- 薄膜電池成光伏市場發(fā)展新趨勢新熱點
- 三氟化氮是環(huán)境難題
- “闖入者”還需證明自己
- 中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)比重僅占10%
在薄膜太陽能電池技術(shù)這一新興領(lǐng)域，一些中國企業(yè)不甘落后。但這一綠色能源技術(shù)同樣面臨需要解決的環(huán)境難題和市場屏障
中國太陽能產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀有點兒像南非世界杯賽場邊的那塊廣告牌：“中國•英利”的出現(xiàn)，給人帶來的是對未來的希望。但一塊廣告牌的“閃現(xiàn)”，并不能一夜之間就把品牌全面推向強勢。
實際上，“闖進世界杯”的英利集團正是中國太陽能產(chǎn)業(yè)的一員。
目前，太陽能電池分為：晶硅太陽能電池(包括單晶硅、多晶硅)，非晶硅太陽能電池(即薄膜太陽能電池)和多元化合物太陽能電池。在上述三種太陽能電池中，前兩種目前較為常見，而多元化合物太陽能電池由于尚未工業(yè)化生產(chǎn)，所以市場上很少見得到。
薄膜電池顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池，由于其用硅量極少，所以更容易降低成本。同時，它既是一種高效能源產(chǎn)品，又是一種新型建筑材料，更容易與建筑物完美結(jié)合。在國際市場硅原材料持續(xù)緊缺的背景下，薄膜太陽能電池已成為國際光伏市場發(fā)展的新趨勢和新熱點。
“薄膜”興起
在薄膜太陽能電池技術(shù)上，領(lǐng)先者是美國、日本等國的企業(yè)。不過一些中國太陽能企業(yè)在這一新興領(lǐng)域也不甘落后。
“這主要是因為薄膜太陽能的低成本所致。”太陽能產(chǎn)業(yè)的一位分析師告訴《中國新聞周刊》，薄膜太陽能電池最大的優(yōu)勢在于，可以不使用價格不菲的硅，所需材料少于多晶硅太陽能電池，能耗也明顯低于多晶硅太陽能電池。當(dāng)然，薄膜太陽能的技術(shù)難度也較高，被認(rèn)為是多晶硅太陽能電池之后的下一代太陽能技術(shù)。
目前，薄膜太陽能電池種類較多，現(xiàn)已進行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的主要有3種：硅基薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(CIGS)和碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)。其中后者的技術(shù)為全球最大的薄膜太陽能電池生產(chǎn)商美國第一太陽能(First Solar)所壟斷，其光電轉(zhuǎn)化率在11%~12%以上。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池技術(shù)的使用尚不廣泛，其轉(zhuǎn)化率為10%左右。中國近年來新發(fā)展的多為硅基薄膜太陽能電池技術(shù)。 據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會專家李清巖介紹，雖然薄膜太陽能電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模目前與晶硅電池相比仍存在相當(dāng)大的差距，但是它越來越被業(yè)界所接受，薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速。
中國薄膜太陽能電池的大規(guī)模生產(chǎn)起步于2008年。由于當(dāng)時晶體硅價格偏高，導(dǎo)致投資者將目光轉(zhuǎn)向成本相對較低的薄膜太陽能電池領(lǐng)域。英利能源(北京) 有限公司項目經(jīng)理陳凌然解釋說，由于薄膜電池僅在涂層使用晶體硅，故其原材料使用少，原材料耗費要比晶硅電池便宜很多。
“當(dāng)時，晶硅電池的價格高達每瓦3美元以上，薄膜電池則僅有每瓦1美元多。而低廉的成本也掩蓋了很多缺陷。”上述分析師這樣告訴《中國新聞周刊》。
三氟化氮之患
薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)要想在未來的競爭中擊敗多晶硅電池，首先要直面一個環(huán)境難題——薄膜電池生產(chǎn)過程中釋放的三氟化氮，被認(rèn)為是一種溫室氣體。
