一、概括
太陽(yáng)能是可開發(fā)利用的最大能源，太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能的主要轉(zhuǎn)化裝置，又被稱為“太陽(yáng)能芯片”或“光電池”。目前，全世界60%的國(guó)家投入到太陽(yáng)能電池的普及應(yīng)用中，其中40%以上的國(guó)家已經(jīng)大規(guī)模地開展了太陽(yáng)能電池的研發(fā)利用，太陽(yáng)能電池行業(yè)由于產(chǎn)能過(guò)剩，產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品向跨界整合已成為新的趨勢(shì)，薄膜太陽(yáng)能電池成為緩解能源危機(jī)的新型光伏器件之一。
薄膜太陽(yáng)能電池是指用硅、硫化鎘、砷化鎵等制備成的厚度在微米量級(jí)的薄膜為基體材料，通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。
產(chǎn)業(yè)鏈
資料來(lái)源：智研咨詢整理
從技術(shù)角度看，相對(duì)于第一代晶體硅太陽(yáng)能電池，第二代薄膜光伏電池具有柔、薄、輕、透的質(zhì)地，以及弱光響應(yīng)性強(qiáng)、高溫下相對(duì)性能好等優(yōu)點(diǎn)，薄膜太陽(yáng)能電池主要?jiǎng)澐譃楣杌∧ぁ⒒衔镱惐∧ひ约坝袡C(jī)類薄膜三類。
主要薄膜太陽(yáng)能電池對(duì)比
性能指標(biāo) | 非晶硅 | 銅銦鎵硒CIGS | 碲化鎘CdTe |
光吸收層厚度 | 0.2-0.5μm | <1μm | 1μm |
光吸收能力 | 非直接能隙材料，可吸收的光譜有限 | 直接能隙材料，吸收范圍廣 | 直接能隙材料，吸收范圍廣 |
發(fā)電穩(wěn)定性 | 穩(wěn)定性較差，有光致衰減效應(yīng) | 穩(wěn)定性高，無(wú)光致衰減效應(yīng) | 穩(wěn)定性高，無(wú)光致衰減效應(yīng) |
結(jié)構(gòu)特性 | 短程、長(zhǎng)程均無(wú)序，微觀結(jié)構(gòu)較差，轉(zhuǎn)換效率低，但正因結(jié)構(gòu)全無(wú)序，在宏觀大尺度上一致性好，可實(shí)現(xiàn)大面積及連續(xù)化生產(chǎn)。 | 短程有序，長(zhǎng)程無(wú)序，微觀結(jié)構(gòu)好，轉(zhuǎn)換效率較高，但難以實(shí)現(xiàn)大面積及連續(xù)化生產(chǎn) | 微觀結(jié)構(gòu)較好，轉(zhuǎn)換效率比非晶硅高，也難以實(shí)現(xiàn)大面積及連續(xù)化生產(chǎn) |
材料特性 | 原料較為充足 | 1、硒/銦為稀有金屬，市場(chǎng)供應(yīng)有限；2、緩沖層硫化鎘具有潛在毒性 | 1、碲為稀有金屬，市場(chǎng)供應(yīng)有限；2、碲、鎘為有毒元素 |
材料成本 | 高品質(zhì)TCO玻璃價(jià)格高 | 靶材成本會(huì)比基板高 | 材料成本約占5成 |
常見成膜技術(shù) | 1、化學(xué)氣象沉積法（CVD）2、濺射法（sputter） | 1、濺射法（sputter）2、共蒸法 | 1、蒸鍍法（Evaporation）2、適用多種成膜技術(shù) |
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二、產(chǎn)量
智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)薄膜太陽(yáng)能電池行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析及投資前景趨勢(shì)報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：2018年全球薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)量為3.67GW，2019年全球薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)量較2018年增加了2.47GW，達(dá)到了6.14GW，主要得益于美國(guó)FirstSolar產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)。
2011-2019年全球薄膜太陽(yáng)能電池行業(yè)產(chǎn)量情況
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2018年全球薄膜電池產(chǎn)量占太陽(yáng)電池組件總產(chǎn)量比重為3.2%；2019年全球薄膜電池產(chǎn)量占太陽(yáng)電池組件總產(chǎn)量比重為4.4%，較2018年提升了1.2%。
2018-2019年全球薄膜電池產(chǎn)量占太陽(yáng)電池組件總產(chǎn)量
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從產(chǎn)品類型來(lái)看，2019年碲化鎘薄膜電池的產(chǎn)量在薄膜太陽(yáng)能電池中占比達(dá)到92.8%，銅銦鎵硒薄膜電池占比為7.2%。
2019年全球各類薄膜電池市場(chǎng)份額占比
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三、企業(yè)
全球已有百家以上廠商投入薄膜太陽(yáng)能電池的研發(fā)制造，且數(shù)量還有增加的趨勢(shì)。其中規(guī)模較大的企業(yè)有美國(guó)FirstSolar、日本SolarFrontier、中國(guó)漢能、中國(guó)中建材凱盛科技、美國(guó)漢能Miasole等。
2019年全球主要薄膜太陽(yáng)能電池企業(yè)
企業(yè) | 國(guó)別 | 類別 |
FirstSolar | 美國(guó) | CdTe |
SolarFrontier | 日本 | CIS |
漢能 | 中國(guó) | CIGS |
中建材凱盛科技 | 中國(guó) | CIGS |
中建材Avancis | 德國(guó)、韓國(guó) | CIGS |
漢能Miasole | 美國(guó) | CIGS |
中山瑞科 | 中國(guó) | CdTe |
漢能Solibro | 德國(guó) | CIGS |
中建材CTFSolar | 德國(guó) | CdTe |
漢能GSE | 美國(guó) | CIGS |
杭州尚越光電 | 中國(guó) | CIGS |
神華Manz | 德國(guó) | CIGS |
杭州龍焱 | 中國(guó) | CdTe |
Ascentsolar | 美國(guó) | CIGS |
Midsummer | 瑞典 | CIGS |
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四、發(fā)展展望
有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池作為一種新型光伏電池，其制備工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、柔性、質(zhì)輕,為人類解決能源問(wèn)題提供了一種嶄新的途徑。此前的有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池將兩層有機(jī)半導(dǎo)體的薄膜接合在一起，其太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)換率約為1%。新型有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池在原有的兩層構(gòu)造中間加入一種混合薄膜，變成三層構(gòu)造，這樣就增加了產(chǎn)生電能的分子之間的接觸面積，從而大大提高了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換率，預(yù)計(jì)未來(lái)有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池將會(huì)逐步成為太陽(yáng)能電池的主導(dǎo)。
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