我國太陽能電池產業研究報告第一章薄膜太陽能電池概述1.1定義什么是薄膜太陽能電池？根據名字意思，薄膜太陽能電池就是厚度非常薄的電池，大部分情況下起到光電轉換作用的薄膜都小于1微米（也就是500納米左右）比較目前晶硅太陽能電池主流的180微米或者200微米的電池片厚度而言，薄膜電池是一種非常薄的電池，根據發展歷史及產品性能指標的區別，薄膜電池也被定義為第二代太陽能電池，而第一代就是晶硅電池。目前全球范圍內就發展到第二代的薄膜電池，盡管也有一些學術機構定義了第三代太陽能電池，但畢竟還處于理論研究或者實驗室階段的電池。表第一代第二代第三代太陽能電池定義一覽序號名稱主要電池品種轉換率備注1第一代太陽能電池單晶硅電池多晶硅電池15%-20%截至2008年2月全球超過90%的太陽能電池都是第一代晶硅電池2第二代太陽能電池薄膜電池（主要有三種CdTeCIS/CIGS硅基薄膜）5%-12%截至2008年2月，全球不超過10%的太陽能電池為薄膜電池3第三代太陽能電池染料感光太陽電池dye-sensitizedsolarcell(DSC)四層或者四層以上的疊層電池30%或者以上理論研究階段，部分產品有實驗室產出，但轉換率或者性能指標依然非常低來源：恒州博智太陽能研究中心，2008.2薄膜太陽能電池，顧名思義，乃是在塑膠、玻璃或是金屬基板上形成可產生光電效應的薄膜，厚度僅需數μm，因此在同一受光面積之下可較硅晶圓太陽能電池大幅減少原料的用量。薄膜太陽能電池并非是新概念的產品，實際上人造衛星就早已經普遍采用砷化鎵(GaAs)所制造的高轉換效率薄膜太陽能電池板(以單晶硅作為基板，轉換效能在30%以上)。不過，一方面因為制造成本相當高昂，另一方面除了太空等特殊領域之外，應用市場并不多，因此直到近幾年因為太陽能發電市場快速興起后，發現硅晶圓太陽電池在材料成本上的局限性，才再度成為產業研發中的顯學。目標則是發展出材料成本低廉，又有利于大量生產的薄膜型太陽能電池。目前已經開發出多種薄膜太陽能電池技術，具體見后文的介紹。2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139521.2分類和用途圖薄膜電池分類（8種）及主要應用領域序號名稱說明及應用領域1CdTe薄膜薄膜層為CdTe/CdS（碲化鎘）材料的太陽能電池，主要用于光伏發電。2CIS銅銦硒CIGS銅銦硒鎵薄膜CIS(CopperIndiumDiselenide)或是CIGS(CopperIndiumGalliumDiselenide)主要用于光伏發電。3硅基薄膜硅基薄膜主要是指薄膜層帶A-Si的薄膜電池，根據設備的生產工藝可以分為下面的幾種：單結A-Sia-si/a-si雙結a-si/uc-si非晶/微晶三結非晶硅等。主要用于光伏發電。4GaAs薄膜GaAsMultijuction(多接面砷化鎵)在單晶矽基板上以化學氣相沉積法成長GaAs薄膜所制成的薄膜太陽能電池，因為具有30%以上的高轉換效率，很早就被應用於人造衛星的太陽能電池板。新一代的GaAs多接面(將多層不同材料疊層)太陽能電池，如GaAs、Ge和GaInP2三接面電池，可吸收光譜范圍極廣，轉換效率目前已可高達39%，是轉換效率最高的太陽能電池種類，而且性質穩定，壽命也相當長。不過此種太陽能電池的價格也極為昂貴，平均每瓦價格可高出多晶矽太陽能電池百倍以上，因此除了太空等特殊用途之外，預期并不會成為商業生產的主流。5色素敏化染料(Dye-SensitizedSolarCell)色素敏化感染料電池是太陽能電池中相當新穎的技術，產品是由透明導電基板、二氧化鈦(TiO2)納米微粒薄膜、染料(光敏化劑)、電解質和ITO電極所組成。此種太陽能電池的優2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-857613953點在於二氧化鈦和染料的材料成本都相對便宜，又可以利用印刷的方法大量制造，基板材料也可更多元化。不過目前主要缺點一是在於轉換效率仍然相當低(平均約在7~8%，實驗室產品可達10%)，且在UV照射和高熱下會出現嚴重的光劣化現象，二是在於封裝過程較為困難(主要是因為其中的電解質的影響)，因此目前仍然是以實驗室產品為主。