從投資可行性角度看CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽能電池市場狀況走勢

[摘要]CIGS(銅銦鎵硒)薄膜技術具有生產成本低、環保、性能穩定、抗輻射能力強及光電轉化率高等特點，是當今最俱開發潛力的薄膜太陽能電池技術。本文從投資的角度概述了CIGS太陽能電池的技術特征，分析了CIGS技術的市場走向情況并介紹了當今國內主要的在建和已建CIGS項目。

一、CIGS薄膜太陽能技術的基本情況

1. 太陽能電池的分類

按結晶狀態:可分為結晶系薄膜式和非結晶系薄膜式兩大類，而前者又分為單結晶形和多結晶形。

按材料:可分為硅薄膜形、化合物半導體薄膜形和有機膜形。

按所用材料:可分為硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發展最成熟，并在應用中占主導地位。

2. CIGS 薄膜太陽能電池的基本情況

CIGS薄膜電池，是多元化合物半導體中最具代表性的光伏器件。 CIGS太陽能電池具有性能穩定、抗輻射能力強、生產成本低廉、環保高效等特點，可能成為下一代的商品化的薄膜太陽電池。早在1974年，國外科學家研制出了光電轉換效率高達12%的銅銦硒太陽電池，這是CIGS 太陽電池的早期雛形。由于在早期研究中CIGS太陽電池表現了優異光電特性， 一些技術發達的國家對CIGS薄膜太陽能電池非常重視，投入巨資進行研究和開發，尤其日本、美國、德國的研究水平處于世界領先地位。在我國，CIGS太陽能薄膜電池項目在2000年正式被列入國家“863”計劃，并于近期在南開、浙江、清華大學全面完成課題的中期驗收各項指標。

3.CIGS項目的技術難點

成熟的晶體硅光電轉化率為22%，多晶硅轉化率為15%，非晶硅轉化率為5%-8%，目前世界主要的CIGS薄膜太陽能電池生產商的轉化率平均在11.7%-13%之間，實驗室最高轉化率可達19.5%。

CIGS薄膜是多元化合物半導體，原子配對以及晶格匹配性依賴于制作過程中對主要半導體工藝參數的精密控制，工藝的重復性差，高效電池的成品率低，也無法預測CIGS性能和器件性能的關系。CIGS太陽能電池具有敏感的元素配比和復雜的多層結構，CIGS膜與Mo襯底間較差的附著性也是成品率低的重要因素。 因此，其工藝和制備條件的要求極為苛刻，產業化進程十分緩慢。

除此之外，CIGS薄膜光伏技術的廣泛運用還須解決如下技術關鍵:1)如何保證薄膜的均勻性并制得1cm或更薄的吸收層薄膜;2)選擇合適的沉積CIGS薄膜的技術路線;3)提高組件的效率;4)解決柔性CIGS組建的防潮問題。

二、CIGS薄膜太陽能電池市場情況分析

1.整體行業情況

CIGS太陽能電池光電轉換效率接近于晶體硅， 生產成本卻只有其三分之一。當前全球大環境惡劣，傳統硅晶太陽能電池廠面臨售價跌破成本壓力。在投資環境尚未明朗的情況下，各國風投逆市轉投新型薄膜太陽能行業，在我國CIGS太陽能電池已成為光伏領域新的投資熱點。據預測，未來幾年CIGS薄膜太陽能電池的銷量將會迅速增長，預計到2015年，CIGS將占薄膜太陽能電池市場的43.3%，從地面陽光發電到空間微小衛星動力電源都將具有廣闊的市場前景。

在晶體硅太陽能電池價格不斷上漲的背景下，很多公司投入巨資推動CIGS產業化。目前全球有超過30家公司置身CIGS產業，其中主要為德國的Wurth Solar，美國的Global Solar、日本本田、日本昭和殼牌、德國的Sulfurcell、美國的Daystar、美國Ascent 以及美國的Miasole 8家公司。這些公司分別采用不同的吸收層沉積工藝，但是在所有技術路線中， 不論吸收層是采用共蒸發法還是兩步法( 如濺射后硒化) 制備， 均采用濺射法制備Mo 底電極以及濺射或化學氣相沉積法制備ZnO薄膜。2007年，8家公司年產量為1～20 MW，總產量為42MW，預計到2010年的其產量將達到917 MW。(見表)

2. 我國CIGS太陽能電池領域研究及產業化狀況

據2009年《科技信息》報報道，由南開大學、天津保稅區投資公司等合作建設的國家863項目CIGS中試基地成功研制出有效面積804平方厘米，轉化率為7%CIGS太陽能電池板，并且自主研發了一系列薄膜沉積設備，攻克多項技術難關，建立了具有國際水準的試驗平臺，并在國內首次完成了全套工藝流程的貫通。

日前，國內決大多數已建和在建CIGS生產項目均需采用國外的先進設備。2008年2月，山東孚日光伏科技有限公司宣布向德國Johanna公司購入兩條CIGS電池生產線，每條生產線計劃能產為30MW，設備總價約為11175萬歐元，設備于2009年11月11日運抵，即將全面調試運行。目前，包括廣州、錦州、攀枝花等國內十幾個城市先后擬定上馬同類項目。

