光伏产业最容易忽视的环节！薄膜电池开启百亿新蓝海

本篇目录

1.光伏电池的分类

2.薄膜电池

3.薄膜电池发展趋势

4.碲化镉电池

5.钙钛矿电池

一、光伏电池的分类

说到光伏电池，大家现在的焦点都放在了异质结电池上，但实际无论是传统的但晶硅电池或者是发展一直不顺利的薄膜电池都有自己生存的空间，本篇主要就是介绍薄膜电池的情况。

在介绍薄膜电池之前，我们先来了解下整个太阳能电池的分类，就会发现如今很火的HIT/HJT（异质结）其实还是晶体硅电池，但是大家都知道晶体硅虽然产量大，但需求更大，利润多半被上游原料商抢走，所以才会有了薄膜电池。

二、薄膜电池

薄膜电池活性层很薄的主要原因是其活性材料的吸光能力强。薄膜电池的活性材料几乎全部是直接带隙半导体，其吸光能力较晶体硅高出至少 2个数量级，目前薄膜电池已发展出十几种技术路线，其中发展势头最好的有碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、染料敏化电池和非晶硅电池。近年来钙钛矿电池（Perovskite SolarCell，PSC）异军突起，作为一种问世仅 10 年的新路线，其最新成果已达 24.2%。

薄膜电池的应用场景非常丰富，值得一提的是薄膜电池最具想象空间的应用场景在光伏建筑一体化（BIPV）市场，薄膜电池可以加工成任意形状，实现定制化柔性加工，是这一百亿级市场的绝佳候选。 

三、薄膜电池发展趋势

1.多数难以商业化

非晶硅薄膜电池是二代电池中最早实现产业化的技术，其生产工艺相对成熟，成本也比较低。但因为效率低，所以在光伏市场上，非晶硅薄膜电池已经难以具备很强的竞争力。

碲化镉是目前为止商业化最成功的薄膜电池，尤其是CdTe 电池可以便捷地与建筑材料结合用于 BIPV 市场。鉴于以上优点，碲化镉电池的产能仍然处于扩张阶段，CdTe 电池是未来几年发展前景最明确的薄膜电池技术。除此以外，像CIGS 电池、GaAs薄膜电池商业化都比较困难。

在这些新兴技术中，钙钛矿电池的产业化前景相对可观，效率方面钙钛矿的提升速度远远超过其他技术。成本方面，目前钙钛矿组件的成本并无权威数据，但从技术路线分析，其量产后的组件成本大概率低于 1 元/W，约为当前晶硅组件的50%-65%。随着封装技术和材料性能的的提升，成本未来进一步下降的潜力仍然很大。

2.份额萎缩趋势减小

商用薄膜电池的发展历程在历史上经历了几轮周期。2000 年时，薄膜电池的主体仍然是非晶硅薄膜电池。随着美国、日本以及国内的电池企业纷纷重点扩张非晶硅电池产能，到 2008 年非晶硅电池较 2000 年增长近 15 倍。 

2009 年薄膜电池的份额达到新千年的顶峰，随后因为产量增加的速度落后于光伏市场的总体增速，尤其是2012年以后，薄膜电池成本优势丧失，其市场份额开始逐步下降。但随着光伏一体化建筑的兴起， CdTe 电池开启新一轮产能扩张，再度拉低成本，所以，薄膜电池的市场份额有望触底反弹。

四、碲化镉电池 

1.产品概述

碲化镉（CdTe）薄膜太阳电池是一种以 P 型 CdTe 半导体为吸光层材料的太阳能电池。相较于传统的晶硅太阳电池，CdTe 薄膜电池有诸多优点。

由于晶硅电池成本大幅下降，CdTe 薄膜太阳电池市场份额远低于晶硅电池，随着新一代产品的成本大幅下降，CdTe 电池出货量有望迎来又一轮的高速成长期，2020 年出货量较 2018 年有望增加近 2 倍。

