[摘要]CIGS(銅銦鎵硒)薄膜技術(shù)具有生產(chǎn)成本低、環(huán)保、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)及光電轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)，是當(dāng)今最俱開發(fā)潛力的薄膜太陽能電池技術(shù)。本文從投資的角度概述了CIGS太陽能電池的技術(shù)特征，分析了CIGS技術(shù)的市場(chǎng)走向情況并介紹了當(dāng)今國內(nèi)主要的在建和已建CIGS項(xiàng)目。

一、CIGS薄膜太陽能技術(shù)的基本情況

1. 太陽能電池的分類

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

按材料:可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)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(jī)太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟，并在應(yīng)用中占主導(dǎo)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(dǎo)體中最具代表性的光伏器件。 CIGS太陽能電池具有性能穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)、生產(chǎn)成本低廉、環(huán)保高效等特點(diǎn)，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(xué)家研制出了光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)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(xiàn)了優(yōu)異光電特性， 一些技術(shù)發(fā)達(dá)的國家對(duì)CIGS薄膜太陽能電池非常重視，投入巨資進(jìn)行研究和開發(fā)，尤其日本、美國、德國的研究水平處于世界領(lǐng)先地位。在我國，CIGS太陽能薄膜電池項(xiàng)目在2000年正式被列入國家“863”計(jì)劃，并于近期在南開、浙江、清華大學(xué)全面完成課題的中期驗(yàn)收各項(xiàng)指標(biāo)。

3.CIGS項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)

成熟的晶體硅光電轉(zhuǎn)化率為22%，多晶硅轉(zhuǎn)化率為15%，非晶硅轉(zhuǎn)化率為5%-8%，目前世界主要的CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)商的轉(zhuǎn)化率平均在11.7%-13%之間，實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)化率可達(dá)19.5%。

CIGS薄膜是多元化合物半導(dǎo)體，原子配對(duì)以及晶格匹配性依賴于制作過程中對(duì)主要半導(dǎo)體工藝參數(shù)的精密控制，工藝的重復(fù)性差，高效電池的成品率低，也無法預(yù)測(cè)CIGS性能和器件性能的關(guān)系。CIGS太陽能電池具有敏感的元素配比和復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)，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(chǎn)業(yè)化進(jìn)程十分緩慢。

除此之外，CIGS薄膜光伏技術(shù)的廣泛運(yùn)用還須解決如下技術(shù)關(guān)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(shù)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(chǎng)情況分析

1.整體行業(yè)情況

CIGS太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率接近于晶體硅， 生產(chǎn)成本卻只有其三分之一。當(dāng)前全球大環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)硅晶太陽能電池廠面臨售價(jià)跌破成本壓力。在投資環(huán)境尚未明朗的情況下，各國風(fēng)投逆市轉(zhuǎn)投新型薄膜太陽能行業(yè)，在我國CIGS太陽能電池已成為光伏領(lǐng)域新的投資熱點(diǎn)。據(jù)預(yù)測(cè)，未來幾年CIGS薄膜太陽能電池的銷量將會(huì)迅速增長，預(yù)計(jì)到2015年，CIGS將占薄膜太陽能電池市場(chǎng)的43.3%，從地面陽光發(fā)電到空間微小衛(wèi)星動(dòng)力電源都將具有廣闊的市場(chǎng)前景。

在晶體硅太陽能電池價(jià)格不斷上漲的背景下，很多公司投入巨資推動(dòng)CIGS產(chǎn)業(yè)化。目前全球有超過30家公司置身CIGS產(chǎn)業(yè)，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(shù)路線中， 不論吸收層是采用共蒸發(fā)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(xué)氣相沉積法制備ZnO薄膜。2007年，8家公司年產(chǎn)量為1～20 MW，總產(chǎn)量為42MW，預(yù)計(jì)到2010年的其產(chǎn)量將達(dá)到917 MW。(見表)

2. 我國CIGS太陽能電池領(lǐng)域研究及產(chǎn)業(yè)化狀況

據(jù)2009年《科技信息》報(bào)報(bào)道，由南開大學(xué)、天津保稅區(qū)投資公司等合作建設(shè)的國家863項(xiàng)目CIGS中試基地成功研制出有效面積804平方厘米，轉(zhuǎn)化率為7%CIGS太陽能電池板，并且自主研發(fā)了一系列薄膜沉積設(shè)備，攻克多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，建立了具有國際水準(zhǔn)的試驗(yàn)平臺(tái)，并在國內(nèi)首次完成了全套工藝流程的貫通。

日前，國內(nèi)決大多數(shù)已建和在建CIGS生產(chǎn)項(xiàng)目均需采用國外的先進(jìn)設(shè)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(chǎn)線，每條生產(chǎn)線計(jì)劃能產(chǎn)為30MW，設(shè)備總價(jià)約為11175萬歐元，設(shè)備于2009年11月11日運(yùn)抵，即將全面調(diào)試運(yùn)行。目前，包括廣州、錦州、攀枝花等國內(nèi)十幾個(gè)城市先后擬定上馬同類項(xiàng)目。

