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1、CIGS 薄膜电池行业分析报告薄膜电池行业分析报告概述概述学术界和产业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代太阳能电池就是铜铟镓硒 CIGS（CIS 中掺入 Ga）等化合物薄膜太阳能电池及薄膜 Si 系太阳能电池。CIGS 电池具有性能稳定、抗辐射能力强等优势，光电转换效率在各种薄膜太阳能电池中也名列前茅，已接近于晶体硅太阳能电池的转换效率，成本却是其 1/3。正是因为性能优异，CIGS 电池被国际上称为下一代的廉价太阳能电池，无论是在地面阳光发电还是在空间微小卫星动力电源的应用上都具有广阔的市场前景。在晶体硅太阳能电池
2、原材料短缺的不断加剧和价格的不断上涨背景下，很多公司投入巨资，CIGS 产业呈现出蓬勃发展的态势。目前全球已有几十家公司置身于 CIGS 产业，但真正进入市场开发的公司只有德国的 Wuerth（伍尔特） 、Surlfulcell，美国的 Global Solar Energy，日本的 Honda（本田） 、Showa Solar Shell 等。虽然在未来五年内，多晶硅类仍然会占据全球太阳能电池市场的大部分份额，但在多晶硅类太阳能电池成本压力越来越大之时，以 CIGS 类为代表的第三代太阳能电池已经表现出良好的发展势头，增幅甚至已经大大超过多晶硅太阳能电池。目前薄膜电池已成为国内光伏领域新的投
3、资热点。CIGS 电池的转换效率足以媲美传统太阳能电池，加上稳定性和转换效率都已相当优异，被视为是相当具有潜力的薄膜太阳能电池种类。未来几年，CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能的销售将会加速增长。目目 录录第一张、全球 CIGS 薄膜太阳能电池发展现状1.1 全球 CIGS 薄膜太阳能电池发展趋势第二章、中国 CIGS 薄膜太阳能产业发展现状21 国内 CIGS 薄膜太阳能电池已经起步2.中国薄膜太阳能电池的发展将使平价上网提早实现2.3CIGS 薄膜太阳能电池商机庞大第三章、CIGS 薄膜太阳能电池产业与其他太阳能电池产业的对比分析3.1 薄膜电池的低成本优势明显。相对于晶硅电池材料成本便宜3.
4、2 相对于其他薄膜电池，CIGS 薄膜电池转化率高3.3 相对于其他薄膜电池，性能稳定，无无衰退3.4 最适合 BIPV 的应用第四章、行业的技术成熟度分析 第五章、行业进入壁垒分析5.1 技术壁垒5.2 运营商关系壁垒5.3 制造设备壁垒第六章、行业有利因素和不利因素分析 6.1 有利因素分析6.2 不利因素分析第七章、国际主要竞争对手分析附：CIGS 薄膜太阳能企业发展最新动态介绍第一张、全球第一张、全球 CIGS 薄膜太阳能电池发展现状薄膜太阳能电池发展现状2009 年全球 CIGS 太阳能电池发展势头良好，2010 年世界 CIGS 太阳能电池效率再创新高。CIGS 薄膜太阳能电池具有
5、优良的特性，一些技术发达的国家对 CIGS 薄膜太阳能电池非常重视，投入巨资进行研究和开发。2002 年全世界太阳电池的生产量比上一年增加 31%，达到 520MW。日本一些著名企业的太阳能电池的生产规模在大幅度增加，到 2002 年日本的生产规模达到了 254MW，已经占到世界产量的 50%。近 5 年中产量每年以 50%以上的增幅增加，此后 5 年，日本的太阳电池的产量将占到世界总产量的 70%-80%。居于绝对的领先地位。根据“日本太阳光发电协会（JPEA） ”的调查。2001 年得日本国内太阳电池规模约为 1100 亿日元。随着太阳电池产业的激素成长，JPEA 制定了太阳光发电的“产业