值得一提的是，由于技术壁垒极高，CdTe 电池行业的竞争格局十分清晰。因此，薄膜电池行业性的成长红利大概率会被少数企业充分攫取。 

2.成本分析

在相当长的一段时间里，碲化镉电池的成本低于晶硅。这局面直到 2012 年才被改写，随着 First Solar S6 系列大容量组件的推出，CdTe 电池的成本有望降到 20 美分/W 以下，从而再度具备一定的成本竞争力。由于 CdTe 电池的技术壁垒过高，能够参与其中的企业数量极少，生产流程和供应链的标准化水平低，导致其降本潜力远远没有释放。

在不考虑物料成本和人工成本下降空间的情况下，电池成本最敏感的因素主要是产能投资、生产节拍和能量转换效率。在其他参数不变的情况下，组件尺寸每增加 1 倍，其他相关成本增加 85%,目前制约 CdTe 尺寸升级的因素主要来自两方面，一是高昂的设备投资，二是受限于镀膜工艺。

3.市场前景

随着生产成本的下降，目前 CdTe 电池在传统光伏市场已重获竞争力，但是，由于目前成规模的CdTe 电池企业仅此一家，而且薄膜电池产能扩张的速度受限，在可见的未来

CdTe 电池对于晶硅的主体地位不会造成根本性的冲击。 

这里尤其值得一提的是，CdTe 电池的另一个潜在市场：太阳能光伏建筑一体化。由于传统的晶硅组件单调的形状难以适应建筑师和建筑行业的需求，反而被建筑师视为沉重的技术约束或非美学附加物。CdTe 代表的薄膜电池明显更适应 BIPV 市场的需求。目前，我国的龙焱科技已在光伏玻璃幕墙市场初步打开了局面，其集成了 CdTe 电池的光伏幕墙已应用在诸如园博会中国馆、大同能源馆、瑞典光伏小镇等大型公用项目上，视觉、环保效果俱佳。

4.行业现状

目前，全球只有三家从事碲化镉薄膜组件量产的企业，分别是美国的 First solar，德国的 Calyxo 和中国的龙焱科技。  

龙焱能源科技具有实验线、中试线、生产线，完整的研发体系, 拥有完全自主知识产权、全自动化、全国产化碲化镉薄膜太阳能生产线。目前拥有生产3个产品生产基地，业界首个BIPV产品生产基地，拥有规模化将技术转化为生产力的能力。

值得一提的是，龙焱是唯一能够生产高效透光组件的公司，在光伏幕墙应用上有独特优势。BIPV 方面，公司目前是全球仅有的能够批量定制化生产 BIPV 组件的电池厂家，并且储备了丰富的产品和客户资源。

五、钙钛矿电池

1.概念解析

钙钛矿太阳能电池是近年来蓬勃兴起的一种新型太阳能电池技术。到目前为止，钙钛矿电池的最高能量转换效率已经突破 24%，与晶硅叠层电池转换效率突破 28%，仅用 10 年时间即取得了其它种类电池几十年才实现的成就。

2.技术优势

钙钛矿电池的优越性在于材料先天优势。首先钙钛矿的材料的吸光能力远超晶硅，其次钙钛矿材料的优化空间更大，可以改进配方的元素及配比，另外，钙钛矿对纯度不敏感，最后，钙钛矿的工艺流程通常在150℃以下，能耗有天然优势。

3.发展趋势

钙钛矿优越的材料性能预示着理论上它具备颠覆现有光伏格局的能力，但考虑到晶硅电池经过半个世纪的发展，现在已经实现了平价上网的伟大目标，并且积累了上万亿的资产体量，如果被完全替代会带来巨大的投资损失，薄膜电池天然具备良好的与其他电池结合的性能，因此产业内也有企业在致力于实现传统晶硅电池和钙钛矿电池的完美融合。

目前钙钛矿组件的寿命已经从早期的几个小时延长到五年左右，但距离晶硅组件 25 年质保期还有很大差距。

来源：雪球 老概菜园

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