- 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
- 中國太陽能電池產業(yè)比重僅占10%
在薄膜太陽能電池技術這一新興領域，一些中國企業(yè)不甘落后。但這一綠色能源技術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，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品，又是一種新型建筑材料，更容易與建筑物完美結合。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上，領先者是美國、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。當然，薄膜太陽能的技術難度也較高，被認為是多晶硅太陽能電池之后的下一代太陽能技術。
目前，薄膜太陽能電池種類較多，現(xiàn)已進行大規(guī)模產業(yè)化生產的主要有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)。其中后者的技術為全球最大的薄膜太陽能電池生產商美國第一太陽能(First Solar)所壟斷，其光電轉化率在11%~12%以上。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池技術的使用尚不廣泛，其轉化率為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。 據中國電子材料行業(yè)協(xié)會專家李清巖介紹，雖然薄膜太陽能電池的產業(yè)規(guī)模目前與晶硅電池相比仍存在相當大的差距，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)模生產起步于2008年。由于當時晶體硅價格偏高，導致投資者將目光轉向成本相對較低的薄膜太陽能電池領域。英利能源(北京) 有限公司項目經理陳凌然解釋說，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——薄膜電池生產過程中釋放的三氟化氮，被認為是一種溫室氣體。
2008年，美國加州大學歐文分校地球系統(tǒng)科學系教授邁克爾•普拉瑟(Michael Prather)及其同事在《地球地理學研究學報》上發(fā)布研究論文稱，三氟化氮的溫室效應是二氧化碳的17000倍。在半導體、液晶面板和薄膜太陽能電池生產過程中，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)測結果表明，大氣中三氟化氮的排放量要比預期的高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)清潔能源技術的使用，無論是薄膜太陽能電池，還是風力發(fā)電機，其生產過程都會伴隨溫室氣體的產生，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業(yè)中的比重僅占10%左右。而且，在未來10年到20年以內，它在產業(yè)中還不會占據主導地位。”
目前，商業(yè)化的三種薄膜太陽能電池技術中，硅基薄膜技術是最便于推廣的；碲化鎘技術中由于鎘是重金屬，所以存在潛在的環(huán)境污染風險；而銅銦鎵硒技術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。硅基薄膜技術所需的硅材料十分普遍，一般公司都可以拿到技術和生產線，具有大規(guī)模商業(yè)化的可能。
據陳凌然介紹，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，相對于光電轉化率高達16%?17%的晶硅太陽能電池而言，薄膜電池的轉化率較低，目前國內生產的電池能達到8%，就已經很不錯了；第二，由于對薄膜太陽能技術存在一定的質疑，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商，在歐洲也沒有什么知名度。再者，生產線較貴，加之國內生產企業(yè)規(guī)模較小，每年生產線折舊成本高。“這些因素平攤算下來，薄膜太陽能電池的生產成本也并不便宜。”陳凌然說。
據了解，中國國內現(xiàn)有30家左右的薄膜太陽能生產企業(yè)，其中多數(shù)使用歐洲生產線進行生產。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，因為產自中國的薄膜太陽能電池還沒有經過一個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。
中國產品由于在國際市場上少有人使用過而缺少“名分”，這是國內薄膜太陽能電池產業(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，讓人們對太陽能產業(yè)“中國制造”的前景增添了希望。