然而，基於其低廉成本以及廣泛應用層面的吸引力，多家實驗機構仍然在積極進行技術的突破。6有機導電高分子(Organic/polymersolarcells)有機導電高分子太陽能電池是直接利用有機高分子半導體薄膜(通常厚度約為100nm)作為感光和發電材料。此種技術共有兩大優點，一在於薄膜制程容易(可用噴墨、浸泡涂布等方式)，而且可利用化學合成技術改變分子結構，以提升效率，另一優點是采用軟性塑膠作為基板材料，因此質輕，且具有高度的可撓性。目前市面上已經有多家公司推出產品，應用在可攜式電子產品如NB、PDA的戶外充電上面，市場領導者則是美國Konarka公司。不過，由於轉換效率過低(約4~5%)的最大缺點，因此此種太陽能電池的未來發展市場應該是結合電子產品的整合性應用，而非大規模的太陽能發電。7InP(磷化銦)電池薄膜層為InP(磷化銦)材料的太陽能電池，類似于GaAs電池，高轉換率，高價格，預計很難在發電市場獲得應用，主要是太空應用。8Poly-Si（CrystallineSilicononGlass）薄膜薄膜德國Q-CELL旗下的一個CSG公司專注的一種電池，原理就是CrystallineSilicononGlass玻璃襯底上直接鍍多晶硅薄膜。暫時沒有投產，主要是光伏發電用。來源：各個公司，恒州博智整理，2008.2薄膜電池的一些背景信息：非晶硅薄膜太陽能電池的研究工作開始于1975年。非晶硅(a-Si)屬于直接轉換型半導體,光的吸收率較大,較容易制造厚度小于0.5微米、面積大于1平方米的薄膜,結合制造對近紅外光高吸收的非晶硅鍺(a-SiGe)集層光電池,是目前太陽能電池開發的熱點之一,目前已經開發出集層結成型、連續分離成型以及激光布線成型等多種新技術,其中,10cm×10cm產品的初期轉換率達12.0%,1cm2a-Si/a-SiGe集層太陽能電池的穩定后效率達達到了目前世界最先進的水平。日本三洋電機公司開發的大面積a-Si/a-SiGe集層太陽能電池(30cm×40cm),其穩定后效率達9.5%。非晶硅薄膜太陽能電池組件的制造采用薄膜工藝,具有較多的優點,例如:沉積溫度低、襯底材料價格較低廉,能夠實現大面積沉積。非晶硅的可見光吸收系數比單晶硅大,是單晶硅的40倍,1微米厚的非晶硅薄膜,可以吸引大約90%有用的太陽光能。不過,非晶硅太陽能電池的穩定性較差,從而影響了它的迅速發展。美國科學家對非晶硅太陽能電池進行了深入的研究,發現非晶硅薄膜材料受到長時間的光照之后,光電導和暗電導的性能均有所降低,進行160℃以上的高溫退火之后,值,這就是所謂SW效應。科學家們已經掌握了降低這種光誘導效應的太陽能電池的結構及其制造方法。非晶硅和多晶硅混合薄膜太陽能電池也是一種極有發展前景的新產品。由于非晶2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-857613954硅和多晶硅對太陽光譜的敏感區域不同,將這兩種不同的材料用在同一塊基板上,能夠很好地取長補短,獲得與結晶相近的轉換率。由于這種產品屬于硅薄膜材料,能夠節省資源,對環境保護有利。日本鐘淵化學公司目前已經開發出大小為91.0cm×45.5cm,轉換效率為10.6%、下層膜厚度為幾微米的超薄型薄膜太陽能電池。化合物太陽能電池包括三五族化合物電池和二六族化合物電池。三五族化合物電池主要有GaAs電池、InP電池、GaSb電池等;二六族化合物電池主要有CaS/CuInSe電池、CaS/CdTe電池等。在三五族化合物太陽能電池中,GaAs電池的轉換效率最高,可達28%;GaAs是二元化合物,Ga是其它產品的副產品,非常稀少珍貴;As不是稀有元素,有毒。GaAs化合物材料尤其適用于制造高效電池和多結電池,這是由于GaAs具有十分理想的光學帶隙以及較高的吸收效率,抗輻照能力強,對熱不敏感。由于具有這些特點,所以GaAs化合物材料也適合于制造高效單結電池。GaAs化合物太陽能電池雖然具有諸多優點,但是GaAs材料的價格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。為了解決這個問題,采用了聚光系統,該系統由于采用價格較低的塑料透鏡和金屬外殼,并且改進了電池性能,因而深受廣大用戶青睞。