我国太阳能电池产业研究报告--毕业论文设计

我国太阳能电池产业研究报告第一章薄膜太阳能电池概述1.1定义什么是薄膜太阳能电池？根据名字意思，薄膜太阳能电池就是厚度非常薄的电池，大部分情况下起到光电转换作用的薄膜都小于1微米（也就是500纳米左右）比较目前晶硅太阳能电池主流的180微米或者200微米的电池片厚度而言，薄膜电池是一种非常薄的电池，根据发展历史及产品性能指标的区别，薄膜电池也被定义为第二代太阳能电池，而第一代就是晶硅电池。目前全球范围内就发展到第二代的薄膜电池，尽管也有一些学术机构定义了第三代太阳能电池，但毕竟还处于理论研究或者实验室阶段的电池。表第一代第二代第三代太阳能电池定义一览序号名称主要电池品种转换率备注1第一代太阳能电池单晶硅电池多晶硅电池15%-20%截至2008年2月全球超过90%的太阳能电池都是第一代晶硅电池2第二代太阳能电池薄膜电池（主要有三种CdTeCIS/CIGS硅基薄膜）5%-12%截至2008年2月，全球不超过10%的太阳能电池为薄膜电池3第三代太阳能电池染料感光太阳电池dye-sensitizedsolarcell(DSC)四层或者四层以上的叠层电池30%或者以上理论研究阶段，部分产品有实验室产出，但转换率或者性能指标依然非常低来源：恒州博智太阳能研究中心，2008.2薄膜太阳能电池，顾名思义，乃是在塑胶、玻璃或是金属基板上形成可产生光电效应的薄膜，厚度仅需数μm，因此在同一受光面积之下可较硅晶圆太阳能电池大幅减少原料的用量。薄膜太阳能电池并非是新概念的产品，实际上人造卫星就早已经普遍采用砷化镓(GaAs)所制造的高转换效率薄膜太阳能电池板(以单晶硅作为基板，转换效能在30%以上)。不过，一方面因为制造成本相当高昂，另一方面除了太空等特殊领域之外，应用市场并不多，因此直到近几年因为太阳能发电市场快速兴起后，发现硅晶圆太阳电池在材料成本上的局限性，才再度成为产业研发中的显学。目标则是发展出材料成本低廉，又有利于大量生产的薄膜型太阳能电池。目前已经开发出多种薄膜太阳能电池技术，具体见后文的介绍。2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139521.2分类和用途图薄膜电池分类（8种）及主要应用领域序号名称说明及应用领域1CdTe薄膜薄膜层为CdTe/CdS（碲化镉）材料的太阳能电池，主要用于光伏发电。2CIS铜铟硒CIGS铜铟硒镓薄膜CIS(CopperIndiumDiselenide)或是CIGS(CopperIndiumGalliumDiselenide)主要用于光伏发电。3硅基薄膜硅基薄膜主要是指薄膜层带A-Si的薄膜电池，根据设备的生产工艺可以分为下面的几种：单结A-Sia-si/a-si双结a-si/uc-si非晶/微晶三结非晶硅等。主要用于光伏发电。4GaAs薄膜GaAsMultijuction(多接面砷化镓)在单晶矽基板上以化学气相沉积法成长GaAs薄膜所制成的薄膜太阳能电池，因为具有30%以上的高转换效率，很早就被应用於人造卫星的太阳能电池板。新一代的GaAs多接面(将多层不同材料叠层)太阳能电池，如GaAs、Ge和GaInP2三接面电池，可吸收光谱范围极广，转换效率目前已可高达39%，是转换效率最高的太阳能电池种类，而且性质稳定，寿命也相当长。不过此种太阳能电池的价格也极为昂贵，平均每瓦价格可高出多晶矽太阳能电池百倍以上，因此除了太空等特殊用途之外，预期并不会成为商业生产的主流。5色素敏化染料(Dye-SensitizedSolarCell)色素敏化感染料电池是太阳能电池中相当新颖的技术，产品是由透明导电基板、二氧化钛(TiO2)纳米微粒薄膜、染料(光敏化剂)、电解质和ITO电极所组成。此种太阳能电池的优2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-857613953点在於二氧化钛和染料的材料成本都相对便宜，又可以利用印刷的方法大量制造，基板材料也可更多元化。不过目前主要缺点一是在於转换效率仍然相当低(平均约在7~8%，实验室产品可达10%)，且在UV照射和高热下会出现严重的光劣化现象，二是在於封装过程较为困难(主要是因为其中的电解质的影响)，因此目前仍然是以实验室产品为主。然而，基於其低廉成本以及广泛应用层面的吸引力，多家实验机构仍然在积极进行技术的突破。6有机导电高分子(Organic/polymersolarcells)有机导电高分子太阳能电池是直接利用有机高分子半导体薄膜(通常厚度约为100nm)作为感光和发电材料。此种技术共有两大优点，一在於薄膜制程容易(可用喷墨、浸泡涂布等方式)，而且可利用化学合成技术改变分子结构，以提升效率，另一优点是采用软性塑胶作为基板材料，因此质轻，且具有高度的可挠性。目前市面上已经有多家公司推出产品，应用在可携式电子产品如NB、PDA的户外充电上面，市场领导者则是美国Konarka公司。不过，由於转换效率过低(约4~5%)的最大缺点，因此此种太阳能电池的未来发展市场应该是结合电子产品的整合性应用，而非大规模的太阳能发电。7InP(磷化铟)电池薄膜层为InP(磷化铟)材料的太阳能电池，类似于GaAs电池，高转换率，高价格，预计很难在发电市场获得应用，主要是太空应用。8Poly-Si（CrystallineSilicononGlass）薄膜薄膜德国Q-CELL旗下的一个CSG公司专注的一种电池，原理就是CrystallineSilicononGlass玻璃衬底上直接镀多晶硅薄膜。暂时没有投产，主要是光伏发电用。来源：各个公司，恒州博智整理，2008.2薄膜电池的一些背景信息：非晶硅薄膜太阳能电池的研究工作开始于1975年。非晶硅(a-Si)属于直接转换型半导体,光的吸收率较大,较容易制造厚度小于0.5微米、面积大于1平方米的薄膜,结合制造对近红外光高吸收的非晶硅锗(a-SiGe)集层光电池,是目前太阳能电池开发的热点之一,目前已经开发出集层结成型、连续分离成型以及激光布线成型等多种新技术,其中,10cm×10cm产品的初期转换率达12.0%,1cm2a-Si/a-SiGe集层太阳能电池的稳定后效率达达到了目前世界最先进的水平。日本三洋电机公司开发的大面积a-Si/a-SiGe集层太阳能电池(30cm×40cm),其稳定后效率达9.5%。非晶硅薄膜太阳能电池组件的制造采用薄膜工艺,具有较多的优点,例如:沉积温度低、衬底材料价格较低廉,能够实现大面积沉积。非晶硅的可见光吸收系数比单晶硅大,是单晶硅的40倍,1微米厚的非晶硅薄膜,可以吸引大约90%有用的太阳光能。不过,非晶硅太阳能电池的稳定性较差,从而影响了它的迅速发展。美国科学家对非晶硅太阳能电池进行了深入的研究,发现非晶硅薄膜材料受到长时间的光照之后,光电导和暗电导的性能均有所降低,进行160℃以上的高温退火之后,值,这就是所谓SW效应。科学家们已经掌握了降低这种光诱导效应的太阳能电池的结构及其制造方法。非晶硅和多晶硅混合薄膜太阳能电池也是一种极有发展前景的新产品。由于非晶2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-857613954硅和多晶硅对太阳光谱的敏感区域不同,将这两种不同的材料用在同一块基板上,能够很好地取长补短,获得与结晶相近的转换率。由于这种产品属于硅薄膜材料,能够节省资源,对环境保护有利。