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晶硅电池VS薄膜电池 清楚什么是适合自己的
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此次做薄膜电池的专题，让记者想起日前采访过的安泰科技，专注于冶金行业的该公司如同其他热衷新能源业务的勇士一样，早在2006年就涉足了薄膜太阳能电池业务。
安泰科技与德国一家太阳能公司合作介入新型薄膜太阳能电池开发生产领域，2009年双方计划设立薄膜太阳能电池项目合资公司，但至今尚未如愿，原因是该公司计划在薄膜电池转换率达到7%的指标后再成立合资公司，但目前这一指标尚未达到。
事实上，类似安泰科技这样主业并非光伏电池、却在当年薄膜电池的投资热潮中不惜投身的企业不在少数。国内规模最大的家用纺织品生产商孚日股份称，今年6月底公司的薄膜太阳能电池项目将开始产出。
在当时多晶硅的价格高点，薄膜电池的成本能够做到晶硅电池的40%，在不少人看来，薄膜电池就是一种革新性的技术，有望取代晶硅电池，因此带动企业投资热潮也不难理解。
但随着多晶硅价格的下跌，薄膜电池与晶硅电池的成本差距逐步缩小至20%左右，综合来看，薄膜电池相比晶硅电池并不具有优势。
事实上，薄膜电池生产线的启动资金并不是小数目。尽管这些企业追逐新技术、新机遇的精神可嘉，但面对难以预测的市场环境，进入一个新技术领域还是宜三思后行。毕竟每一种新技术诞生与发展都不会那么一帆风顺，产业技术路线前景变幻莫测，就连“行家里手”都有看走眼的时候。当然，如果不愿错过发展机会，明智的做法也应该是在清楚自身实力和能力的前提下做出适合企业的决策。
话说回来，无论是晶硅技术还是薄膜技术，在过去几年内，其技术进步速度都并未带来太大惊喜。业内人士表示，从最主流的晶体硅太阳能技术来看，过去五年并没有显著的技术进步，主流厂的电池转换效率也就是提高了1个百分点。美国有一家公司将转换率做到高出主流厂约3到4个百分点，但是成本也相应有所提高。再看薄膜电池，尽管有包括碲化镉等多种技术路线可供选择，但要么其转换率提升难度较大，要么受制于资源供应，要么还只处于实验室阶段，发展阻力显而易见。
以目前的技术条件和其他因素来看，断言薄膜电池与晶硅电池谁更有前途都不够公允。已经投身薄膜电池或者晶硅电池的“多头”，都不必着急懊丧或者庆幸，如同多晶硅价格当年上演的戏剧性暴涨暴跌一样，市场环境往往瞬息万变，对于市场参与者来说，应该做的是如何更加贴近产业技术的前沿阵地，如何看清技术革新的风向甚至为技术革新贡献一份力量。不难想象，如果安泰科技的薄膜太阳能电池技术迅速取得突破，该项目对公司的业绩贡献将不言而喻。
因此，与其在光伏产业发展半途就走何种技术路线而大打“口水仗”，还不如集中精力进行技术攻关，充分参与市场竞争以降低成本，提升效率，毕竟任何尝试都需要付出代价，都存在风险。如果企业清楚自身需求，对未来目标充分预期，立足自身实际来做决策，那么弯路不会走得太多。（记者 邢佰英）
（责任编辑：魏敏）
本文来源：中国经济网
责任编辑：王晓易_NE0011
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403 Forbidden薄膜电池虽好，但十年内不可能取代晶硅电池-模拟/电源-与非网
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会议中，中山大学太阳能研究院院长沈辉教授发表致辞并发表了《光伏发展现状与趋势》的演讲。在演讲中，沈辉教授分享了他的一个判断，在未来的十年乃至更长的时间，晶体硅电池的主导地位很难被替代。
沈辉教授表示，太阳能光伏产业和半导体产业有很大的相通性。作为支撑当前的信息社会的主要技术，90%以上的微电子产品都是从硅材料制造而来，另外10%左右的半导体材料来自于III-V的半导体材料。而当前的主流太阳能产品也是建立在晶体硅的基础上发展而来从资源角度来看，作为地球范围内分布最广的元素之一，硅元素构成了地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。在一定程度上来说，硅材料是取之不尽，用之不竭的。