2008年，美國加州大學(xué)歐文分校地球系統(tǒng)科學(xué)系教授邁克爾•普拉瑟(Michael Prather)及其同事在《地球地理學(xué)研究學(xué)報》上發(fā)布研究論文稱，三氟化氮的溫室效應(yīng)是二氧化碳的17000倍。在半導(dǎo)體、液晶面板和薄膜太陽能電池生產(chǎn)過程中，都可能釋放三氟化氮。
普拉瑟告訴《中國新聞周刊》，三氟化氮顯著的溫室效應(yīng)在大氣中能夠存在550年以上，對紅外線的吸收能力也很強。
美國加州大學(xué)斯克里普斯海洋研究所主任雷•威斯(Ray Weiss)等人還發(fā)現(xiàn)，三氟化氮在大氣中的濃度由1978年的0.02ppt上升到了2008年的0.454ppt。威斯稱，雖然目前在人類活動所產(chǎn)生的溫室氣體中，二氧化碳占了60%,三氟化氮只占0.04%，但三氟化氮所占的比例可能會呈指數(shù)級增長。他告訴《中國新聞周刊》，“我們的監(jiān)測結(jié)果表明，大氣中三氟化氮的排放量要比預(yù)期的高4到5倍。”
目前，《京都議定書》只涉及6種氣體：二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫。普拉瑟和威斯建議將三氟化氮也列入需要減排的溫室氣體之列。 而另一方面，威斯也指出，目前三氟化氮的排放量所占比例甚低，它還不是最糟糕的溫室氣體。而且，大多數(shù)清潔能源技術(shù)的使用，無論是薄膜太陽能電池，還是風(fēng)力發(fā)電機，其生產(chǎn)過程都會伴隨溫室氣體的產(chǎn)生，但是只要它們的使用壽命足以彌補溫室氣體的排放，那么這些新技術(shù)還是有益的。
他舉例說：“薄膜太陽能電池板的使用壽命多為數(shù)十年，而它們僅僅需要一兩年的時間就可以彌補生產(chǎn)過程中釋放的溫室氣體。”
“闖入者”還需證明自己
李清巖告訴《中國新聞周刊》，“目前，薄膜太陽能電池在中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)中的比重僅占10%左右。而且，在未來10年到20年以內(nèi)，它在產(chǎn)業(yè)中還不會占據(jù)主導(dǎo)地位。”
目前，商業(yè)化的三種薄膜太陽能電池技術(shù)中，硅基薄膜技術(shù)是最便于推廣的；碲化鎘技術(shù)中由于鎘是重金屬，所以存在潛在的環(huán)境污染風(fēng)險；而銅銦鎵硒技術(shù)則由于需要使用的銦、鎵、硒三種元素均為稀有稀土元素，其產(chǎn)量有限，所以就大規(guī)模商業(yè)化角度而言，存在著一定的障礙。硅基薄膜技術(shù)所需的硅材料十分普遍，一般公司都可以拿到技術(shù)和生產(chǎn)線，具有大規(guī)模商業(yè)化的可能。
據(jù)陳凌然介紹，雖然薄膜太陽能電池看上去很便宜，但事實上也并非如此。首先，相對于光電轉(zhuǎn)化率高達16%?17%的晶硅太陽能電池而言，薄膜電池的轉(zhuǎn)化率較低，目前國內(nèi)生產(chǎn)的電池能達到8%，就已經(jīng)很不錯了；第二，由于對薄膜太陽能技術(shù)存在一定的質(zhì)疑，所以薄膜太陽能電池的市場需求還較小，對于以出口為主的太陽能電池業(yè)來說，即使是中國較大的薄膜太陽能電池生產(chǎn)商，在歐洲也沒有什么知名度。再者，生產(chǎn)線較貴，加之國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模較小，每年生產(chǎn)線折舊成本高。“這些因素平攤算下來，薄膜太陽能電池的生產(chǎn)成本也并不便宜。”陳凌然說。
據(jù)了解，中國國內(nèi)現(xiàn)有30家左右的薄膜太陽能生產(chǎn)企業(yè)，其中多數(shù)使用歐洲生產(chǎn)線進行生產(chǎn)。同時，中國太陽能電池的主要市場在國外。國外的購買商在向銀行申請貸款時，銀行最關(guān)心的是太陽能電池廠商的信譽，所以很多購買者在選擇生產(chǎn)商時多以企業(yè)信譽為主要考察因素。
“購買者申請銀行貸款有困難，因為產(chǎn)自中國的薄膜太陽能電池還沒有經(jīng)過一個10年、20年的驗證過程，所以銀行不放心。”上述太陽能行業(yè)分析師告訴記者。
中國產(chǎn)品由于在國際市場上少有人使用過而缺少“名分”，這是國內(nèi)薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)面臨的難題。這也許就是在世界杯足球賽80年歷史上，首次出現(xiàn)中國贊助商的原因吧——中國英利“闖入世界杯”的舉動，讓人們對太陽能產(chǎn)業(yè)“中國制造”的前景增添了希望。
