晶硅太阳能电池你还能一统天下多久？

俗话说，外行人看的是热闹，而内行人看的是门道。晶硅太阳能电池已一统天下十几载，它为何如此辉煌，而与它同期出生的多元化合物薄膜太阳能电池却几乎胎死腹中，个中门道内行人是心知肚明的。然而，我们此刻将庄严的宣布，多元化合物薄膜太阳能电池家族中的宠儿——铜铟镓硒薄膜太阳能电池革命性的镀膜工艺与较优化的整厂生产线已经横空出世了，它将直击晶硅太阳能电池的死穴，从现在开始，传统的晶硅太阳电池就要逐渐的、部分的，直至较终被铜铟镓硒薄膜太阳能电池所取代，因为硅本身的固有特性决定了它无法跟铜铟镓硒这种多元金属化合物竞争。当然在可预见的数年内，晶硅太阳能电池还将占据中国乃至全球的绝大部分市场，这是因为目前业内正在使用的几乎全部是晶硅太阳能电池生产线，巨额投资的本钱还没赚回来就淘汰掉那可赔大了，另外晶硅太阳能电池尚有一些潜力可挖，所以国家、加工硅的厂家和全体使用硅系太阳能电池生产线的企业，都在技术研发和继续挖潜等各个方面努力地挽救其生命。但是，任何产品的更新换代和旧去新来都是必然的，人为的拯救，只能是适当延长一点生存下去的时间，而不可能永恒不死。下面就让我们将拥有较新镀膜技术的铜铟镓硒薄膜太阳能电池与传统的晶硅太阳能电池做个简单的对比：

一、制造硅系太阳能电池的硅原料在地球上的储量相当多，而制造铜铟镓硒多元化合物太阳能电池的铟、镓元素相对稀少一些，但在实际制造太阳能电池用于镀膜时的使用量也极其的少，是微米级（仅为1.5～2.0微米），而晶体硅太阳能电池对硅的用量厚度则是厘米级，其重量又是以克为单位。此外，目前实验证明镓元素对提高转换率不是太明显，可以微用甚至是不用，而自然界中铟元素的储量虽然稀少，但却主要储存在我们中国，将不受从国外进口铟原料的制约。从这一点上看，硅系太阳能电池和铜铟镓硒薄膜太阳能电池，二者从原材料的来源与用量的多寡上相比，基本上是可以扯平的。

二、铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制程简单，而硅系太阳能电池的制程却相当的复杂，因为铜铟镓硒可以直接在基板上沉积成膜，而硅系太阳能电池还需要额外的将硅原料制作成太阳能电池使用的级别，这期间要经过筛选、提纯、切割等诸多道繁杂的工序，制作过程成本高、污染高、能耗高及副产物多，从而导至太阳能电池级的硅价格居高。此外，硅系太阳能电池的名声不好，被戏称是“清洁能源不清洁”，虽然有人在呼吁摘掉硅加工“三高一多”的黑帽子，而国家在太阳能光伏产业“十二五”发展规划里，也明确要求加强硅加工技术的研发和副产物的再利用，以及大力推广使用先进的铸锭炉、开方机等硅加工新设备，但想要从根本上摘掉名誉不佳的“三高一多”黑帽子是不可能的，至少在三年五载的时间内没戏，要有一段很长的路要走，而采用“较新膜层沉积及其硒化热处理结晶技术”的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，则不存在“三高一多”的问题。

三、铜铟镓硒薄膜太阳能电池和硅系太阳能电池的原料在同比价格上差不多（即每瓦所用原材料的价格），甚至铜铟镓硒薄膜太阳能电池每瓦材料的价格，比硅系太阳能电池每瓦材料的价格还要低一些。由于考虑我国目前制造太阳能电池的设备几乎都是硅系生产线，短期内无法全部淘汰，而且硅系太阳能电池模块（组件）还将在三五年内继续独霸天下，所以从国家层面还不得不在硅系太阳能电池的上游产业链上给力，国家太阳能光伏产业“十二五”发展规划中已明确决定，未来中国要建成数家万吨级产量的硅加工企业，也就是说，在未来几年内，太阳能电池级的硅原料价格将不会再出现剧烈的波动，价格趋稳且还会略有下降，但是太阳能电池级的硅原料价格的下降是有先决条件的，就是它不可能降到加工成本的价位上，而铜铟镓硒的原材料价格至少在目前不存在这个问题，即便是随着铜铟镓硒薄膜太阳能电池的大规模量产，从而拉动了铜铟镓硒原材料价格上扬，那也是几年以后的事情，而到了那个时候，我们的铜铟镓硒薄膜太阳能电池技术又会升级了。我们在“较新膜层沉积及其硒化热处理结晶技术”的研发中，已预见性地考虑了今后一定会出现材料价格跟风上涨的因素，早已针对未来节省材料预设了相应的可变参数。