疊層太陽能電池由兩種或兩種以上不同帶隙的電池有機地疊加組合而成。一般而言,頂部電池的材料具有較寬的帶隙,適于吸收能量較大的太陽光能;而底部電池的材料帶隙較窄,適于吸收能量較小的太陽光能,因此,在單結的基礎上,疊層太陽能電池的轉換效率較高,例如GaAs疊層太陽能電池的轉換效率可以達到35%。1.3產業鏈結構圖薄膜太陽能電池產業鏈結構圖來源：恒州博智太陽能研究中心，2008.2其他應用（太陽能手表電池等）薄膜電池光伏系統電池組件太陽能薄膜電池其他輔料（鋁銀及其他一些化學原料）CdTeCIGSSiH4硅烷氣體PECVD設備核心原料及其他設備襯底玻璃不銹鋼塑料2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139551.4薄膜和晶硅電池區別表薄膜電池和晶硅電池轉換率成本產量優劣勢等對比分析序號項目晶硅薄膜1分類單晶硅多晶硅CdTeCISCIGS硅基薄膜2全球太陽能電池比重2007年全球產量約3.1GW比重89%2007年產量0.4GW比重：11%3電池轉換率15%-20%5%-10%4電池成本3.1美元/瓦左右1.45美元/瓦左右5組件售價（出廠價）3.8美元/瓦左右2.2美元/瓦左右6投入的企業數量全球超過2000個全球約100個7產量產值遞增速度32%左右65%左右8優勢技術成熟轉換率高發電量多成本低9劣勢成本高原料緊缺轉換率低大規模生產技術不是很成熟SWE效應10備注晶硅在未來10年內預計霸主定位不會變動非晶硅2007年成為元年，未來發展速度，長遠來看，代替晶硅電池并促使光伏發電成本接近傳統能源存在希望。來源：恒州博智，2008.2晶硅電池和薄膜電池還有很多區別的地方，比如使用的生產線及組件最大輸出功率，面積等，上表的對比只是其中比較關鍵的一些信息對比，詳細的對比信息，讀者可以自行查閱一些網絡的參考資料。第二章薄膜電池生產技術和工藝分析2.1工藝概述薄膜電池的生產工藝相對于晶硅電池來得復雜，而且大部分企業使用標準設備+自己開發設備結合運作的方式生產，畢竟完全依賴標準設備，很多時候無法實現期望的轉換率及性能指標。下面的小節將會具體介紹各種薄膜的工藝情況。2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139562.2CdTe生產工藝【鎘碲薄膜太陽能電池】CadmiumTellurideThinFilmPhotovoltaics，CdTe此類型薄膜光電池在薄膜式光電池中歷史最久，也是被密集探討的一種之一。再1982年時Kodak首先做出光電效率超過10﹪的此類型光電池，目前實驗室達成最高的光電效率是16.5﹪，由美國NREL實驗室完成，其作法是將已建立多年的電池構造，在進一步增量修改，并改變部分材質。典型的CdTe光電池結構的主體是由約2μm層的P-typeCdTe層與后僅0.1μm的n-typeCdS形成，光子吸收層主要發生于CdTe層，西光效率細數大于105㎝-1，因此僅數微米厚及可吸收大于90﹪的光子。CdS層的上沿先接合TCO，再連接基材，CdTe上沿則接合背板，以形成一個光電池架構。目前已知為制備高光電效率CdTe光電池，不論電池結構如何，均需要使用氯化鎘活化半導體層，方法上可采濕式或干式蒸氣法。干式法較為工業界所采用。關于CdTe光電池的薄膜，目前已有多種可行的工藝可采用，其中不乏具量產可行性的方法。已知的方法有濺鍍法（sputtering）、化學蒸鍍（CVD）、ALE（atomiclayerepitaxy）、網印（screen-printing）、電流沉積法（galvanicdeposition）、化學噴射法（chemicalspraying）、密集堆積升華法（close-packedsublimation）、modifiedclose-packedsublimation、sublimation-condensation。各方法均有其利弊，其中電流沉積法是最便宜的方法之一，同時也是目前工業界采用的主要方法。沉積操作時溫度較低，所耗用碲元素也最少。