兔展望：未来五年光伏市场谁主沉浮

Original 2016-12-07 兔子君 PV兔子

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展望：未来五年光伏组件市场谁主沉浮

兔子君导读

经过数十年的发展，光伏技术从实验室走向了成熟的市场。第一代晶硅太阳能电池由于其成本、效率优势，成为市场主流。但目前晶硅电池技术已趋于成熟，近十多年，其效率提升非常有限，未来的提升空间也很小。而与此同时，第二代薄膜太阳能电池技术正在迅速成长，每年市场份额也在逐渐提高。未来五年的光伏市场还将会是晶硅的天下吗？今天，跟兔子君一起看看它们的前景吧。

太阳能电池分类及特点

太阳能电池技术主要有三代：

第一代：单晶硅、多晶硅太阳能电池。

第二代：薄膜太阳能电池。主流的包括非晶硅薄膜太阳能电池（a-Si），砷化镓（GaAs），碲化镉（CdTe），铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池。

第三代：引入新材料、新结构的薄膜太阳能电池。如：多结太阳能电池，染料敏化(DSC) ，有机太阳能电池(OSC)，钙钛矿，引入纳米结构的太阳能电池等。

第一代电池具有效率高、成本低的优点。然而从美国国家可再生能源实验室（NREL）的电池效率图上可以看出，单晶硅（实心蓝方块）和多晶硅（空心蓝方块）电池的效率从1995年效率达到约24%，到现在20余年过去了，效率仅提升至25%；同时，其成本依赖于原材料价格，因此通过技术进步大幅提高其效率或性价比的可能性较小。此外，晶硅电池的弱光性能较差，在有遮挡或者多云、雾霾、雨雪的天气中，发电量会受很大影响；基于硅片的电池，无法弯曲或透光，也决定了其应用空间的局限性，即无法用于曲面、半透光光伏幕墙等。

第二代电池的优点是弱光性能好，其性能受高温的影响要相对晶硅小一些。由于薄膜电池可以在柔性基底上制备，并且可以制备半透光的电池，因此其应用范围较广，如可用于半透光光伏幕墙、屋顶电站、大型光伏电站、建筑光伏一体化等等。虽然其效率不及晶硅电池并且成本也相对较高，但其正处于快速成长中，未来还有很大的发展空间。

在薄膜电池中，非晶硅薄膜电池效率效率较低；GaAs太阳能电池效率高，但成本也高，多用于航空航天；目前已产业化并且前景最被看好的是CdTe和CIGS薄膜太阳能电池。从第一张图中可以看出，在1995年，GaAs和CIGS电池的效率仅仅为16-17%，经过了20年的发展，实验室效率提升巨大，均达到22%以上。

第三代电池离产业化还有一定的距离，比如钙钛矿太阳能电池，近年来效率提升迅速，屡创新高，然而其稳定性成为其发展的一大障碍。

什么电池好？用数据来说话！

非常荣幸兔子君拿到了北京某科技园提供的光伏实测数据，上表比较了几种主流太阳能电池的参数和性能，单晶硅无论是从电池效率、以及发电量都占有绝对的优势，除了市面上主流的单晶硅/多晶硅太阳能电池，最具优势的即是CIGS太阳能电池，其不但具有较高的实验室效率，也具有较低的温度系和良好的弱光性。北京某科技园光伏电站数据显示，单晶硅电池的每瓦年发电量为1.335度，CIGS电池甚至超越了单晶硅10%，达到1.476度，位居几种电池的第一位；而在年均每平方米发电量上，CIGS的114.45度也仅次于单晶硅电池的124.50度。因此，如果CIGS电池的产品效率进一步提高、成本降低，它将很可能成为下一代市场主流的太阳能电池。

光伏技术未来发展展望

以上对目前主流太阳能电池做了简要的分析和比较。总的来讲，晶硅电池在未来五年内仍将占据太阳能发电的主流，随着薄膜技术的日渐成熟和进步，薄膜晶硅有望平分秋色。而通过突破性的技术进展，薄膜电池甚至很有可能一跃成为未来的主流。在更远的未来，纳米材料电池、钙钛矿电池也可能异军突起，占据市场的一席之地。

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