薄膜电池一一光伏产业的未来

薄膜电池一一光伏产业的未来薄膜电池一一光伏产业的未来 ——强生光电三至五年实现光伏发电与火电同价 太阳能以其取之不尽、用之不竭、清洁环保的巨大优势，必将成为本世纪最理想的主要 替代能源。近几年，全球太阳能光伏组件生产和应用取得快速发展， 但大部分项目因为组件 价格高，导致上网电价高，主要依靠各国政府的政策补助支撑， 太阳能发电的成本制约瓶颈 一直未能有效突破，高成本仍然是当前太阳能普及应用的最大障碍和核心问题。 能不能发展一种高品质、低成本的太阳能组件和发电系统，便光伏发电逐步减少甚至 不需要政府补贴，是太阳能产业下阶段能不能快速、 健康发展和全面应用的关键。 一旦实现 太阳能发电与风电、火电同价，它将以巨大的成本和应用优势在中国和全球迅速普及， 人类 也将真正迎来全面应用这一既清洁、 成本又低的替代新能源的新时代， 光伏产业也将成为本 世纪继 IT 产业后的又一新兴产业而取得爆炸性的发展。 在此形势下，强生光电提出“走中国 特色的太阳能发展之路、 3-5 年实现光伏发电与火电同价“的目标， 这不仅顺应寻求和解决新 能源的紧迫形势， 顺应政府推进光伏应用的政策导向， 同时也顺应太阳能光伏产业发展的客 观要求。 目前，在相当一部分人的印象中， 光伏发电与火电同价似乎是一件遥不可及、 高不可 攀的事情。强生光电认为，这是对光伏产业现状和发展趋势认识上的误区。 强生提出光电与 火电同价目标，不仅是在科学、理性分析的基础上实事求是计算出的结果， 同时也是强生光 电近 3 年生产实践的结论，这个目标是可行的， 也是完全能够实现的， 关键在于切实解决好 三大重点问题： 第一，光伏组件的生产成本要快速降至每W4.00 元人民币(0.50 美元) 第二，光伏发电系统建造成本要降至每MW1000 万元人民币以下; 第三，国家要尽快确定和制定中长期的、先高后低的光伏发电补贴政策和上网政策。 第一个问题，光伏组件生产成本要快速降至4 元/W。 · 光伏组件是太阳能发电系统的核心部件，占整个光伏发电系统成本的 50%以上。降低 了组件成本，就可以降低光伏发电系统建造成本， 降低了系统造价，光伏发电上网电价就可 以大幅降低。 光伏组件成本能不能降至4 元/W 的最低水平? 怎样才能降低组件成本?这需要 光伏组件制造企业创新思维、创新技术，走出一条申国特急的高品质、低成本的新路。 强生光电认为，非晶硅薄膜电池在各种光伏组件中具备独特的优势： 一是非晶薄膜电池具有产业链短，便于大规模、批量化、 连续化生产的优势。非晶薄膜 电池在工厂封闭式车间流水线生产，从玻璃上线到成品入库，整个流程只需要4 千个小时， 便于成本控制和精细化管理；而晶硅电池产业链很长，从采矿、冶炼、提纯，到拉晶园、切 片、酸洗、蚀刻、封装等，上下游生产需要10 多个环节，导致丰产周期长、制造成本居高 不下： 二是非晶薄膜电池生产过程具有能耗低、无污染的优势。薄膜电池的主要材料为普通玻 璃、硅烷等气体、氧化锌和铝靶材等，金部原辅材料只有10 多种，而且这些材料市场供应 充足，没有原料瓶颈。非晶薄膜电池生产过程中只有极少量尾气排出， 经过燃烧处理，可实 现零排放。 非晶薄膜电池生产过程的电耗只有晶硅组件生产电耗的六分之一； 而晶硅组件在 炼矿、拉棒、蚀刻等生产环节污染高、能耗高，晶硅电池20 年的发电总量中有近一半在生 产环节消耗掉; 三是非晶薄膜电池最大的优势是低成本， 这是其他光伏电池无法达到的。 根据测算，在 硅料价格降至每公斤 25 美元时， 晶硅组件成本仍需 USD1.00/W， 这可能是晶硅组件的极限 成本。