6、蓝图” ，要把太阳光发电产业培育成一个万亿美元左右的产业。根据这个“蓝图”到 2030 年，尽在日本，太阳电池的年产量也将达到 1 万 MW。如果这些发电量是采用现有的单晶、多晶、微晶、太阳能电池技术的年消耗总量将达到 10 万吨，是现在各种用途使用的总生产量的 25 倍。这无论从原料供应和生产成本上都是不可能的图为全球 CIGS 薄膜电池主要厂商情况日本和欧美在 CIGS 太阳电池的研究方面投入大量人力物力，并取得相当快的进展。日本 NEDO 从 1954 年启动 CIGS 产业化开发项目，由昭和壳牌石油和松下电器分别以溅射硒化工艺和共蒸发工艺为中心进行研发。研究开发总投资达到 200 亿日
7、元以上。美国以为 NREL 中心进行研究，以 GSE 及 Shell solar为主进行产业开发，德国则以风险投资型企业 Wurth Solar 为主，由政府投入巨资进行开发，开发总经费都达到了数亿美元在产业界，日本昭和壳牌石油公司已经完成技术开发，2005 年向市场提供商 CIGS 太阳电池，技术路线以 CU、LN、GA 溅射成膜，H2SE 硒化。日本本田公司也宣布完成了 CIGS 的产业开发，并宣称将来本田的工厂用电力的 20%-30%将使用太阳能，给太阳能电池产业界带来很大冲击。但没有组件上市，具体工艺路线不清楚。美国的 Shell Solar 公司 CIGS 太阳电池组件（40w）达到
8、转换效率 12.1%技术路线也是以 CU,LN,GA 溅射成膜，然后硒化。德国的 Wwuth solar 公司在一季度 1.5MW 的 CIGS 生产线已经开始生产，并开始销售 CIGS 组件。第二天 1.5MW 的生产线正在建设中，他们的技术路线是 CU、LN、CA 溅射成膜然后硒化的技术路线是主流技术。由此可见以 CU、LN、CA 溅射成膜加硒化为主的工艺路线将成为 CIGS 组件生产的主流1.1、全球全球 CIGS 薄膜太阳能电池发展趋势薄膜太阳能电池发展趋势由于晶体硅电池成本长期处于高位，业内一直通过提升电池转换效率，降低硅片切割厚度等技术来降低成。于此同时，薄膜电池作为第二代太阳能电
9、池逐渐受到行业关注并增长迅速。图为 02-08 年全球晶硅电池与薄膜电池产量及增速情况薄膜电池中非晶硅电池的比例较高。市场预期，未来薄膜电池的成长将加速，预计到 2012 年，薄膜电池的产量份额将达到 34%关于光伏电池未来的发展趋势：晶体硅电池随着工艺的不断改进，成本的持续下降，短期内依然处于主导地位。而薄膜涂层电池由于其低成本的特点，骑在转换效率方面还有提升的空间，未来市场份额是比会有明显的增长。而从市场预测情况来看，CIGS 薄膜太阳能电池具有成本低，性能优秀等特点，未来薄膜电池中 CIGS 薄膜电池的增速最为明显，不久将成为新一代太阳能电池的主流产品第二章、中国第二章、中国 CIGS
10、薄膜太阳能产业发展现状薄膜太阳能产业发展现状我国薄膜太阳能电池行业发展提速，发展势头良好，企业扩张步伐加快，市场迎来发展契机薄膜太阳能电池发展将使平价上网提早实现。在环保呼声渐高，传统能源高级的形势下，太阳能光伏产业今年来得到快速发展，晶硅电池总产量从 2001 年得 338.1MWp，2004 年增加到1136MWp，到 2007 年时已经达到 3650MWp；薄膜电池 2004 年产量为36MWp，2004 年增加到 65MWp，而到 2007 年增加到 350MWp，占到总产量的近 10%。2008 年晶体硅电池达到 6100MWp 左右，薄膜电池增加到1100MWp。从一系列数据中可以
11、看到，太阳能电池产业已经步入发展的快车道，而薄膜电池产业随之发展，在近几年显示出发展潜力。众所周知，晶体硅生产过程耗能较大，制造成本高，促使发电成本居高不惜。较之晶体硅太阳能电池，薄膜电池生产工艺简单，也不受硅料限制，制造成本较低，发电成本也随之下降。薄膜太阳能电池厂家近几年开始迅速增多，原只有哈尔滨科罗拉，甚至宇康 1MW 单结 a-Si 电池生产线，后增加到福建钧石能源、天津津能、蚌埠普乐等已建在建的二十多家薄膜电池生产企业，规模从几兆瓦增至数十兆瓦，产品尺寸达平方米至数平方米，并增有 a-Si/a-Si 叠层电池，稳定效率到 5%-6%，而且进入功率型应用阶段，有多家企业计划规模达数百兆
