太阳能薄膜电池风险分析

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1、太阳能薄膜电池风险分析太阳能薄膜电池风险分析(2009-06-0909:00:52)转载标签：杂谈中国政府提倡的风能、太阳能、生物质能和水电等可再生能源，只有太阳能是唯一来自外星球的能源，具有既廉价又高成本的复合特点。太阳能电池光电转化过程是阳光照射电池时，在P-N结处形成内部电场，吸收的光能传给半导体，能量导致电子从原子中溢出，电场迫使电子定向流动形成电流，通过电池顶部和底部安装金属触点，将电流引出使用。由硅晶体组成的传统硅晶太阳能电池,为防止碎裂表面通常覆盖一层钢化玻璃,因而造成重量大,携带不便,抗震能力差,造价高。而且晶体硅电池加工工艺十分复杂，需要用先进设备对硅进行提

2、纯，只有提纯到99.9999%的晶体硅才能被用来制作太阳能电池。这个过程中的高精度、高耗能、高污染使传统太阳能电池成本居高不下。太阳能薄膜电池克服了上述缺点,具有重量轻,厚度薄.可弯曲,易携带、抗热性能好、不易破损，可用于野外机动能源供应，异形表面发电系统，例如，可折叠的移动式气球太阳能电池发电单元。虽然目前薄膜太阳能电池的市占率不到一成，其转换效率、量产良率、设备成本等问题也待克服，然而薄膜太阳能电池具节省材料、可在价格低廉的玻璃、塑料或不锈钢基板上制造、可大面积生产、可制成可挠性、容易配合建筑外墙施工，应用弹性大等优点预示着它的广阔前途。薄膜太阳能电池的最大优势在于其成本

3、，在相同面积下，晶硅太阳能电池的厚度是0.2毫米左右，而薄膜太阳能电池厚度只有它的1%即2‰毫米，材料用量可以节省很多，单位每瓦成本低于晶体硅近3/4。而近年来原料硅的价格大涨，从2003年的30美元/公斤涨到2008年的500美元/公斤，几乎涨了16倍。对于不掌握关键技术的企业受制于国外垄断巨头的技术封堵。30年前就研制成功的非晶硅薄膜，由于转换效率只有多晶硅的一半，被束之高阁多年，是硅材料供应危机引发薄膜电池投资热潮。2007年，全球薄膜太阳能电池产量达到400MW，同比增加1.2倍，市场占有率由2006年的8.2%提升至12%。权威估计，2050年太阳能在整个能源结构中

4、会占到1/5的份额，这就意味着它的经济规模将在100万亿以上，形成了一个周期绵长、采集容易、需求强劲、容量巨大，无法独占的庞大市场。太阳能薄膜电池生产工艺十分简单，既不需要复杂的设备，也不需要把晶体硅提纯到99.9999%。其生产过程是，如果是柔性基底就选用薄钢片或铝箔，如果是硬性基底就选用一块镀了二氧化硅的导电玻璃，然后在上面先镀上硅，再镀上铝和锌，最后用塑料封装，一块太阳能薄膜电池就做成了，但6%的光电转化率远低于目前硅晶电池16%的转化率。现在，已经能进行产业化生产的薄膜电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdT

5、e）。号称第二代的薄膜太阳能电池虽然出现较早，但由于其5.5%的低光电转换率、较高的衰减率（光致衰退率）和加工成本高的两大核心问题制约它的进一步发展。传统的晶体硅电池一平米照射1000瓦光能，能发电150瓦，光电转化率达到15%，而太阳能薄膜电池的光电转化率只有6%。其次，由于加工精度导致成本较高，太阳能薄膜电池硅镀层厚度3微米即可，但由于技术问题，硅镀层高达230微米厚，浪费大量资源，导致加工成本居高不下。目前，火电发电成本是0.4元/度，水力发电成本是0.2元/度，而太阳能薄膜电池发电成本仍有1元/度，尽管这已与商业用电高峰电价相等，但要成为主流，急需把成本进一步降下来。

6、随着其技术的不断进步，薄膜光电转换率实验室已达到12%，但还没有产业化。虽然与晶体硅电池相比还有很大差距，但其用料少、工艺简单、能耗低，成本有一定优势，受到市场青睐。但是也要注意到，提高薄膜电池转化率是技术主攻方向，由于技术尚未完全成熟,大规模生产仍有一定风险,虽然其发展前景非常看好。目前，硅晶太阳能电池的成本是USD4/W；薄膜电池是USD2/W，其成本差距明显，但是硅晶电池总成本构成中硅原料比重已经从金融危机之前的80%降至30%，从而使生产成本大幅度下降。而国内外工程师正在研究提高硅晶太阳能电池光电转化率，降低生产成本，降低原料提纯成本，降低生产机器的进口依赖性，即大幅

7、度降低设备成本，提高工作母机的工作效率和性价比。如果，能够部分达到上述目标，则传统硅晶太阳能电池将挟20%以上的转化率，和与薄膜电池相似或更加低廉的成本更上一层楼，那一代和二代太阳能电池的比拼天平，就会来回摇摆，趋向不定，这既是机遇也是风险。晶体硅像一个个有序排列的玻璃块，只有太阳光近似直射时，才能发电，如果太阳光入射角过小，就无法发电。由于阴雨天光线不是直射，传统太阳能电池发电效果就会打折扣。即使是在晴天，受制于太阳光入射角，传统太阳能电池也只能发电4个小时。太阳能薄膜电池对弱光的转化率很好，阴天照样