日本钟渊化学公司目前已经开发出大小为91.0cm×45.5cm,转换效率为10.6%、下层膜厚度为几微米的超薄型薄膜太阳能电池。化合物太阳能电池包括三五族化合物电池和二六族化合物电池。三五族化合物电池主要有GaAs电池、InP电池、GaSb电池等;二六族化合物电池主要有CaS/CuInSe电池、CaS/CdTe电池等。在三五族化合物太阳能电池中,GaAs电池的转换效率最高,可达28%;GaAs是二元化合物,Ga是其它产品的副产品,非常稀少珍贵;As不是稀有元素,有毒。GaAs化合物材料尤其适用于制造高效电池和多结电池,这是由于GaAs具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感。由于具有这些特点,所以GaAs化合物材料也适合于制造高效单结电池。GaAs化合物太阳能电池虽然具有诸多优点,但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。为了解决这个问题,采用了聚光系统,该系统由于采用价格较低的塑料透镜和金属外壳,并且改进了电池性能,因而深受广大用户青睐。叠层太阳能电池由两种或两种以上不同带隙的电池有机地叠加组合而成。一般而言,顶部电池的材料具有较宽的带隙,适于吸收能量较大的太阳光能;而底部电池的材料带隙较窄,适于吸收能量较小的太阳光能,因此,在单结的基础上,叠层太阳能电池的转换效率较高,例如GaAs叠层太阳能电池的转换效率可以达到35%。1.3产业链结构图薄膜太阳能电池产业链结构图来源：恒州博智太阳能研究中心，2008.2其他应用（太阳能手表电池等）薄膜电池光伏系统电池组件太阳能薄膜电池其他辅料（铝银及其他一些化学原料）CdTeCIGSSiH4硅烷气体PECVD设备核心原料及其他设备衬底玻璃不锈钢塑料2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139551.4薄膜和晶硅电池区别表薄膜电池和晶硅电池转换率成本产量优劣势等对比分析序号项目晶硅薄膜1分类单晶硅多晶硅CdTeCISCIGS硅基薄膜2全球太阳能电池比重2007年全球产量约3.1GW比重89%2007年产量0.4GW比重：11%3电池转换率15%-20%5%-10%4电池成本3.1美元/瓦左右1.45美元/瓦左右5组件售价（出厂价）3.8美元/瓦左右2.2美元/瓦左右6投入的企业数量全球超过2000个全球约100个7产量产值递增速度32%左右65%左右8优势技术成熟转换率高发电量多成本低9劣势成本高原料紧缺转换率低大规模生产技术不是很成熟SWE效应10备注晶硅在未来10年内预计霸主定位不会变动非晶硅2007年成为元年，未来发展速度，长远来看，代替晶硅电池并促使光伏发电成本接近传统能源存在希望。来源：恒州博智，2008.2晶硅电池和薄膜电池还有很多区别的地方，比如使用的生产线及组件最大输出功率，面积等，上表的对比只是其中比较关键的一些信息对比，详细的对比信息，读者可以自行查阅一些网络的参考资料。第二章薄膜电池生产技术和工艺分析2.1工艺概述薄膜电池的生产工艺相对于晶硅电池来得复杂，而且大部分企业使用标准设备+自己开发设备结合运作的方式生产，毕竟完全依赖标准设备，很多时候无法实现期望的转换率及性能指标。下面的小节将会具体介绍各种薄膜的工艺情况。2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139562.2CdTe生产工艺【镉碲薄膜太阳能电池】CadmiumTellurideThinFilmPhotovoltaics，CdTe此类型薄膜光电池在薄膜式光电池中历史最久，也是被密集探讨的一种之一。再1982年时Kodak首先做出光电效率超过10﹪的此类型光电池，目前实验室达成最高的光电效率是16.5﹪，由美国NREL实验室完成，其作法是将已建立多年的电池构造，在进一步增量修改，并改变部分材质。典型的CdTe光电池结构的主体是由约2μm层的P-typeCdTe层与后仅0.1μm的n-typeCdS形成，光子吸收层主要发生于CdTe层，西光效率细数大于105㎝-1，因此仅数微米厚及可吸收大于90﹪的光子。CdS层的上沿先接合TCO，再连接基材，CdTe上沿则接合背板，以形成一个光电池架构。目前已知为制备高光电效率CdTe光电池，不论电池结构如何，均需要使用氯化镉活化半导体层，方法上可采湿式或干式蒸气法。干式法较为工业界所采用。关于CdTe光电池的薄膜，目前已有多种可行的工艺可采用，其中不乏具量产可行性的方法。已知的方法有溅镀法（sputtering）、化学蒸镀（CVD）、ALE（atomiclayerepitaxy）、网印（screen-printing）、电流沉积法（galvanicdeposition）、化学喷射法（chemicalspraying）、密集堆积升华法（close-packedsublimation）、modifiedclose-packedsublimation、sublimation-condensation。各方法均有其利弊，其中电流沉积法是最便宜的方法之一，同时也是目前工业界采用的主要方法。沉积操作时温度较低，所耗用碲元素也最少。CdTe太阳能电池在具备上述许多有利于竞争的因素下，在2007年其全球出货量约180MW（仅次于硅基薄膜，在薄膜领域排名第二），目前CdTe电池商业化产品效率已超过12﹪，究其无法耀升为市场主流的原因，大至有下列几点：ㄧ、模块与基材材料成本太高，整体CdTe太阳能电池材料占总成本的53﹪，其中半导体材料只占约5.5﹪。二、碲天然运藏量有限，其总量势必无法应付大量而全盘的倚赖此种光电池发电之需。三、镉的毒性，使人们无法放心的接受此种光电池（不过截至2008年2月份，欧美大部分机构认为排放的毒性几乎没有晶硅电池厉害，因此欢迎这种电池的应用）。2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-857613957图CdTe薄膜生产工艺流程图来源：德国（AntecSolar），恒州博智整理，2008.2CdTe设备基本上都是电池组件公司购买一些外部的标准设备，同时自己开发一定的专门设备组合生产，暂时没有全自动化的全套解决方案。比如美国的FirstSolar就是因为自己具有良好的再开发能力促使他们的转换率是所有CdTe组件公司中转换率最高，而成本几乎最低的。2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139582.3CIS/CIGS生产工艺【铜铟镓二硒太阳能电池】CopperIndiumGalliumDiselenideSolarCells此类型光电池计有两种：一种含铜铟硒三元素（简称CIS），一种含铜铟镓硒四元素（简称CIGS）。由于其高光电效率及低材料成本，被许多人看好。在实验室完成的CIGS光电池，光电效率最高可达约19﹪，就模块而言，最高亦可达约13﹪。CIGS随着铟镓含量的不同，其光吸收范围可从1.02ev至1.68ev，此项特征可加以利用于多层堆栈模块，已近一步提升电池组织效能。此外由于高吸光效率（α>105㎝-1），所需光电材料厚度不需超过1μm，99﹪以上的光子均可被吸收，因此一般粗估量产制造时，所需半导体原物料可能仅只US$0.03/W。CIGS光电池其结构有别于非晶型硅光电池，主要再于光电层与导电玻璃间有一缓冲层（bufferlayer），该层材质通常为硫化铬（CdS）。