从技术角度，从20世纪五十年代到现在为止，技术暂时还没有呈现出衰亡的迹象。这一点，我们可以参考相机的发展历史。从黑白相机、到彩色相机，再到如今的数码相机，一次次的颠覆性技术让前一代产品逐渐衰亡。而太阳能电池技术目前还没有出现可以割裂出代差的划时代新技术。目前媒体常常说的所谓第一代、第二代或者第三代光伏技术其实都是不科学的称呼。太阳能技术仍处于第一代时期，没有第二代，更遑论第三代技术。究其根本，给技术分代，是一个严谨、科学的事情。从原理上看，目前的太阳能电池其本质就是半导体材料科学，都是来源于P-N结。只要这种状况没有发生改变，现有的各种新方向技术，是不能够作为分代依据的。即使是在欧洲的光伏科学界，也是不承认第二代、第三代太阳能技术的--包括与聚光光伏技术，都尚属第一代范畴。
对于晶硅电池与薄膜电池之间的关系，沈教授用了&不矛盾&来解释。晶硅电池与薄膜电池同属于一个太阳能技术，虽然不同方向，但没有你死我活的争端，两者的主要争论点更应该说是谁是主角谁是配角的问题。其产品特性决定了在不同的环境中有不同的使用度。晶体硅电池技术一直在进步，2010年的时候晶硅电池普遍只有10%的转换效率，但经过四五年来的发展，多晶硅电池转换效率达到了18%，单晶硅电池更是在向20%的效率迈进，预测未来1-2年内其平均转换效率还将提升0.5个百分点。
当前的晶硅电池技术也在分流，我们将看到光伏产业进入PERC电池时代。PERC电池称谓来源于Passivated Emitter and Rear Cell的缩写，即钝化发射极背面接触电池。目前台湾地区已经有PERC电池的规模化生产，大陆光伏企业也起步多时。PERC技术是一种同时适用于多、单晶硅电池的技术，当前效率分别为19.5%-20%、20%-21%的分布范围，个别企业已经做到了22%的最高效率，前景巨大。
在论述薄膜电池与晶硅电池技术的关系的时候，沈辉教授还用做了例子。HIT太阳能电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，在一定程度上可以说是晶硅技术与薄膜技术的结合。日本企业在HIT技术可以说走在了前沿，国内企业更多的是牛刀小试，在规模化生产方面仍然落后于人。这是单纯的电池技术问题，还由国内装备制造水平与材料科学息息相关。不过中国光伏企业也自有其优势，天合光能的多晶硅电池技术转换效率已经达到了24.4%，打破了德国弗劳恩霍夫研究院十数年来的垄断地位。总结而言，未来晶体硅电池技术不会衰弱，但会逐渐演变为由PERC电池、HIT电池以及IBC电池为主导方向的更多元时代。
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薄膜太阳能电池
薄膜太阳能电池行业定义及分类薄膜太阳能电池行业定义薄膜太阳能电池（简称：薄膜电池）指用硅、硫化镉、砷化镓等制备成的厚度在微米量级的薄膜为基体材料，通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其特点是该种材料对太阳光的吸收系数很高，可以在较薄的厚度吸收大部分太阳能量。薄膜太阳能电池产品分类就目前研究领域开发出的薄膜太阳能电池可分成以下几类：1）硅基薄膜电池，包括：非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池；2）化合物半导体电池，包括：铜铟镓锡系列薄膜电池（CIGS）、碲化镉系列薄膜电池（CdTe）；3）新技术新材料电池，包括：有机薄膜太阳能电池、纳米染料二氧化钛薄膜太阳能电池和球状硅薄膜电池。图表1：薄膜太阳能电池分类&资料来源：前瞻产业研究院薄膜太阳能电池行业研究小组整理薄膜太阳能电池行业政策环境分析薄膜太阳能电池行业政策动向2006年2月，国务院发布国家中长期科技发展规划纲要，将高性价比太阳能光伏电池及利用技术、太阳能建筑一体化技术列入重点研发领域；太阳能电池相关及关键技术被列入重点研究领域。2007年，国家出台《节能减排综合性工作方案》，明确规定将加强发展包括风能、太阳能、地热能、水电等在内的替代能源。2007年6月，国务院发布中国应对气候变化国家方案。