CdTe太陽能電池在具備上述許多有利于競爭的因素下，在2007年其全球出貨量約180MW（僅次于硅基薄膜，在薄膜領域排名第二），目前CdTe電池商業化產品效率已超過12﹪，究其無法耀升為市場主流的原因，大至有下列幾點：ㄧ、模塊與基材材料成本太高，整體CdTe太陽能電池材料占總成本的53﹪，其中半導體材料只占約5.5﹪。二、碲天然運藏量有限，其總量勢必無法應付大量而全盤的倚賴此種光電池發電之需。三、鎘的毒性，使人們無法放心的接受此種光電池（不過截至2008年2月份，歐美大部分機構認為排放的毒性幾乎沒有晶硅電池厲害，因此歡迎這種電池的應用）。2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-857613957圖CdTe薄膜生產工藝流程圖來源：德國（AntecSolar），恒州博智整理，2008.2CdTe設備基本上都是電池組件公司購買一些外部的標準設備，同時自己開發一定的專門設備組合生產，暫時沒有全自動化的全套解決方案。比如美國的FirstSolar就是因為自己具有良好的再開發能力促使他們的轉換率是所有CdTe組件公司中轉換率最高，而成本幾乎最低的。2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139582.3CIS/CIGS生產工藝【銅銦鎵二硒太陽能電池】CopperIndiumGalliumDiselenideSolarCells此類型光電池計有兩種：一種含銅銦硒三元素（簡稱CIS），一種含銅銦鎵硒四元素（簡稱CIGS）。由于其高光電效率及低材料成本，被許多人看好。在實驗室完成的CIGS光電池，光電效率最高可達約19﹪，就模塊而言，最高亦可達約13﹪。CIGS隨著銦鎵含量的不同，其光吸收范圍可從1.02ev至1.68ev，此項特征可加以利用于多層堆棧模塊，已近一步提升電池組織效能。此外由于高吸光效率（α>105㎝-1），所需光電材料厚度不需超過1μm，99﹪以上的光子均可被吸收，因此一般粗估量產制造時，所需半導體原物料可能僅只US$0.03/W。CIGS光電池其結構有別于非晶型硅光電池，主要再于光電層與導電玻璃間有一緩沖層（bufferlayer），該層材質通常為硫化鉻（CdS）。其載體亦可使用具可撓性材質，因此制程可以roll-to-roll方式進行。目前商業化制程是由shellsolar所開發出來，制程中包含一系列真空程序，造成硬件投資與制造成本均相當高昂，粗估制程投資一平方米約需US$33。實驗室常用的同步揮發式制程，放大不易，可能不具商業化可行性。另一家公司，ISET，已積極投入開發非真空技術，嘗試利用納米技術，以類似油墨制程（inkprocess）制備層狀結果，據該公司報導，已獲初步成功，是否能發展成商業化制程，大家正拭目以待。另外，美國NREL亦成功開發一種三步驟制程（3-stageprocess），在實驗室非常成功，獲得19.2﹪光電效率的太陽能電池。不過由于該制程相當復雜，花費亦大，咸認放大不易。綜合而言，CIGS在高光電效率低材料成本的好處下，面臨三個主要困難要克服：（1）制程復雜，投資成本高；（2）關鍵原料的供應；（3）緩沖層CdS潛在毒害。制程改善，如前述有許多單位投入，但類似半導體制程的需求，要改良以降低成本，困難度頗高。納米技術應用，引進了不同思維，可能有機會，但應用至大面積制造，其良率多少？可能是一項挑戰。其次原材料使用到銦元素也是一項潛在隱憂，銦的天然蘊藏量相當有限，國外曾計算，如以效率10﹪的電池計算，人類如全面使用CIGS光電池發電供應能源，可能只有數年光景可用。鎘（Cd）的毒性一直是人們所關注，硫化鎘（CdS）在電池中會不會不當外露，危害人們，并不能讓所有人放心，因此在歐洲部份國家，舍棄投入此型光電池研究。2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-857613959圖CIGS組件生產工藝流程圖來源：Miasolé，恒州博智整理，2008.2CIS/CIGS設備基本上都是電池組件公司購買一些外部的標準設備，同時自己開發一定的專門設備組合生產，暫時沒有全自動化的全套解決方案。2.4硅基薄膜生產工藝【硅薄膜太陽能電池】ThinFilmSiliconSolarCells最早開發此型光電池是在1970’s，至1980’毫米，可以次級硅材料、玻璃、陶瓷或石墨為基材。