其载体亦可使用具可挠性材质，因此制程可以roll-to-roll方式进行。目前商业化制程是由shellsolar所开发出来，制程中包含一系列真空程序，造成硬件投资与制造成本均相当高昂，粗估制程投资一平方米约需US$33。实验室常用的同步挥发式制程，放大不易，可能不具商业化可行性。另一家公司，ISET，已积极投入开发非真空技术，尝试利用纳米技术，以类似油墨制程（inkprocess）制备层状结果，据该公司报导，已获初步成功，是否能发展成商业化制程，大家正拭目以待。另外，美国NREL亦成功开发一种三步骤制程（3-stageprocess），在实验室非常成功，获得19.2﹪光电效率的太阳能电池。不过由于该制程相当复杂，花费亦大，咸认放大不易。综合而言，CIGS在高光电效率低材料成本的好处下，面临三个主要困难要克服：（1）制程复杂，投资成本高；（2）关键原料的供应；（3）缓冲层CdS潜在毒害。制程改善，如前述有许多单位投入，但类似半导体制程的需求，要改良以降低成本，困难度颇高。纳米技术应用，引进了不同思维，可能有机会，但应用至大面积制造，其良率多少？可能是一项挑战。其次原材料使用到铟元素也是一项潜在隐忧，铟的天然蕴藏量相当有限，国外曾计算，如以效率10﹪的电池计算，人类如全面使用CIGS光电池发电供应能源，可能只有数年光景可用。镉（Cd）的毒性一直是人们所关注，硫化镉（CdS）在电池中会不会不当外露，危害人们，并不能让所有人放心，因此在欧洲部份国家，舍弃投入此型光电池研究。2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-857613959图CIGS组件生产工艺流程图来源：Miasolé，恒州博智整理，2008.2CIS/CIGS设备基本上都是电池组件公司购买一些外部的标准设备，同时自己开发一定的专门设备组合生产，暂时没有全自动化的全套解决方案。2.4硅基薄膜生产工艺【硅薄膜太阳能电池】ThinFilmSiliconSolarCells最早开发此型光电池是在1970’s，至1980’毫米，可以次级硅材料、玻璃、陶瓷或石墨为基材。除了硅材料使用量可大幅降低外，此类型光电池由于电子与电洞传导距离短，因此硅材料的纯度要求，不若硅晶圆型太阳能电池高，材料成本可进一步降低。由于硅材料不若其它发展中光电池半导体材料，具有高的吸光效率，且此型光电池硅层膜，不若硅晶圆型太阳能电池硅层厚度约达300微米，为提高光吸收率，设计上需导入光线流滞的概念，此点是与其它薄膜型光电池不同之处。此类型光电池之制备方法有：液相磊晶（liquidphaseepitaxy，LPE）、许多型式的化学蒸镀（CVD），包括低压与常压化学蒸镀（LP-CVD、AP-CVD）、电浆强化化学蒸镀（PE-CVD）、离子辅助化学蒸镀（IA-CVD），以及热线化学蒸镀（HW-CVD），遗憾的是上述方法无一引用至工业界，虽然如此，一般咸信常压化学蒸镀，应具备发展为量产制程的可能性。上述蒸镀法，操作温度区间在300~1200℃此型光电池光电效率实验室最高已达21﹪，市场上只有Astropower一家产品，当基材使用石墨时，效率可达13.4﹪，由于石墨材料价格昂贵，目前研究工作大底有三个方向：一、使用玻璃基材；二、使用耐高温基材；三、将单晶硅层半成品转植至玻璃基材。日本的三菱公2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139510司已成功运用此方法，成功制备100㎝2，光电效率达16﹪的组件。整体而言，此类型光电池系统的发展仍处于观念可行性验证时期，实验室制备技术是否能发展成具经济效应的量产程序，是人们关注的另一重点。【非晶系硅太阳能电池】Amorphoussiliconsolarcell此类型光电池是发展最完整的薄膜式太阳能电池。其结构通常为p-i-n（或n-i-p）偶及型式，p层跟n层主要座为建立内部电场，I层则由非晶系硅构成。由于非晶系硅具有高的光吸收能力，因此I层厚度通常只有0.2~0.5μm。其吸光频率范围约1.1~1.7eV，不同于晶圆硅的1.1eV，非晶性物质不同于结晶性物质，结构均一度低，因此电子与电洞在材料内部传导，如距离过长，两者重合机率极高，为必免此现象发生，I层不宜过厚，但如太薄，又易造成吸光不足。为克服此困境，此类型光电池长采多层结构堆栈方式设计，以兼顾吸光与光电效率。这类型光电池先天上最大的缺失在于光照使用后短时间内性能的大幅衰退，也就是所谓的SWE效应，其幅度约15~35﹪。发生原因是因为材料中部份未饱和硅原子，因光照射，发生结构变化之故。前述多层堆栈方式，亦成为弥补SWE效应的一个方式。非晶型硅光电池的制造方式是以电浆强化化学蒸镀法（PECVD）制造硅薄膜。基材可以使用大面积具弹性而便宜材质，比如不锈钢、塑料材料等。其制程采取roll-to-roll的方式，但因蒸镀速度缓慢，以及高质量导电玻璃层价格高，以至其总制造成本仅略低于晶型太阳能电池。至于多层式堆栈型式，虽可提升电池效率，但同时也提高了电池成本。综合言之，在价格上不太具竞争优势的前提下，此类型光电池年产量在过去三年仍呈现快速成长，2007年相较于2006年成长超过70%，预期此趋势将持续下去。为了降低制造成本，近年有人开发已VHF电浆进行制膜，制程速度可提升5倍，同时以ZnO取代SnO2作为导电玻璃材料，以降TCO成本，预计未来制程顺利开发成功，将可使非晶型硅光电池竞争力大幅提高。展望未来此型光电池最大的弱点在于其低光电转化效率。目前此型光电池效率，实验室仅及约13.5﹪，商业模块亦仅4~8﹪，而且似乎为来改善的空间，可能相当有限。图硅基薄膜电池生产工艺流程图导电玻璃精细处理(WashingofGlassSubstrate)→镭射切割(LaserScribing)→超声波清洗(Ultrasoniccleaning)→PECVD→镭射切割(LaserScribing)→真空溅射(VacuumSputtering)→镭射切割(LaserScribing)→超声波焊接(Connection)→初检测(Pre-test)→层压封装(Encapsulation)→接线盒安装(JunctionboxInstallation)→检测(Test)→后整理(Processing)→包装入库(Packing/Storing)来源：强生光电，恒州博智整理，2008.2硅基薄膜设备提供商的一些基本信息：2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139511下面的信息来自光伏论坛的一位论坛朋友：数据说明：１．设备商排列顺序依接单数量多寡排列，相关数字仅可能以公司对外公布资料及新闻为主，实际可能不同或有误，故仅供参考。２．凡关于投资金额丶每瓦成本等数字，统一以美元计价，汇率换算比率如末所示，金额换算后十位以下四拾五入，以便于一目了然。３，凡设备仅供自家生产用，而无对外出售之硅基薄膜厂，不在资料收集范围之内。４．各企业投资案中的「规划产能」，是以初始投产规模为主，至于各厂商预计总投资多少？规划某某年达到总产能多少？之类的资料，不列入记录。因为未来市况如何，无人可以准确预估，而各家所列计划能否实现，受到多种内丶在环境影响，致生变数的机会很高，故参考价值有限。５．投资金额中一般多包括建厂费用，由于无法得知各家企业实际建厂费用，故无法分别列示，因此产线设备的投资金额，实际上应该会较低一些。