积极发展太阳能发电，在偏远地区推广光伏发电系统或建设小型光伏发电站，在城市推广普及太阳能一体化建筑；重点研究低成本规模化的高性价比光伏及利用技术、太阳能建筑一体化技术。2007年9月，国家发改委发布《可再生能源中长期规划》。规划太阳能发电总容量在2010年达到300MW，2020年达到1800MW。另据国家发改委最新信息，正在修订中的《可再生能源中长期规划》拟将2020年太阳能发电总容量规划目标提高至20GW。2009年3月，财政部、住房和城乡建设部提出实施&太阳能屋顶计划&，对建筑一体化项目予以政策扶持。2009年3月，财政部发布太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法对城市光电建筑一体化应用，农村及偏远地区建筑光电利用，太阳能光电产品建筑安装技术标准规程的编制以及太阳能光电建筑应用共性关键技术的集成与推广给予补助。2009年11月，国家发布《关于做好&金太阳&示范工程实施工作的通知》，要求加快实施&金太阳&示范工程，共安排294个示范项目，发电装机总规模为642兆瓦，较之原定500兆瓦的规模增加了30%；年发电量约10亿千瓦时，初步测算工程总投资近200亿元，计划用2-3年时间完成。2009年12月，全国人大可再生能源法（修正案）明确鼓励和支持可再生能源并网发电；实行可再生能源发电全额保障性收购制度；鼓励单位及个人安装太阳能光伏发电系统。2010年4月，财政部和住房城乡建设部发布了《关于组织申报2010年太阳能光电建筑应用示范项目的通知》（下称《通知》）。该补贴计划已并入金太阳工程，一共将延续三年。《通知》称，根据《财政部、住房城乡建设部关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《财政部关于印发&太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法&的通知》，各地可以申报2010年度太阳能光电建筑应用示范项目。其中，优先支持的项目类型包括：太阳能光电建筑应用一体化程度较高的建材型、构件型项目；已出台并落实上网电价、财政补贴等扶持政策的地区项目；2009年示范项目进展较好的地区项目。2011年1月，科技部表示，&十二五&期间，中国政府在太阳能方面，将重点支持以硅基、镝化镉等薄膜电池制备为代表的低成本薄膜和新型太阳电池产业化关键技术；以电站设计、运行、保护等为代表的百兆瓦级大型并网光伏电站关键技术与装备；以及吉瓦级太阳能热发电站关键技术。2011年7月，发改委发布关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知。通知表示，为规范太阳能光伏发电价格管理，对非招标太阳能光伏发电项目实行全国统一的标杆上网电价。通知要求，日以前核准建设、日建成投产、我委尚未核定价格的太阳能光伏发电项目，上网电价统一核定为每千瓦时1.15元（含税，下同）；而日及以后核准的太阳能光伏发电项目，以及日之前核准但截至日仍未建成投产的太阳能光伏发电项目，除西藏仍执行每千瓦时1.15元的上网电价外，其余省（区、市）上网电价均按每千瓦时1元执行。日，国务院常务会议讨论通过《&十二五&国家战略性新兴产业发展规划》，《规划》明确了新能源产业要发展技术成熟的核电、风电、太阳能光伏和热利用、生物质发电、沼气等，积极推进可再生能源技术产业化。薄膜太阳能电池行业发展规划1、《太阳能光伏产业&十二五&发展规划》日，工业和信息化部印发《太阳能光伏产业&十二五&发展规划》。（1）发展目标1）经济目标&十二五&期间，光伏产业保持平稳较快增长，多晶硅、太阳能电池等产品适应国家可再生能源发展规划确定的装机容量要求，同时积极满足国际市场发展需要。支持骨干企业做优做强，到2015年形成：多晶硅领先企业达到5万吨级，骨干企业达到万吨级水平；太阳能电池领先企业达到5GW级，骨干企业达到GW级水平；1家年销售收入过千亿元的光伏企业，3-5家年销售收入过500亿元的光伏企业；3-4家年销售收入过10亿元的光伏专用设备企业。在目前光伏产业正处于集体过冬的关键阶段，工信部及时出台此规划，尤其是支持有实力和竞争能力的企业做优做强，无疑是对整个行业发展的利好。