3.國家相關扶持政策

國家財政部于2009年4月16日下發了《太陽能光電建筑應用示范項目申報指南》，明確支持太陽能光電建筑一體化安裝且發電主要用于解決建筑用能的項目。政策扶持的對象可為項目業主單位或光電一體化產品中標企業，實行如下財政補貼:建材型、構件型光電建筑一體化項目，補貼標準不超過20元/瓦;對于與屋頂、墻面結合安裝型光電建筑一體化項目，補貼標準不超過15元/瓦;具體標準將根據項目增量成本、建筑結合程度確定。《指南》的下發大大實惠了國內致力于光電建筑一體化的太陽能電池生產廠商，而尤為薄膜太陽能電池的生產廠商首當其沖。

4. 產業化道路上的主要障礙

(1) 設備購置成本問題

雖然CIGS薄膜電池的生產成本較低，但是由于核心技術掌握在國外公司手中，設備購置成本較高。據長城證券能源行業分析師周濤分析:薄膜太陽能的前期投資非常高昂，其生產設備幾乎為晶體電池設備投資額的10倍。四川攀枝花太陽能項目投資1.5億美金建設共計100MW的薄膜太陽能電池生產線，而同期建設的30MW單晶硅電池組建生產線項目投資僅為1000萬元人民幣。

(2)生產原材料價格問題

原料價格直接影響生產成本。近年來，多晶硅系列電池得到了廣泛運用，大量的需求造成了國際市場上晶體硅原料價格大漲近10倍，08年國內價格已超過2400元/kg。我國雖然是硅原料產銷大國，但是由于定價權長期被國外金融資本所控制，原料供應價格得不到保障。

CIGS薄膜材料中所含稀缺元素銦在我國有豐富的儲存量，但是由于國內現在并沒有建立對銦原料的大宗商品交易規則，因此存在與硅原料價格類似被國外金融資本操縱的情況。

三、當前國內主要CIGS項目情況

當前國內主要已建、在建CIGS項目如下:

1. 廣州太陽能電池項目

2009年，廣州市與耀飛國際有限公司和廣東信宇投資有限公司簽約，擬投資5億美元建設4條25MW的CIGS生產線。

2. 山東孚日集團項目

孚日光伏擬向德國 Johanna Solar Solutions GmbH 公司采購生產線兩條，每條設計產能為30MW，兩條共 60MW，設備總價約為 11175 萬歐元。

3. 蘇州高賽項目

蘇州高賽太陽能技術有限公司擬于2010年正式投產一條25MW生產線，預計年銷售額達3000萬美元。

4.愛瑞安錦州項目

2009年，錦州與美國ARION集團、臺灣金色能源太陽能有限公司簽訂了合作協議，投資30億元人民幣建設200兆瓦生產規模。

5. 威海中玻項目

威海中玻光電有限公司與臺灣威奈聯合科技公司、臺灣美聯能源科技股份有限公司簽訂合作協議，計劃投資6億美元，擬建一條25兆瓦的生產線，并擬于三年內將達250兆瓦產能。

6. 福建創輝光電項目

創輝光電科技有限公司計劃投資6000萬美元，用地300畝，達產后可實現年產值12億元。

7.廣西尚科光伏項目

項目計劃總投資11.5億元，建成300MW多晶硅及70MWCIGS薄膜電池的生產能力，年銷售額達到60億元以上，利稅5億元。其中一期工程總投資2億元，年產值16億元。

8. 山西宏燊光伏項目

項目總投資8.08億元，2009-2011年實現生產能力180MW;2011-2013年設計總產能達到300MW，規劃2015再上300MW產能。

9.河南燕垣光伏能源項目

項目于2009年5月開工建設，計劃三年內投資7.8億元，完成項目一期工程，建成60MW生產能力。

10.攀枝花太陽能項目

中國匯通擔保有限公司、臺灣威奈科技股份有限公司計劃聯合投資1.5億美元。一期投資7500萬美元建設年產50MWCIGS薄膜太陽能生產線，二期投入7500萬美元再建一條50MWCIGS薄膜太陽能電池生產線，并建成10MW光伏發電站。

11. 本溪項目

威奈公司與本溪市委市政府達成一致，投資額4.8億元人民幣建設CIGS太陽能模塊生產企業; 同時威奈公司投資額3億元人民幣獨資建設年產能250兆瓦CIGS薄膜生產企業 。

12.天津項目

項目規模為200MW，注冊資金2000萬美元，預計2010年6月份投產。

13.揚州力錸光

項目一期總投資9800萬美元，預計2010年建成一條年產30MW生產線。2011年計劃再建一條生產線年產30MW生產線。

參考文獻:

[1]馬光耀 康志君 謝元鋒:銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的研究進展及發展前景.金屬功能材料. [J].2009，16(5):46-49

[2]唐逾: 我國成功研制出銅銦鎵硒太陽能電池組件. [J].2009，6(1)

[3]莊大明 張 弓:CIGS薄膜太陽能電池研究現狀及發展前景.新材料產業. [J].2005(4):43-48

[4]王希文 方小紅:[J ] 銅銦鎵硒薄膜太陽能電池及其發展.可再生能源.2008，26(3):13-16