６．柔性硅基薄膜设备商不在资料收集之列。USD：RMB=1：7.3815：EUR=1：0.6948：YEN=1：112.89：NTD=1：32.53大尺寸薄膜电池设备商目前市场上大尺寸薄膜电池设备商，除AMAT丶Oerlikon丶ULVAC是众人所知外，另外尚有一家美国XsunX公司，以及预期不久将会加入战局的韩国周星Jusung。而根据各厂商及客户的资料，笔者简单摘录几项重点如下：１．单线售价`~以投资/产能来看（设备商自产者不算），AMAT丶Oerlikon在柏仲之间，1MW大概介于115~150万USD之间；而ULVAC的设备价格，经数据修正后已较合理，唯稍嫌偏高。原则上，各设备厂的第一个客户，价格都相当优惠。例如，Oerlikon的第一个客户Ersol，投资一条20MW产线，平均只花2300万USD。反观中国的客户，购买价格明显贵的离谱，即便AMAT卖给中国客户的价格，也多半最贵。合理猜想，可能是设备商为了不让各客户间的生产成本差距太大，所采取不同的价格策略，以利设备销售。否则以中国低廉的土地丶人力及管理成本，若再加上便宜的设备价格，恐怕在ChinaPrice的威力之下，很可能会让采用同款设备的欧洲客户成本无法竞争。２．所需空间Oerlikon的1.43m2尺寸20MW生产线，约需6000sqm；ULVAC的1.54m2尺寸25MW生产线者，需25,000；AMAT的5.72m2尺寸40MW生产线，需20,000sqm以上。３．所需人力依产能不同（指100MW以下），介于100~200人间。４．光转效率2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139512以目前已有实际量产的Oerlikon丶ULVAC来看，公司方面量产品的实际稳定效率，都比对外公布的资料来的低。一般说来，实验室效率＞中试线效率＞量产线效率＞组件实际光照运作时效率，这本是正常的现象。但公司对外公布的资料，若与实际数据出入太大，难免有误导丶夸大之嫌。只是商业竞争的现实，大概没有公司会刻意眨低自己，来成就敌人。所以结论是，对于公司方面对外公布的效率数据，当做参考就好，等产品spec出来，一切自见分晓。５．每瓦成本AMAT，1.2to1.5USD/W。Oerlikon，2.1to2.45EUR/W（约合3~3.53USD/W，成本高的有些离谱，值得商榷；另一说为1.7USD/W）；公司估计，若组件效率10%，产能超过100MW+，成本会低于0.7EUR/W（约合1USD/W）。ULVAC，无资料。Jusung，＜1.5USD/W。XsunX，＜1.5USD/W。由于不知各设备商的测算基础为何，以上的成本只能仅供参考，尤其Oerlikon与其它设备商的价差颇大，故资料仅供参考。但有一点诸设备商的预估是相同的，若达到GW级产能，每瓦成本将会低于1USD/W。根据资料，笔者简单结论如下：１．投资金额高：除XsunX外，一条单结非晶硅生产线的投资案最少要5000万USD，而一条双结非晶硅/微晶硅生产线至少1亿USD起跳。２．规划产能大：客户投资多半划分三期，并以2010年为界，规划最终达到100MW丶200MW丶500MW或1GMW不等的产能目标。３．单线产出高：单一生产线产能最小的是ULVAC，只有12.5MW；最大的是AMAT，最多可以扩充到75MW。４．生产自动化：因采用成熟的LCD制程设备，故均能全自动化生产。５．产品双线化：除XsunX丶Jusung外，AMAT丶Oerlikon丶ULVAC均同时提供单结非晶硅丶双结非晶硅/微晶硅生产线。６．客源集中化：除XsunX外，诸设备商锁定的客户，多半是在集中在能源丶半导体丶LCD等电子及太阳能电池产业中的业者。小尺寸薄膜电池设备商目前市场上小尺寸薄膜电池设备商，清一色都是基于EPV路线发展丶衍生及改良者，计有EPV丶STF丶EnergoSolar丶NSTDA丶NanoPV丶华基光电（含Terrasolar）丶普乐新能源丶思博露科技丶北仪创新共九家。而根据各厂商及客户的资料，笔者简单摘录几项重点如下：2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139513１．单线售价`~以投资/产能来看（设备商自产者不算），排序如下：2200万USD5MWEPV1550万USD5MW华基光电1300万USD5MW北仪创新1250万USD5MW普乐新能源1200万USD5MW思博露科技1000万USD5MWSTF900万USD5MWEnergoSolar500万USD5MWNanoPV（如果设备商为求抢占市场份额，以成本价卖出，不求利润的话，理论上有可能达到）由上述资料可知，扣除最贵与最便宜者，国内设备商之间的价差并不是非常大，反倒是两家匈牙利设备商，其价格都比国内来得便宜，值得国内的设备商重新思考定价策略。２．所需空间25000sqm5MW普乐新能源（半自动）24000sqm5MW思博露科技（半自动）22,000sqm5MWEPV（半自动）4000sqm5MW北仪创新（半自动，此是根据世华创新科技而算，若是采用思博露设计，应该没有这么小）3300sqm5MW华基光电（全自动）2500sqm5MWNanoPV（全自动）由上述资料可知，自动化程度与厂房空间成高度正相关，同样的产能，半自动所需空间相当大。设厂空间大，意味着较高的建厂成本，尤其是现在土地成本节节高涨丶大面积土地取得不易之下，将更加不利。３．所需人力5MW介于100~200人之间。４．光转效率双结非晶硅/非晶硅，排序如下：6%EnergoSolar6%华基光电5.5%EPV5.5%NanoPV5%普乐新能源5%思博露科技2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-85761395145%北仪创新５．每瓦成本1.43USD/WEnergoSolar1.24USD/WEPV1.35USD/W思博露科技1.35USD/W北仪创新1USD/W华基光电无资料普乐新能源无资料NanoPV基本上，各家的成本均能低于1.5USD/W，虽然普乐丶NanoPV无资料，但比较同业，应该也是低于此水准。至于计算的基础是否包括折旧丶利息等费用，目前无法判别，只有向设备商索要更详细的成本列表，方能得知。结论根据各个设备公司销售的定单情况，再回头来看待硅基薄膜电池产业的竞争，2010年将会是一个转捩点，保守乐观预估，国内设备商应尚有二年时间可以应变。不论未来各厂商会如何竞争，最终取决还是在于每瓦成本上。大尺寸设备商固然优势甚多，然而小尺寸设备商也非是絶对劣势，关于在于设备商如何扬长避短，发挥一己所长。从投资人丶设备商的角度，提出个人的看法：１．投资人首先，硅基薄膜电池产业的商机已现，不论是上游的原料设备丶中间的组件生产，或者下游的经销通路丶光伏系统安装等，在未来应该会吸引愈来愈多企业投入。但以现实状况来看，上游的关键原料丶设备利润丰厚，但技术难度高，进入障碍大，目前为少数欧美日大厂寡占，这样的情况，相信在短期之内不会有所改变。换句话说，若有国内厂商能够突破困局，成本切入这些领域，除了将能获取庞大的商机外，也能进一步促使每瓦成本的降低。如，中国科技投入SNO2玻璃制造丶台湾的台塑集团跨入EVA生产等。其次是中间的组件制造，以现存加上即将量产的薄膜厂，在未来二年所开出的产能非常惊人（粗估有２G膜电池产业，恐怕风险已经升高。