除了硅材料使用量可大幅降低外，此類型光電池由于電子與電洞傳導距離短，因此硅材料的純度要求，不若硅晶圓型太陽能電池高，材料成本可進一步降低。由于硅材料不若其它發展中光電池半導體材料，具有高的吸光效率，且此型光電池硅層膜，不若硅晶圓型太陽能電池硅層厚度約達300微米，為提高光吸收率，設計上需導入光線流滯的概念，此點是與其它薄膜型光電池不同之處。此類型光電池之制備方法有：液相磊晶（liquidphaseepitaxy，LPE）、許多型式的化學蒸鍍（CVD），包括低壓與常壓化學蒸鍍（LP-CVD、AP-CVD）、電漿強化化學蒸鍍（PE-CVD）、離子輔助化學蒸鍍（IA-CVD），以及熱線化學蒸鍍（HW-CVD），遺憾的是上述方法無一引用至工業界，雖然如此，一般咸信常壓化學蒸鍍，應具備發展為量產制程的可能性。上述蒸鍍法，操作溫度區間在300~1200℃此型光電池光電效率實驗室最高已達21﹪，市場上只有Astropower一家產品，當基材使用石墨時，效率可達13.4﹪，由于石墨材料價格昂貴，目前研究工作大底有三個方向：一、使用玻璃基材；二、使用耐高溫基材；三、將單晶硅層半成品轉植至玻璃基材。日本的三菱公2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139510司已成功運用此方法，成功制備100㎝2，光電效率達16﹪的組件。整體而言，此類型光電池系統的發展仍處于觀念可行性驗證時期，實驗室制備技術是否能發展成具經濟效應的量產程序，是人們關注的另一重點。【非晶系硅太陽能電池】Amorphoussiliconsolarcell此類型光電池是發展最完整的薄膜式太陽能電池。其結構通常為p-i-n（或n-i-p）偶及型式，p層跟n層主要座為建立內部電場，I層則由非晶系硅構成。由于非晶系硅具有高的光吸收能力，因此I層厚度通常只有0.2~0.5μm。其吸光頻率范圍約1.1~1.7eV，不同于晶圓硅的1.1eV，非晶性物質不同于結晶性物質，結構均一度低，因此電子與電洞在材料內部傳導，如距離過長，兩者重合機率極高，為必免此現象發生，I層不宜過厚，但如太薄，又易造成吸光不足。為克服此困境，此類型光電池長采多層結構堆棧方式設計，以兼顧吸光與光電效率。這類型光電池先天上最大的缺失在于光照使用后短時間內性能的大幅衰退，也就是所謂的SWE效應，其幅度約15~35﹪。發生原因是因為材料中部份未飽和硅原子，因光照射，發生結構變化之故。前述多層堆棧方式，亦成為彌補SWE效應的一個方式。非晶型硅光電池的制造方式是以電漿強化化學蒸鍍法（PECVD）制造硅薄膜。基材可以使用大面積具彈性而便宜材質，比如不銹鋼、塑料材料等。其制程采取roll-to-roll的方式，但因蒸鍍速度緩慢，以及高質量導電玻璃層價格高，以至其總制造成本僅略低于晶型太陽能電池。至于多層式堆棧型式，雖可提升電池效率，但同時也提高了電池成本。綜合言之，在價格上不太具競爭優勢的前提下，此類型光電池年產量在過去三年仍呈現快速成長，2007年相較于2006年成長超過70%，預期此趨勢將持續下去。為了降低制造成本，近年有人開發已VHF電漿進行制膜，制程速度可提升5倍，同時以ZnO取代SnO2作為導電玻璃材料，以降TCO成本，預計未來制程順利開發成功，將可使非晶型硅光電池競爭力大幅提高。展望未來此型光電池最大的弱點在于其低光電轉化效率。目前此型光電池效率，實驗室僅及約13.5﹪，商業模塊亦僅4~8﹪，而且似乎為來改善的空間，可能相當有限。圖硅基薄膜電池生產工藝流程圖導電玻璃精細處理(WashingofGlassSubstrate)→鐳射切割(LaserScribing)→超聲波清洗(Ultrasoniccleaning)→PECVD→鐳射切割(LaserScribing)→真空濺射(VacuumSputtering)→鐳射切割(LaserScribing)→超聲波焊接(Connection)→初檢測(Pre-test)→層壓封裝(Encapsulation)→接線盒安裝(JunctionboxInstallation)→檢測(Test)→后整理(Processing)→包裝入庫(Packing/Storing)來源：強生光電，恒州博智整理，2008.2硅基薄膜設備提供商的一些基本信息：2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139511下面的信息來自光伏論壇的一位論壇朋友：數據說明：１．