而非晶薄膜电池的降本空间巨大，不仅生产成本可以降至 USD0.50/W，而且随着转 1 换率的提升，也将使非晶薄膜电池的成本进一步下降。 目前，强生光电非晶薄膜电池转换率 处于较先进水平， 并拥有多项专利技术， 可使薄膜电池生产工艺流程更简单、 设备投入更少， 有些专利技术已在 60 在多个国家申请专利， 这将为强生薄膜电池进一步降低成本打下坚实 基础。 怎样才能最大限度地降低非晶薄膜电池生产成本? 首先， 要大幅降低制造薄膜电池的设 备投入。电池制造设备不仅要精良先进，而且要造价低、投资少。目前，我国生产薄膜电池 的工厂大大小小已有 30 多家，其中引进设备的有 8-9 家，引进美国、欧洲、日本生产线约 10 条。进口 35MW 生产线平均价格高达 1 亿多美元，国内最高的一条生产线己花了 2 亿 元人民币。 引进设备的高昂价格， 不仅导致投资回收缓慢， 而且仅折旧费每 w 高达 0.4-0.5 美 元，直接导致生产成本居高不下，再加上设备的高维护费、材料指定供应商的高成本， 总成 本至少比强生光电提出的 USD0.50/w 高出 2 倍以上。这样的产品，不仅无法达到光电与火 电同价的目标，在转换率和成本上也无法与晶硅组件抗衡。另外，我国还有20 多家小型非 晶薄膜电池生产工厂，其中大部分企业规模小、产能低；有的只有一条 2.5MW 或 5MW 生 产线，设备为仿造 80 年代美国的早期设备，市场竞争力不高。 而强生光电使用的非晶薄膜电池生产设备非常独特， 我们与美国著名真空设备制造企业 合作，共享生产实践和一手数据， 不断地对设备进行深度研发和及时升级， 目前整条生产线 不仅技术先进、制造精良，投入仅为引进全套进口设备的 15%左右，同时也是目前国内第 一家整合设备生产第五代薄膜电池的企业。 为尽快实现薄膜电池装备的国产化， 我公司已与 美国公司在苏州吴江建立合资企业， 生产薄膜电池 PECVD 反应炉、 真空溅射生产线和TCO 导电玻璃镀膜线三大核心设备。同时，我们还在上海松江建立了输送线、叠合机、清洗机、 磨边机等其他配套机械的生产工厂。 通过在中国制造非晶薄膜全套生产设备， 强生光电生产 线的目标价格要继续降低至引进设备的 10%, 35MW 整线投资不超过 1000 万美元， 设备折 旧费降至 USD0.05/W。 其次，要实现非晶薄膜电池的低成本，原辅料配套十分重要。 在薄膜电池成本中，导电 玻璃约占原料成本 35%左右。强生光电把降低导电玻璃成本作为首要任务，不仅要通过自 己制造 TCO 设备， 同时， 我公司已与中国一家特大型著名玻璃集团合作， 共同生产 TCO 玻 璃，使导电玻璃成本在目前基础上降低40%以上。其他一些材料，如EVA 粘合膜，也计划 通过与广东一家企业合作生产， 使原材料全面实现国产化， 这将使强生光电自我配套能力最 人化、成本最低化； 再次，要突出和全力推进技术创新、 实现非晶薄膜电池转换效率的稳步提高。 能否使转 换效率不断提高， 是实现电池组件低成本的又一重要关键。 强生非晶薄膜电池目前转换率稳 定在 6%以上，为国内先进水平。但这一转换率还是偏低的，反之提升的空间也很大。我公 司正在与国外几家著名大学联合开发一种既可提高转换效率、 又是低成本、 高速度的非晶微 晶叠加工艺技术， 以及其他几项提升转换率的新技术， 这些新技术有望明年下半年可应用到 批量生产中，到时，强生薄膜电池在继续保持低成本优势的基础上，转换率可提声到8%以 上。我们认为，通过2-3 年时间努力，强生光电非晶薄膜电池转换率提高到