即便一开始有足够的资金可以购买设备，但在后续的产能扩充丶人才招募丶技术升级丶市场经营等方面，很可能会有后继无力的现象，在诸多条件都不如人的情况之下，很可能会在中途惨遭淘汰，值得企业老板谨慎思考。２．设备商平心而论，各家的设备水平相差有限，产品效率也在伯仲之间，技术也是各有擅长，没有人拥有所谓絶对的优势（有限是指同一档次间竞争者，大丶小尺寸设备商不应混为一谈）。而市场的反应及需求，也比厂商预期来的好，故在未来一丶二年内，订单已不是问题。故竞争的重点，在于降低设备成本丶产能的确保丶交期的缩短以及客户基础的扩大。2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139515台湾有成熟而完整的半导体丶LCD产业供应链，以及为数众多的电子丶太阳能企业，再加上台商擅长的制造丶管理及成本控制，所以AMAT丶Oerlikon在几个月前，都不约而同的造访台湾，寻找代工厂以评估设立薄膜设备研发及制造中心的条件。以下，是各设备商在台湾的布局概况：（１）AMAT丶EPV丶NanoPV：与北儒精密均有设备加工合作（２）华基光电：收购中华联合半导体，跨足设备制造。（３）Oerlikon：评估设立薄膜设备研发及制造中心。（４）ULVAC：在台湾已投资优贝克光电丶超净精密科技，生产丶组装FPD大型镀膜机台，并提供相关售后服务，在不久的将来，也应将会承接薄膜电池设备订单。现时各设备商的接单状况都不错，市场需求均超乎预期，因此目前设备交期，据闻都已拉长到一年以上。可以想见，设备商为了缩短交期，国内的设备代工将有很大的成长空间。而设备商为了不要受制于人丶确保产能品质以及系统整合的实力，收购相关周边设备商的动作想必会持续进行。如Oerlikon收购激光技术开发企业SiLas丶英国的Exitech；AMAT收购AKT等丶华基收购中华联合等。与此相比，国内的设备商除了思博露和北仪合作外，馀者看不出有强化设备制造能力的动作。尤其是思博露和北仪合作之后，结果是北仪也开始自推非晶硅生产线，这说明薄膜技术商若无稳定的设备制造能力支持，委外加工合作的结果，要不是培养出另一个竞争对手，否则就是受制于人，订单难以扩展。这一点，将会国内设备商发展的一个致命伤，值得经营者思考。以上资料意见，仅供参考，错误在所难免，尚请各位见京。如果有人愿意提供更详实的资料，笔者会很乐意更新。短期之内，此表将不会再更新，有意者请自行追踪各家消息。（完）2.5其他薄膜工艺【染料敏化太阳能电池】Dye-SensitizedSolarCells，DSSC此型光电池可是源自19世纪，人们照相技术的理念，但一直到超过100年后的1991年，瑞士科学家Gratzel采用纳米结构的电极材料，以及适切的染料，组成光电效率超过7﹪的光电池，此领域的技术研究开发，才引起大家积极而热烈的投入。此项成功结合纳米结构电极与染料而创造出高效率电子转移接口的技术，跳脱传统无材料固态接口设计，可说是第三代太阳能电池。目前全世界有八家公司已得到Gratzel教授授权，其中包括了Toyota/IMRA、SustainableTechnologyInternational（STI）等著名公司。此类型光电池的工作原理是藉由染料做为吸光材。染料中价电层电子受光激发，要升至高能阶层，进而传导至纳米二氧化钛半导体的导电层，在经由电极引至外部。失去电子的染料则经由电池中电解质得到电子，电解质是由I/I3+溶于有机溶剂中形成。此型电池的结构一般有两种，实验室制备的通常为三明治结构，上下均为玻璃，玻璃内源则为TCO。中间有两部份，包括含有染料的二氧化钛，以及溶有电解质的有机溶液。为利用已发展较成熟的其它薄膜光电池制备技术，Gratzel等，于1996年发展出三层式的monolithiccellstructure，采用碳电极取代一层TCO电极，各层的制备可直接沉积在另一层TCO上。玻璃并非必然的基材，其它具挠屈性透明材料亦可使用，因此roll-to-roll的制程亦可应用于此类型电池制备。德国的ISE公司已发展出包含网印方式的生产流程（如下图），制程非常简单。关于DSSC的制造成本，由于该型电池为新世代产品，目前并无量产市场，因此有不同的评估值，依据Gratzel1994年的估算，如以5﹪光电效率为基础，其制造成本约2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139516US$1.0~1.3/Wp（年产能5~10NWp/year），SolaronixSA1996年的钴算则为US$2.2/Wp/year（年产能4MWp/year）；相较于技术开发较久的CdTe（US$1.1/Wp，20MWp/year）、薄膜硅晶型（US$1.78/Wp，25MWp/year）两类型，成本差距似乎不大。DSSC发展的最大利基，咸认在于其简单的制程，不需昂贵设备与高洁净度的厂房设施。其次所使用材料二氧化钛、电解质等亦非常便宜。至于铂金属触媒以及染料，相信生产规模变大时，价格亦会下降。其次就如同其它部分薄膜光电池，因为可以使用具挠屈性基材，因此应用范围可大幅扩张，不似目前硅晶圆式，只适用于屋顶等少数场合。未来DSSC如要成为具商业竞争力，甚至达到高市占率，仍有几件事需要证明：一、光电池本身的长期使用性。虽然实验室以较严苛条件测试，推估使用十年以上没有问题，但毕竟还是缺乏对商业产品长期使用的实测数据。二、对大面积的制备技术，有待努力发展。目前此方面工艺研究投入较少。三、对整体电池模块细部的基础研究，仍有许多工作要做，此方面研究可促进产品质量与规格的确立。高能阶差半导体，光稳定性较高，因此如能以此类物质取代二氧化钛，学理上应较易获得耐久性DSSC产品，关于这方面研究，有部分研究单位也积极投入，惟至今仍未获得良好成果。开发新式染料以取代目前公认最佳的染料，有机钌金属（简称N3），亦是一项热门研究主题。有机染料化学是发展很久的一学术与产业领域，因此许多人相信经由适切的构思与系列实验，应有机会开发出吸光能力比N3好的有机染料，如此除可免除使用贵重的钌金属外，染料成本也可获得大幅降低。不同的薄膜电池需要不同的设备，促使很多时候薄膜电池的生产需要自己开发设备，这个也是导致薄膜电池大规模应用受到限制的一个原因。不过随着薄膜的火热这些问题都将因为大理的投入及市场强势需求而逐步解决。第三章薄膜电池产、供、销、需市场现状和预测分析3.1CdTe生产、供应量综述表2005-2013年全球主流CdTe组件企业产能（兆瓦）及总产能一览表产能：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年FirstSolar25752774359101500220030003000AntecSolar101025252525505050ARENDI00151540408080100Canrom11552525252525CALYXO008252525505050PrimeStar0000252550501002008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139517AVASolar0003103200200200200Others000002550100100Total368633050811531865270535553625来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