助是針對薄膜電池的,更有超過70%的研究經(jīng)費集中于薄膜光伏?!贝送猓愵R曾向記者介紹道,“在德國,所有的薄膜光伏企業(yè)都享有電費補貼,但晶硅類企業(yè)卻不享受。而德國政府自2011年9月恢復了對效率在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施銀行貸款補貼?!?/p>
一場圍繞銅銦鎵硒
展開的競爭將拉開序幕
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》記者粗略整理,僅上述提及幾個項目投資總額就已達到200億元,其中中建材安徽蚌埠項目計劃投資14.3億歐元,約合人民幣111億元;而重慶神華項目總投資則將達到75億元??上攵?,一場圍繞銅銦鎵硒的“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)冠軍組件效率達到16.97%(有效面積17.92%),為共蒸法CIGS組件量產(chǎn)世界紀錄;GSE柔性CIGS薄膜太陽能芯片研發(fā)效率18.7%,量產(chǎn)冠軍組件效率達到16.2%;其MiaSolé柔性CIGS薄膜太陽能芯片當前的研發(fā)效率已達到19.4%,量產(chǎn)冠軍組件效率也達到了18%,為目前全球濺射法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》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?!?/p>
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。”