2）技术目标多晶硅生产实现产业规模、产品质量和环保水平的同步提高，还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5%、99%、99%，到2015年平均综合电耗低于120度/公斤。单晶硅电池的产业化转换效率达到21%，多晶硅电池达到19%，非晶硅薄膜电池达到12%，新型薄膜太阳能电池实现产业化。光伏电池生产设备和辅助材料本土化率达到80%，掌握光伏并网、储能设备生产及系统集成关键技术。3）创新目标到2015年，企业创新能力显著增强，涌现出一批具有掌握先进核心技术的品牌企业，掌握光伏产业各项关键技术和生产工艺。技术成果转化率显著提高，标准体系建设逐步完善，国际影响力大大增强。充分利用已有基础，建立光伏产业国家重点实验室及检测平台。4）光伏发电成本目标到2015年，光伏组件成本下降到7000元/千瓦，光伏系统成本下降到1.3万元/千瓦，发电成本下降到0.8元/千瓦时，光伏发电具有一定经济竞争力；到2020年，光伏组件成本下降到5000元/千瓦，光伏系统成本下降到1万元/千瓦，发电成本下降到0.6元/千瓦时，在主要电力市场实现有效竞争。（2）发展重点《规划》将高纯多晶硅、硅碇/硅片、晶硅电池、薄膜电池、高效聚光太阳能电池、BIPV组件、光伏生产专用设备、配套辅料、并网及储能系统、公共服务平台建设十项列为发展重点。其中对薄膜电池的发展重点介绍如下。重点发展非晶与微晶相结合的叠层和多结薄膜电池。降低薄膜电池的光致衰减，鼓励企业研发5.5代以上大面积高效率硅薄膜电池，开发柔性硅基薄膜太阳电池卷对卷连续生产工艺等。及时跟进铜铟镓硒和有机薄膜电池的产业化进程，开发并掌握低成本非真空铜铟镓锡薄膜电池制备技术，磁控溅射电池制备技术，真空共蒸法电池制备技术，规模化制造关键工艺。2、《太阳能发电科技发展&十二五&专项规划》日，科技部印发了《太阳能发电科技发展&十二五&专项规划》。《太阳能发电科技发展&十二五&专项规划》明确提出的目标包括：促进太阳能发电的规模化应用，晶硅电池效率20%以上，硅基薄膜电池效率10%以上，碲化镉、铜铟镓硒薄膜电池实现商业化应用，装机成本1.2万至1.3万元/kW，初步实现用户侧并网光伏系统平价上网，公用电网侧并网光伏系统上网电价低于0.8元/kWh，基本掌握多种光伏微网系统关键部件及设计集成技术，实现示范应用。太阳能热发电具备建立100MW级太阳能热发电站的设计能力和成套装备供应能力，无储热电站装机成本1.6万元/kW；带8小时储热电站装机成本2.2万元/kW，上网电价低于0.9元/kWh。《太阳能发电科技发展&十二五&专项规划》非常系统、全面，对太阳能发电科技进行了全产业链规划布局，材料、器件、系统及装备4个方向都有详细布局。在材料方面，太阳能级硅材料位于光伏产业链最上游，生产技术含量高、投资大。多晶硅材料与太阳电池关键配套材料生产制备技术的发展有利于降低光伏电池生产成本和光伏发电成本、实现硅材料生产的环境友好和可持续发展。在器件方面，太阳能电池是太阳能发电系统的重要组成部件，太阳能电池转化效率的提高和生产成本的降低将直接影响光伏发电系统的整体效率与成本。逆变器是光伏系统中的核心部件，它的好坏直接关系发电能力和电能质量，在规划中也有布局。在系统方面，光伏规模化利用的成套关键技术与装备技术的突破，将改变我国近年来光伏产业和市场发展的反差，有效推动光伏发电技术在我国的大规模应用。开展自主知识产权的太阳能热利用关键装备和系统集成科技攻关，依托规模化示范工程建设，将推动太阳能热利用技术与产业发展。在装备方面，太阳光伏生产设备是贯穿整个产业链的基础。目前，亟须提高我国太阳能光伏生产设备的国产化能力，为形成具有自主知识产权的太阳能电池完整生产线奠定基础。薄膜太阳能电池行业发展状况分析2009年，中国薄膜太阳能电池产量增长较快，主要是2008年投产企业较多，众多薄膜太阳能电池企业生产步入正常轨道。2009年，中国薄膜太阳能电池产量达263MW；2010年，中国薄膜电池产量为380MW，同比增长44.5%；2011年，中国薄膜太阳能电池产量达405MW。2012年中国薄膜太阳能电池产量为462MW；2013年中国薄膜太阳能电池产量达到了554MW，同比增长19.95%。图表2：年中国薄膜太阳能电池行业产量情况（单位：MW）&资料来源：前瞻产业研究院薄膜太阳能电池行业研究小组整理具体内容详见前瞻产业研究院发布的《》。薄膜太阳能电池行业国内领先企业深圳市拓日新能源科技股份有限公司创益太阳能控股有限公司新奥光伏能源有限公司尚德电力控股有限公司天津市津能电池科技有限公司汉能控股集团有限公司南通强生光电科技有限公司蚌埠市普乐新能源有限公司浙江正泰太阳能科技有限公司保定天威薄膜光伏有限公司&