球主流CdTe组件企业产能市场份额一览表产能市场份额2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年FirstSolar69.44%87.21%83.94%85.63%78.92%80.43%81.33%84.39%82.76%AntecSolar27.78%11.63%7.58%4.92%2.17%1.34%1.85%1.41%1.38%ARENDI0.00%0.00%4.55%2.95%3.47%2.14%2.96%2.25%2.76%Canrom2.78%1.16%1.52%0.98%2.17%1.34%0.92%0.70%0.69%CALYXO0.00%0.00%2.42%4.92%2.17%1.34%1.85%1.41%1.38%PrimeStar0.00%0.00%0.00%0.00%2.17%1.34%1.85%1.41%2.76%AVASolar0.00%0.00%0.00%0.59%8.93%10.72%7.39%5.63%5.52%Others0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%1.34%1.85%2.81%2.76%Total100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2FirstSolar始终占据垄断的优势，而且从目前掌握的信息来看，FirstSolar在过去的200520062007年确实如此，至于2008年，研究组依然认为FirstSolar具备垄断的优势，但之后的时间存在一定的变数，目前的数据按照截至2008年1月各个公司官方公告的数据及预测数据为准，未来有特别的变化或者调整，研究组将及时更新动态发展数据。表2005-2013年全球主流CdTe组件企业产量（兆瓦）及总产量一览表产量：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年FirstSolar21.459.91653106001000160023002600AntecSolar7.57.511202525304046ARENDI002102035507085Canrom0.20.513610152025CALYXO00151522304250PrimeStar0000520354570AVASolar000250110150180200Others000002504060Total29.167.91803507211224196027373136来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球主流CdTe组件企业产量市场份额一览表产量市场份额2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年FirstSolar73.54%88.22%91.67%88.57%83.22%81.70%81.63%84.03%82.91%2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139518AntecSolar25.77%11.05%6.11%5.71%3.47%2.04%1.53%1.46%1.47%ARENDI0.00%0.00%1.11%2.86%2.77%2.86%2.55%2.56%2.71%Canrom0.69%0.74%0.56%0.86%0.83%0.82%0.77%0.73%0.80%CALYXO0.00%0.00%0.56%1.43%2.08%1.80%1.53%1.53%1.59%PrimeStar0.00%0.00%0.00%0.00%0.69%1.63%1.79%1.64%2.23%AVASolar0.00%0.00%0.00%0.57%6.93%8.99%7.65%6.58%6.38%Others0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.16%2.55%1.46%1.91%Total100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2图2005-2013年全球CdTe组件产能产量（兆瓦）及增长率2005-2013年全球CdTe组件产能产量（兆瓦）及增长率050010001500200025003000350040000.00%50.00%100.00%150.00%200.00%250.00%300.00%产能（兆瓦）368633050811531865270535553625产量（兆瓦）29.167.91803507211227193027373136产能增长率138.89%283.72%53.94%126.97%61.75%45.04%31.42%1.97%产量增长率133.33%165.10%94.44%106.00%70.18%57.29%41.81%14.58%2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2上图可以得到下面的结论：2005-2013年产能年平均增长率为：93%2005-2013年产量年平均增长率为：85%侧面说明，CdTe组件的产能产量增长率快于晶硅电池组件的增长率（一般为35%左右）。表2005-2013年全球CdTe组件总产能利用率一览表产能（兆瓦）产量（兆瓦）产能利用率2005年3629.180.83%2006年8667.978.95%2007年33018054.55%2008年50835068.90%2009年115372162.53%2010年1865122765.79%2011年2705193071.35%2012年3555273776.99%2013年3625313686.51%2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139519来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球CdTe组件产量（兆瓦）转换率（%）售价、成本、利润（美元/瓦）产值（百万美元）利润率一览表产量（兆瓦）转换率售价（美元/瓦）产值（百万美元）成本（美元/瓦）利润（美元/瓦）利润率2005年29.18.30%2.2164.31.630.5826.24%2006年67.98.80%2.25152.81.450.835.56%2007年18010.30%2.45441.01.381.0743.67%2008年35011.10%2.47864.51.331.1446.15%2009年72111.80%2.451766.51.261.1948.57%2010年122712.40%2.362895.71.191.1749.58%2011年193012.90%2.294419.71.131.1650.66%2012年273713.60%2.165911.91.071.0950.46%2013年313614.20%2.016303.41.01149.75%来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2截至2008年1月，美国部分企业实验室CdTe组件的转换率高达16.5%，具体到商业化生产中，研究组认为短时间内无法达到这个水平，因此根据各个企业目前生产实际及技术整合能力的正常发展预测给出了上表的转换率数据，而由于转换率的提升促使CdTe组件产品的售价具有较好的保证，而成本由于规模化生产不断下降，因此研究组认为利润率不断提升，直到2011年开始下降，但依然保持较高的位置（50%的利润率接近2007年多晶硅原料企业的年平均利润率）。