設備商排列順序依接單數量多寡排列，相關數字僅可能以公司對外公布資料及新聞為主，實際可能不同或有誤，故僅供參考。２．凡關于投資金額丶每瓦成本等數字，統一以美元計價，匯率換算比率如末所示，金額換算后十位以下四拾五入，以便于一目了然。３，凡設備僅供自家生產用，而無對外出售之硅基薄膜廠，不在資料收集范圍之內。４．各企業投資案中的「規劃產能」，是以初始投產規模為主，至于各廠商預計總投資多少？規劃某某年達到總產能多少？之類的資料，不列入記錄。因為未來市況如何，無人可以準確預估，而各家所列計劃能否實現，受到多種內丶在環境影響，致生變數的機會很高，故參考價值有限。５．投資金額中一般多包括建廠費用，由于無法得知各家企業實際建廠費用，故無法分別列示，因此產線設備的投資金額，實際上應該會較低一些。６．柔性硅基薄膜設備商不在資料收集之列。USD：RMB=1：7.3815：EUR=1：0.6948：YEN=1：112.89：NTD=1：32.53大尺寸薄膜電池設備商目前市場上大尺寸薄膜電池設備商，除AMAT丶Oerlikon丶ULVAC是眾人所知外，另外尚有一家美國XsunX公司，以及預期不久將會加入戰局的韓國周星Jusung。而根據各廠商及客戶的資料，筆者簡單摘錄幾項重點如下：１．單線售價`~以投資/產能來看（設備商自產者不算），AMAT丶Oerlikon在柏仲之間，1MW大概介于115~150萬USD之間；而ULVAC的設備價格，經數據修正后已較合理，唯稍嫌偏高。原則上，各設備廠的第一個客戶，價格都相當優惠。例如，Oerlikon的第一個客戶Ersol，投資一條20MW產線，平均只花2300萬USD。反觀中國的客戶，購買價格明顯貴的離譜，即便AMAT賣給中國客戶的價格，也多半最貴。合理猜想，可能是設備商為了不讓各客戶間的生產成本差距太大，所采取不同的價格策略，以利設備銷售。否則以中國低廉的土地丶人力及管理成本，若再加上便宜的設備價格，恐怕在ChinaPrice的威力之下，很可能會讓采用同款設備的歐洲客戶成本無法競爭。２．所需空間Oerlikon的1.43m2尺寸20MW生產線，約需6000sqm；ULVAC的1.54m2尺寸25MW生產線者，需25,000；AMAT的5.72m2尺寸40MW生產線，需20,000sqm以上。３．所需人力依產能不同（指100MW以下），介于100~200人間。４．光轉效率2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139512以目前已有實際量產的Oerlikon丶ULVAC來看，公司方面量產品的實際穩定效率，都比對外公布的資料來的低。一般說來，實驗室效率＞中試線效率＞量產線效率＞組件實際光照運作時效率，這本是正常的現象。但公司對外公布的資料，若與實際數據出入太大，難免有誤導丶夸大之嫌。只是商業競爭的現實，大概沒有公司會刻意眨低自己，來成就敵人。所以結論是，對于公司方面對外公布的效率數據，當做參考就好，等產品spec出來，一切自見分曉。５．每瓦成本AMAT，1.2to1.5USD/W。Oerlikon，2.1to2.45EUR/W（約合3~3.53USD/W，成本高的有些離譜，值得商榷；另一說為1.7USD/W）；公司估計，若組件效率10%，產能超過100MW+，成本會低于0.7EUR/W（約合1USD/W）。ULVAC，無資料。Jusung，＜1.5USD/W。XsunX，＜1.5USD/W。由于不知各設備商的測算基礎為何，以上的成本只能僅供參考，尤其Oerlikon與其它設備商的價差頗大，故資料僅供參考。但有一點諸設備商的預估是相同的，若達到GW級產能，每瓦成本將會低于1USD/W。根據資料，筆者簡單結論如下：１．投資金額高：除XsunX外，一條單結非晶硅生產線的投資案最少要5000萬USD，而一條雙結非晶硅/微晶硅生產線至少1億USD起跳。２．規劃產能大：客戶投資多半劃分三期，并以2010年為界，規劃最終達到100MW丶200MW丶500MW或1GMW不等的產能目標。