12、瓦。以下，从几个方面列举近两年国内薄膜电池产业的发展概况。2008 年 2 月，山东孚日科技有限公司引进德国 Johanna Solar Technology GmbH(简称 JST)公司技术溅射的CIGSSe 薄膜太阳电池研发及生产项目在高密市孚日城北新区正式开工奠基，标志着中国开始进入太阳电池生产研发高端技术领域，该项目总投资 60 亿元，建设规模为 240MW。其中收起项目投资 18.6 亿元，建设规模 60MW，预计 2009年第三季度投产2.1 国内国内 CIGS 薄膜太阳能电池已经起步薄膜太阳能电池已经起步国内一些有资金实力的企业和一些有眼光的企业家对具有巨大商业和应用前景的 CI
13、GS 高新技术产生极大兴趣，从技术、资源和成本上讲，我国发展 CIGS薄膜太阳能电池都是可行的。以玻璃生产和玻璃深加工为主业的山东威海的蓝星公司一直希望介入太阳能电池产业，组织强大的调研队伍、通过召开知名专家和业内人士的研讨会等各种途径，跟踪和调研太阳能电池国内外市场的形势，提成了多种发展和生产太阳能电池的项目方案和计划。2002 年，蓝星公司提出的引进国外技术和设备，生产非晶硅太阳能电池的方案在其组织的专家论证会被否决以后，又在大量调研充分论证的基础上提出从美国的公司准备引进 2 条2.5MW，光电转换效率大于 8%,最终达到 14%的太阳能电池 CIGS 生产技术和设备。2004 年 10
14、 约已经签署相关合同。蓝星同时计划与清华大学功能薄膜研究室 CIGS 太阳能技术领域的关键技术，进一步提高 CIGS 太阳能电池光电转化效率，获得自主知识产权。无论是引进技术本身，还是伴随的高校与企业的联合研究 CIGS，都将在高起点上进一步发展技术，大大促进中国在这一领域的技术发展图为国内主要薄膜电池 2009-2010 年实际扩厂情况表多年来一直生产非晶太阳能电池并在业内颇具实力的深圳拓日也计划通过引进日本的技术生产 CIGS 薄膜太阳能电池。上述信息显示出国内一些有资金实力的企业和一些有眼光的企业家对具有巨大商业和应用前景的 CIGS 高新技术产生了极大的兴趣，而且对真正的有前景的项目是
15、非常敏锐的2.2、中国薄膜太阳能电池的发展将使平价上网提早实现、中国薄膜太阳能电池的发展将使平价上网提早实现实现平价上网将是太阳能发电技术得到普遍推广的一个重要途径。虽然薄膜电池的成本相对于晶体硅电池要低，但要实现平价上网，成本还需要进一步降低，未来的目标是至少降到 1 美元/瓦一下。从目前来看，美国 FirstSolar 宣称其 CdTe 太阳能电池已经降到了 1 美元/瓦左右，但其他厂商并美元宣布做到这个成本；薄膜硅太阳能电池成本大约在 1.3 美元/瓦到 1.5 美元/瓦左右，进一步降低成本需要适当扩大产能，掌握核心技术以降低设备，原材料和运行成本。国内一些企业已经意识到不断加强自身研发
16、能力的必要性，然而何时能实现平价上网还很难说，业内普遍的估计是在 2014 年到 2015 年。但随着技术研发的进一步深入开展，我认为薄膜太阳能电池的飞速发展将会促进平价上网的早日实现2.3、CIGS 薄膜太阳能电池商机庞大薄膜太阳能电池商机庞大作为 21 世纪最有潜力的能源，太阳能产业的发展潜力巨大，目前市场上主流光伏产品是晶体硅太阳能电池，也是应用最广泛的产品，其原料是高纯度硅，没生产 1 兆瓦晶体硅电池需要 17 吨高纯度硅。但是，晶体硅太阳能电池的主要原材料多晶硅价格从当初的 20 美元/公斤飞涨到如今的近 300 美元/公斤。于是，非晶硅电池成为摆在业界目前的选择。CIGS 就是其中的一种。CIGS 薄膜太阳能电池所采用的原材料不是硅，而是通过层叠Cu、In、Ca、Se 等化合物来支撑薄膜状，取各化合物名称的首字母，因而称之为“CIGS” 。薄膜太阳能电池被誉为只有前途的太阳能电池之一，因其采用昂贵的硅晶，所以可大幅降低生产成本。这种电池在温度稳定性、抗辐射能力、寿命和光入射角的适应性等方面都是其他太阳能电池难以匹敌的。它在生产过程中小号的能源仅是传统结晶