如果简单从上表的理解，也许大家会疑问为何这么好的利润率没有吸引庞大的投入及发展，这个环节似乎有点类似于多晶硅材料，尽管供不应求，但也没有能够解决缺口，CdTe组件的需求端也许没有多晶硅材料这么紧俏，但一旦突破技术瓶颈，顺利实现较高的转换率（比如10.5%或者以上），较低的成本（1.0-1.35美元/瓦），大批量投产（50兆瓦或更多），那么这样子的企业一定会受到欢迎或者接近疯狂的受投资者青睐的地步。这个环节，美国FirstSolar就是活生生的例子。至少目前的FirstSolar获得利润，青睐程度可以代表着薄膜领域同样不容简单小视。关于CdTe设备，截至目前，大部分CdTe组件生产企业基本上都是公司购买一定量的标准设备+自行设计的自由设备结合的生产线，就拿美国FirstSolar来说，他的设备大约有20%是自有设备。因此也可以理解为暂时没有全部百分百一站式生产线解决方案。从上面的企业分布来看，也可以看到，基本上是美国德国意大利的企业垄断了所有的CdTe组件生产，而且美国的转换率比较高，未来这个领域的市场将是美国制造商的天下。2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-85761395203.2CIS/CIGS生产、供应量综述表2005-2013年全球主流CIS/CIGS组件企业产能（兆瓦）及总产能一览表产能：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年Würth1.41.414.8254040406060Honda0027.527.527.555555585GlobalSolar24.24.2406060608080ShowaShell002020808080100100Miasolé02550505050505075Johanna000303060606090Odersun00553535356565Solibro000252550505075Sulfurcell01555551010AVANCIS000202020404040HelioVolt000202020404040Ascent0001.526.551.576.5100100DayStar000025255050100Others0000204080120150Total3.431.6126.5269464591.5721.58801070来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球主流CIS/CIGS组件企业产能市场份额一览表产能市场份额2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年Würth41.18%4.43%11.70%9.29%8.62%6.76%5.54%6.82%5.61%Honda0.00%0.00%21.74%10.22%5.93%9.30%7.62%6.25%7.94%GlobalSolar58.82%13.29%3.32%14.87%12.93%10.14%8.32%9.09%7.48%ShowaShell0.00%0.00%15.81%7.43%17.24%13.52%11.09%11.36%9.35%Miasolé0.00%79.11%39.53%18.59%10.78%8.45%6.93%5.68%7.01%Johanna0.00%0.00%3.95%1.86%7.54%5.92%4.85%7.39%6.07%Odersun0.00%0.00%3.95%1.86%7.54%5.92%4.85%7.39%6.07%Solibro0.00%0.00%0.00%9.29%5.39%8.45%6.93%5.68%7.01%Sulfurcell0.00%3.16%3.95%1.86%1.08%0.85%0.69%1.14%0.93%AVANCIS0.00%0.00%0.00%7.43%4.31%3.38%5.54%4.55%3.74%HelioVolt0.00%0.00%0.00%7.43%4.31%3.38%5.54%4.55%3.74%Ascent0.00%0.00%0.00%0.56%5.71%8.71%10.60%11.36%9.35%DayStar0.00%0.00%0.00%0.00%5.39%4.23%6.93%5.68%9.35%Others0.00%0.00%0.00%0.00%4.31%6.76%11.09%13.64%14.02%Total100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2从上表可以看出，CIGS产能分布非常分散，2008年产能数据来看，产能比重最大的企业也没有超过全部产能的20%，而到2013年则排名第一的产能比重也小于10%，尽管未来的数2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139521据依然存在变数，但侧面说明CIGS不像CdTe那样存在FirstSolar一家独大的局面。表2005-2013年全球主流CIS/CIGS组件企业产量（兆瓦）及总产量一览表产量：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年Würth1.21.45152233384355Honda005152030404560GlobalSolar1.844143045506070ShowaShell004122540608090Miasolé015101520232530Johanna00051535455565Odersun001.43.5818254050Solibro00031230404555Sulfurcell00.112.53.54.556.58AVANCIS0002812283335HelioVolt00021016253035Ascent0000.51030507590DayStar0000313254060Others0000415305070Total36.525.484.5185.5341.5484627.5773来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球主流CIS/CIGS组件企业产量市场份额一览表产量市场份额2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年Würth40.00%21.54%19.69%17.75%11.86%9.66%7.85%6.85%7.12%Honda0.00%0.00%19.69%17.75%10.78%8.78%8.26%7.17%7.76%GlobalSolar60.00%61.54%15.75%16.57%16.17%13.18%10.33%9.56%9.06%ShowaShell