四，在目前所有已知材料的太阳能电池中，硅系太阳能电池的初始转换率是较高的，单晶硅太阳能电池的转换率是17～19%，多晶硅太阳能电池是15～17%，非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池的转换率约为8～10%，而采用“较新膜层沉积及其硒化热处理结晶技术”的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其较初的转换率也只是刚刚达到10～11%，这样看来仅从转换率的高低上说，铜铟镓硒薄膜太阳能电池不及单、多晶硅太阳能电池，但实质却远不是这么回事儿。靠前，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的转换率会与时俱增，相反晶体硅太阳能电池的转换率却与时俱减。铜铟镓硒薄膜太阳能电池10～11%的转换率只是初始阶段的，因其自身所固有的金属自然时效性，发电半年后其转换率会自然增长0.5%，以后还要逐年递增，而晶体硅太阳能电池的转换率则会随着使用时间的延长而逐年递减至百分之二十；第二，铜铟镓硒薄膜太阳能电池和晶体硅太阳能电池的使用寿命不同。国家在太阳能光伏产业“十二五”发展规划中，要求加强对晶体硅太阳能电池技术的进一步研发，使其使用寿命争取达到15年，“争取”和“达到”是两个概念，未来晶体硅太阳能电池的“延寿”技术，是否能有明显的突破还得两说，而铜铟镓硒薄膜太阳能电池即便是现在不再研发，其使用寿命目前就已达到了至少二十年以上，而且这期间的转换率还会随使用时间的延长而增长，这一点是晶体硅太阳能电池根本无法相比的。第三，铜铟镓硒薄膜太阳能电池对太阳光的吸收能力远远大于晶体硅太阳能电池，即同样1瓦的电池模块（组件）在同样的天候下发电，铜铟镓硒薄膜太阳能电池是晶体硅太阳能电池的1.3倍。还有，铜铟镓硒薄膜太阳能电池在实验室里的转换率已达到29%，而目前尚没有晶体硅太阳能电池在实验室里可能达到的较高转换率的数据，只是国家在太阳能光伏产业“十二五”发展规划中，提出争取让单晶硅太阳能电池的转换率达到21%，多晶硅太阳能电池达到19%，非晶硅薄膜太阳能电池达到12%。太阳能电池处于高科技的领域，其转换率每提高一个百分点都是难于上青天的，我们现在所研发出来的“较新膜层沉积及其硒化热处理结晶技术”已耗时十余年，烧掉了数亿元的研发经费，也就是说晶体硅太阳能电池的转换率能不能再提高，目前还是个尚无科学依据的未知数，而铜铟镓硒薄膜太阳能电池的转换率却还有很大的后续增长空间，至少是在实验室里有了现实的结果与明确的数据。总之，将各种因素合成起来，目前铜铟镓硒薄膜太阳能电池的转换率，在实质上并不比晶体硅太阳能电池低，在某种意义上说还要比它高。

五、采用“较新膜层沉积及其硒化热处理结晶技术”的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制造成本大大低于晶体硅太阳能电池。铜铟镓硒薄膜太阳能电池模块（组件）成本是每瓦0.6美元，在实验室里可降至0.3美元，晶体硅太阳能电池的成本是每瓦0.73美元(有报道说个别生产厂家已降至0.4美元，事实不详)，而随着铜铟镓硒薄膜太阳能电池转换率的提高，其制造成本与晶体硅太阳能电池相比还将阶梯式降低，当转换率10%时，每瓦铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制造成本，是晶体硅太阳能电池的1/2以下，当转换率为20%时，每瓦制造成本是晶体硅太阳能电池的1/4以下。需要特别指出的是，我们研发的“较新膜层沉积及其硒化热处理结晶技术”，比德国、美国和日本现在正在使用的铜铟镓硒镀膜工艺的制程速度要快很多，镀膜幅面也大得多，而其成本却比现有工艺节省10倍，这个数据可以说是革命性的，它预示着继晶体硅太阳能电池之后，又一个新型的太阳能电池革命的来临。

六、铜铟镓硒薄膜太阳能电池比晶体硅太阳能电池更适用于未来的光伏市场需求。靠前，使用铜铟镓硒材料可以制造成大幅面的太阳能电池单片，目前采用“较新膜层沉积及其硒化热处理结晶技术”，制造的铜铟镓硒薄膜太阳能电池幅面就已达到了1～2平方米，而晶体硅由于受到自身物理特性的限制，想制造成1平方米幅面的太阳能电池都是不可能的，就是非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池也很难达到。目前，科研人员正在研发大幅面彩色及透明的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，直接与建筑材料整合于一体，以期制造出能发电的建筑物玻璃幕墙，这一市场相当的大，实在是无法估量，而晶体硅太阳能电池却难以进入光伏与建筑一体化这个巨大无边的市场。第二，铜铟镓硒可在柔性基板上镀膜，从而制造出各种异型的可绕式的太阳能电池，它的应用领域就更加的广泛了，可晶体硅太阳能电池恐怕是永远只能制造成平面的，这就成了它的一个死穴。

时下晶体硅太阳能电池已经是红海（相互间厮杀）产业，而铜铟镓硒薄膜太阳能电池已经时来运转，未来全球太阳能电池市场谁主沉浮，让我们试目以待吧。