３．單線產出高：單一生產線產能最小的是ULVAC，只有12.5MW；最大的是AMAT，最多可以擴充到75MW。４．生產自動化：因采用成熟的LCD制程設備，故均能全自動化生產。５．產品雙線化：除XsunX丶Jusung外，AMAT丶Oerlikon丶ULVAC均同時提供單結非晶硅丶雙結非晶硅/微晶硅生產線。６．客源集中化：除XsunX外，諸設備商鎖定的客戶，多半是在集中在能源丶半導體丶LCD等電子及太陽能電池產業中的業者。小尺寸薄膜電池設備商目前市場上小尺寸薄膜電池設備商，清一色都是基于EPV路線發展丶衍生及改良者，計有EPV丶STF丶EnergoSolar丶NSTDA丶NanoPV丶華基光電（含Terrasolar）丶普樂新能源丶思博露科技丶北儀創新共九家。而根據各廠商及客戶的資料，筆者簡單摘錄幾項重點如下：2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139513１．單線售價`~以投資/產能來看（設備商自產者不算），排序如下：2200萬USD5MWEPV1550萬USD5MW華基光電1300萬USD5MW北儀創新1250萬USD5MW普樂新能源1200萬USD5MW思博露科技1000萬USD5MWSTF900萬USD5MWEnergoSolar500萬USD5MWNanoPV（如果設備商為求搶占市場份額，以成本價賣出，不求利潤的話，理論上有可能達到）由上述資料可知，扣除最貴與最便宜者，國內設備商之間的價差并不是非常大，反倒是兩家匈牙利設備商，其價格都比國內來得便宜，值得國內的設備商重新思考定價策略。２．所需空間25000sqm5MW普樂新能源（半自動）24000sqm5MW思博露科技（半自動）22,000sqm5MWEPV（半自動）4000sqm5MW北儀創新（半自動，此是根據世華創新科技而算，若是采用思博露設計，應該沒有這么小）3300sqm5MW華基光電（全自動）2500sqm5MWNanoPV（全自動）由上述資料可知，自動化程度與廠房空間成高度正相關，同樣的產能，半自動所需空間相當大。設廠空間大，意味著較高的建廠成本，尤其是現在土地成本節節高漲丶大面積土地取得不易之下，將更加不利。３．所需人力5MW介于100~200人之間。４．光轉效率雙結非晶硅/非晶硅，排序如下：6%EnergoSolar6%華基光電5.5%EPV5.5%NanoPV5%普樂新能源5%思博露科技2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-85761395145%北儀創新５．每瓦成本1.43USD/WEnergoSolar1.24USD/WEPV1.35USD/W思博露科技1.35USD/W北儀創新1USD/W華基光電無資料普樂新能源無資料NanoPV基本上，各家的成本均能低于1.5USD/W，雖然普樂丶NanoPV無資料，但比較同業，應該也是低于此水準。至于計算的基礎是否包括折舊丶利息等費用，目前無法判別，只有向設備商索要更詳細的成本列表，方能得知。結論根據各個設備公司銷售的定單情況，再回頭來看待硅基薄膜電池產業的競爭，2010年將會是一個轉捩點，保守樂觀預估，國內設備商應尚有二年時間可以應變。不論未來各廠商會如何競爭，最終取決還是在于每瓦成本上。大尺寸設備商固然優勢甚多，然而小尺寸設備商也非是絶對劣勢，關于在于設備商如何揚長避短，發揮一己所長。從投資人丶設備商的角度，提出個人的看法：１．投資人首先，硅基薄膜電池產業的商機已現，不論是上游的原料設備丶中間的組件生產，或者下游的經銷通路丶光伏系統安裝等，在未來應該會吸引愈來愈多企業投入。但以現實狀況來看，上游的關鍵原料丶設備利潤豐厚，但技術難度高，進入障礙大，目前為少數歐美日大廠寡占，這樣的情況，相信在短期之內不會有所改變。換句話說，若有國內廠商能夠突破困局，成本切入這些領域，除了將能獲取龐大的商機外，也能進一步促使每瓦成本的降低。如，中國科技投入SNO2玻璃制造丶臺灣的臺塑集團跨入EVA生產等。其次是中間的組件制造，以現存加上即將量產的薄膜廠，在未來二年所開出的產能非常驚人（粗估有２G膜電池產業，恐怕風險已經升高。