3.國家相關(guān)扶持政策

國家財(cái)政部于2009年4月16日下發(fā)了《太陽能光電建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目申報(bào)指南》，明確支持太陽能光電建筑一體化安裝且發(fā)電主要用于解決建筑用能的項(xiàng)目。政策扶持的對(duì)象可為項(xiàng)目業(yè)主單位或光電一體化產(chǎn)品中標(biāo)企業(yè)，實(shí)行如下財(cái)政補(bǔ)貼:建材型、構(gòu)件型光電建筑一體化項(xiàng)目，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)不超過20元/瓦;對(duì)于與屋頂、墻面結(jié)合安裝型光電建筑一體化項(xiàng)目，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)不超過15元/瓦;具體標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)項(xiàng)目增量成本、建筑結(jié)合程度確定?！吨改稀返南掳l(fā)大大實(shí)惠了國內(nèi)致力于光電建筑一體化的太陽能電池生產(chǎn)廠商，而尤為薄膜太陽能電池的生產(chǎn)廠商首當(dāng)其沖。

4. 產(chǎn)業(yè)化道路上的主要障礙

(1) 設(shè)備購置成本問題

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

(2)生產(chǎn)原材料價(jià)格問題

原料價(jià)格直接影響生產(chǎn)成本。近年來，多晶硅系列電池得到了廣泛運(yùn)用，大量的需求造成了國際市場(chǎng)上晶體硅原料價(jià)格大漲近10倍，08年國內(nèi)價(jià)格已超過2400元/kg。我國雖然是硅原料產(chǎn)銷大國，但是由于定價(jià)權(quán)長期被國外金融資本所控制，原料供應(yīng)價(jià)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(chǔ)存量，但是由于國內(nèi)現(xiàn)在并沒有建立對(duì)銦原料的大宗商品交易規(guī)則，因此存在與硅原料價(jià)格類似被國外金融資本操縱的情況。

三、當(dāng)前國內(nèi)主要CIGS項(xiàng)目情況

當(dāng)前國內(nèi)主要已建、在建CIGS項(xiàng)目如下:

1. 廣州太陽能電池項(xiàng)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(shè)4條25MW的CIGS生產(chǎn)線。

2. 山東孚日集團(tuán)項(xiàng)目

孚日光伏擬向德國 Johanna Solar Solutions GmbH 公司采購生產(chǎn)線兩條，每條設(shè)計(jì)產(chǎn)能為30MW，兩條共 60MW，設(shè)備總價(jià)約為 11175 萬歐元。

3. 蘇州高賽項(xiàng)目

蘇州高賽太陽能技術(shù)有限公司擬于2010年正式投產(chǎn)一條25MW生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)年銷售額達(dá)3000萬美元。

4.愛瑞安錦州項(xiàng)目

2009年，錦州與美國ARION集團(tuán)、臺(tái)灣金色能源太陽能有限公司簽訂了合作協(xié)議，投資30億元人民幣建設(shè)200兆瓦生產(chǎn)規(guī)模。

5. 威海中玻項(xiàng)目

威海中玻光電有限公司與臺(tái)灣威奈聯(lián)合科技公司、臺(tái)灣美聯(lián)能源科技股份有限公司簽訂合作協(xié)議，計(jì)劃投資6億美元，擬建一條25兆瓦的生產(chǎn)線，并擬于三年內(nèi)將達(dá)250兆瓦產(chǎn)能。

6. 福建創(chuàng)輝光電項(xiàng)目

創(chuàng)輝光電科技有限公司計(jì)劃投資6000萬美元，用地300畝，達(dá)產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值12億元。

7.廣西尚科光伏項(xiàng)目

項(xiàng)目計(jì)劃總投資11.5億元，建成300MW多晶硅及70MWCIGS薄膜電池的生產(chǎn)能力，年銷售額達(dá)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(chǎn)值16億元。

8. 山西宏燊光伏項(xiàng)目

項(xiàng)目總投資8.08億元，2009-2011年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力180MW;2011-2013年設(shè)計(jì)總產(chǎn)能達(dá)到300MW，規(guī)劃2015再上300MW產(chǎn)能。

9.河南燕垣光伏能源項(xiàng)目

項(xiàng)目于2009年5月開工建設(shè)，計(jì)劃三年內(nèi)投資7.8億元，完成項(xiàng)目一期工程，建成60MW生產(chǎn)能力。

10.攀枝花太陽能項(xiàng)目

中國匯通擔(dān)保有限公司、臺(tái)灣威奈科技股份有限公司計(jì)劃聯(lián)合投資1.5億美元。一期投資7500萬美元建設(shè)年產(chǎn)50MWCIGS薄膜太陽能生產(chǎn)線，二期投入7500萬美元再建一條50MWCIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)線，并建成10MW光伏發(fā)電站。

11. 本溪項(xiàng)目

威奈公司與本溪市委市政府達(dá)成一致，投資額4.8億元人民幣建設(shè)CIGS太陽能模塊生產(chǎn)企業(yè); 同時(shí)威奈公司投資額3億元人民幣獨(dú)資建設(shè)年產(chǎn)能250兆瓦CIGS薄膜生產(chǎn)企業(yè) 。

12.天津項(xiàng)目

項(xiàng)目規(guī)模為200MW，注冊(cè)資金2000萬美元，預(yù)計(jì)2010年6月份投產(chǎn)。

13.揚(yáng)州力錸光

項(xiàng)目一期總投資9800萬美元，預(yù)計(jì)2010年建成一條年產(chǎn)30MW生產(chǎn)線。2011年計(jì)劃再建一條生產(chǎn)線年產(chǎn)30MW生產(chǎn)線。

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