0.00%0.00%15.75%14.20%13.48%11.71%12.40%12.75%11.64%Miasolé0.00%15.38%19.69%11.83%8.09%5.86%4.75%3.98%3.88%Johanna0.00%0.00%0.00%5.92%8.09%10.25%9.30%8.76%8.41%Odersun0.00%0.00%5.51%4.14%4.31%5.27%5.17%6.37%6.47%Solibro0.00%0.00%0.00%3.55%6.47%8.78%8.26%7.17%7.12%Sulfurcell0.00%1.54%3.94%2.96%1.89%1.32%1.03%1.04%1.03%AVANCIS0.00%0.00%0.00%2.37%4.31%3.51%5.79%5.26%4.53%HelioVolt0.00%0.00%0.00%2.37%5.39%4.69%5.17%4.78%4.53%Ascent0.00%0.00%0.00%0.59%5.39%8.78%10.33%11.95%11.64%DayStar0.00%0.00%0.00%0.00%1.62%3.81%5.17%6.37%7.76%Others0.00%0.00%0.00%0.00%2.16%4.39%6.20%7.97%9.06%Total100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%来源：各个企业，恒州博智整理，2008.22008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-85761395图2005-2013年全球CIS/CIGS组件产能产量（兆瓦）及增长率2005-2013年全球CIS/CIGS组件产能产量（兆瓦）及增长率0200400600800100012000.00%100.00%200.00%300.00%400.00%500.00%600.00%700.00%800.00%900.00%产能（兆瓦）3.431.6126.5269464591.5721.58801070产量（兆瓦）36.525.484.5185.5341.5484627.5773产能增长率829.41%300.32%112.65%72.49%27.48%21.98%21.97%21.59%产量增长率116.67%290.77%232.68%119.53%84.10%41.73%29.65%23.19%2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2上图可以得到下面的结论：2005-2013年产能年平均增长率为：176%2005-2013年产量年平均增长率为：117%侧面说明，CIS/CIGS组件的产能产量增长率快于CdTe电池组件的增长率（不超过100%）。表2005-2013年全球CIS/CIGS组件总产能利用率一览表产能（兆瓦）产量（兆瓦）产能利用率2005年3.4388.24%2006年31.66.520.57%2007年126.525.420.08%2008年26984.531.41%2009年464185.539.98%2010年591.5341.557.73%2011年721.548467.08%2012年880627.571.31%2013年107077372.24%来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球CIS/CIGS组件产量（兆瓦）转换率（%）售价、成本、利润（美元/瓦）产值（百万美元）利润率一览表产量（兆瓦）转换率售价（美元/瓦）产值（百万美元）成本（美元/瓦）利润（美元/瓦）利润率2005年39.30%2.286.81.750.5323.25%2006年6.59.80%2.3215.11.550.7733.19%2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-85761395232007年25.410.30%2.3559.71.460.8937.87%2008年84.510.80%2.39202.01.420.9740.59%2009年185.511.20%2.46456.31.351.1145.12%2010年341.511.70%2.52860.61.241.2850.79%2011年48412.20%2.441181.01.211.2350.41%2012年627.512.70%2.321455.81.131.1951.29%2013年77313.20%2.191692.91.081.1150.68%来源：各个企业，恒州博智整理，2008.2截至2008年2月，全球CIS/CIGS电池的实验室最高转换率达19.5%，具体到商业化生产中，研究组认为短时间内无法达到这个水平，因此根据各个企业目前生产实际及技术整合能力的正常发展预测给出了上表的转换率数据，而由于转换率的提升促使CIS/CIGS组件产品的售价具有较好的保证，而成本由于规模化生产不断下降，因此研究组认为利润率不断提升，直到2012年开始下降，但依然保持较高的位置（50%的利润率接近2007年多晶硅原料企业的年平均利润率）。如果简单从上表的理解，也许大家会疑问为何这么好的利润率没有吸引庞大的投入及发展，这个环节似乎有点类似于多晶硅材料，尽管供不应求，但也没有能够解决缺口，CIS/CIGS组件的需求端也许没有多晶硅材料这么紧俏，但一旦突破技术瓶颈，顺利实现较高的转换率（比如11.50%或者以上），较低的成本（1.40美元/瓦以内），大批量投产（30兆瓦或更多），那么这样子的企业一定会受到欢迎，这个环节，德国的WürthSolar具有一定的代表意义。关于CIS/CIGS设备，截至目前，大部分CIS/CIGS组件生产企业基本上都是购买设备制造商标准设备+自行设计的自由设备结合的生产线，制造工艺方面则是超过85%的企业用真空式工艺，另外有Nanosolar等两个企业采用印刷式工艺（不过暂时没有投产）。因此可以相信真空式亦然会是主流。关于原料，铟全球储量约10万吨，硒约80万吨，均属稀有珍贵元素。国外曾计算，如以效率10﹪的电池计算，人类如全面使用CIGS光电池发电供应能源，可能只有数年光景可用。一旦大量生产这类电池，恐怕铟和硒就会涨到钻石的价格上去，Nano声称的低成本也就不复存在。显然，原料的珍稀实际上已经提前判定CIS和CIGS今后只能成为目前太阳能电池的补充，而不能大规模应用成为主流。此外，CIGS电池的缓冲层CdS有潜在毒害，这个和人们对CdTe的担忧近似。从上面的企业分布来看，也可以看到，基本上是美国德国日本的企业垄断了所有的CIS/CIGS组件生产，而且德国的转换率比较高，未来这个领域的市场将是德美日制造商的天下。3.3硅基薄膜生产、供应量综述表2005-2013年全球主流硅基薄膜组件企业产能（兆瓦）及总产能一览表产能：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2008年全球及中国薄膜太阳能电池产业深度研究报告江苏尚泰太阳能有限公司钱志军136152988160511-8576139524UNISolar285858118178298298358418Kaneka233055701001301301