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运用卷对卷制程　薄膜电池轻薄又可靠
穿戴式装置对轻薄外形设计的要求，促使薄膜电池技术日益受到市场重视。最新的薄膜电池使用碳酸酯类化合物高黏度溶剂与低黏度内酯类化合物溶剂，达到可挠曲、高安全性及高容量密度，并能利用卷对卷(Roll-to-roll)方式大量生产，降低其制造成本。
　　穿戴式装置对轻薄外形设计的要求，促使薄膜电池技术日益受到市场重视。最新的薄膜电池使用碳酸酯类化合物高黏度溶剂与低黏度内酯类化合物溶剂，达到可挠曲、高安全性及高容量密度，并能利用卷对卷(Roll-to-roll)方式大量生产，降低其制造成本。　　自可携式电子产品蓬勃发展以来，可挠曲薄膜电池已受高度重视，包括交通运输用悠游卡片、安全机制用识别器、无线通讯用传输器、金融交易用智慧卡、电子钱包，以及美容医疗贴布等，都须大量使用可挠曲薄膜电池。　　此外，自2013年Google推出智慧眼镜；索尼(Sony)、三星等推出智慧手表，便引爆穿戴式装置的风潮。穿戴式装置不仅能应用于资讯娱乐、运动健身、医疗照护及工业/军事等四大领域，其更能配合手持式装置运用，使行动应用更加多元，进而带动穿戴式装置市场与相关产业链的新兴商机，是产业中极具发展价值的领域。　　迎合穿戴式装置设计　薄膜电池技术日益精进　　薄膜电池基础技术的开发，来自橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory， ORNL)。橡树岭国家实验室明确定义薄膜电池为的一种，系透过射频磁控溅射和热蒸镀的方式，做为正极、电解质和负极层的制造，其厚度小于数微米。然而，这种技术缺点是制程复杂、设备价格昂贵、电池容量仅Ah范围，因此，难以大量生产，也无法因应穿戴装置需求。　　近来薄膜电池产业竞争厂商数量与日俱增，且各有所长。技术主要以固态电池与高分子基两大技术为主。固态薄膜电池大部分仍使用ORNL开发技术，正极为锂氧化物；负极为锂金属；锂磷氧氮化物(LiPON)为电解质，并利用溅镀或沉积方式，使电极材料附着于各陶瓷、半导体、金属箔或塑料基材上。全球使用这种技术的公司，包括Cymbet、Excellatron、Infinite Power Solutions、Solicore等。　　其中，Solicore使用Polymer Electrolyte(PME)的专利，以涂布方式制造薄膜电池；而Cymbet则用原有ORNL提供的技术，以较低温(100℃)方式制造电池，因此，薄膜沉积的基板将能有更多基材选择，特别是能纳入柔性基板。　　另外，亦有固态电池厂商开发专有技术，用于生产奈米厚度的涂层。此方法称为气相沉积凝固法(VDS)，其提供传统真空、电浆和雷射技术，以控制薄膜结构在原子级等级。相较现有方法，气相沉积凝固法能同时达到较快蒸发和沉积速度，但最主要的缺点仍是制造成本相当高，导致市场无法接受。全球薄膜电池厂商产品与规格比较表，如表1所示。　　有别于传统固态电池制造方法，较新颖的可挠曲薄膜电池制造技术，从设计层面来看，新可挠曲薄膜电池拥有固态电池超薄厚度的特性，还可提供电池耐挠曲功能，具高安全性、高容量密度等特色。拓志光机电透过专利技术，能使电池表现像液态电池一样，并且没有安全问题，另外，核心技术是利用碳酸酯类化合物高黏度溶剂，如图1化学式1所示。　　　　图1　化学式1为利用碳酸酯类化合物高黏度溶剂的核心技术；化学式2则表示低黏度内酯类化合物溶剂搭配使用。
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