即便一開始有足夠的資金可以購買設備，但在后續的產能擴充丶人才招募丶技術升級丶市場經營等方面，很可能會有后繼無力的現象，在諸多條件都不如人的情況之下，很可能會在中途慘遭淘汰，值得企業老板謹慎思考。２．設備商平心而論，各家的設備水平相差有限，產品效率也在伯仲之間，技術也是各有擅長，沒有人擁有所謂絶對的優勢（有限是指同一檔次間競爭者，大丶小尺寸設備商不應混為一談）。而市場的反應及需求，也比廠商預期來的好，故在未來一丶二年內，訂單已不是問題。故競爭的重點，在于降低設備成本丶產能的確保丶交期的縮短以及客戶基礎的擴大。2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139515臺灣有成熟而完整的半導體丶LCD產業供應鏈，以及為數眾多的電子丶太陽能企業，再加上臺商擅長的制造丶管理及成本控制，所以AMAT丶Oerlikon在幾個月前，都不約而同的造訪臺灣，尋找代工廠以評估設立薄膜設備研發及制造中心的條件。以下，是各設備商在臺灣的布局概況：（１）AMAT丶EPV丶NanoPV：與北儒精密均有設備加工合作（２）華基光電：收購中華聯合半導體，跨足設備制造。（３）Oerlikon：評估設立薄膜設備研發及制造中心。（４）ULVAC：在臺灣已投資優貝克光電丶超凈精密科技，生產丶組裝FPD大型鍍膜機臺，并提供相關售后服務，在不久的將來，也應將會承接薄膜電池設備訂單。現時各設備商的接單狀況都不錯，市場需求均超乎預期，因此目前設備交期，據聞都已拉長到一年以上。可以想見，設備商為了縮短交期，國內的設備代工將有很大的成長空間。而設備商為了不要受制于人丶確保產能品質以及系統整合的實力，收購相關周邊設備商的動作想必會持續進行。如Oerlikon收購激光技術開發企業SiLas丶英國的Exitech；AMAT收購AKT等丶華基收購中華聯合等。與此相比，國內的設備商除了思博露和北儀合作外，馀者看不出有強化設備制造能力的動作。尤其是思博露和北儀合作之后，結果是北儀也開始自推非晶硅生產線，這說明薄膜技術商若無穩定的設備制造能力支持，委外加工合作的結果，要不是培養出另一個競爭對手，否則就是受制于人，訂單難以擴展。這一點，將會國內設備商發展的一個致命傷，值得經營者思考。以上資料意見，僅供參考，錯誤在所難免，尚請各位見京。如果有人愿意提供更詳實的資料，筆者會很樂意更新。短期之內，此表將不會再更新，有意者請自行追蹤各家消息。（完）2.5其他薄膜工藝【染料敏化太陽能電池】Dye-SensitizedSolarCells，DSSC此型光電池可是源自19世紀，人們照相技術的理念，但一直到超過100年后的1991年，瑞士科學家Gratzel采用納米結構的電極材料，以及適切的染料，組成光電效率超過7﹪的光電池，此領域的技術研究開發，才引起大家積極而熱烈的投入。此項成功結合納米結構電極與染料而創造出高效率電子轉移接口的技術，跳脫傳統無材料固態接口設計，可說是第三代太陽能電池。目前全世界有八家公司已得到Gratzel教授授權，其中包括了Toyota/IMRA、SustainableTechnologyInternational（STI）等著名公司。此類型光電池的工作原理是藉由染料做為吸光材。染料中價電層電子受光激發，要升至高能階層，進而傳導至納米二氧化鈦半導體的導電層，在經由電極引至外部。失去電子的染料則經由電池中電解質得到電子，電解質是由I/I3+溶于有機溶劑中形成。此型電池的結構一般有兩種，實驗室制備的通常為三明治結構，上下均為玻璃，玻璃內源則為TCO。中間有兩部份，包括含有染料的二氧化鈦，以及溶有電解質的有機溶液。為利用已發展較成熟的其它薄膜光電池制備技術，Gratzel等，于1996年發展出三層式的monolithiccellstructure，采用碳電極取代一層TCO電極，各層的制備可直接沉積在另一層TCO上。玻璃并非必然的基材，其它具撓屈性透明材料亦可使用，因此roll-to-roll的制程亦可應用于此類型電池制備。德國的ISE公司已發展出包含網印方式的生產流程（如下圖），制程非常簡單。關于DSSC的制造成本，由于該型電池為新世代產品，目前并無量產市場，因此有不同的評估值，依據Gratzel1994年的估算，如以5﹪光電效率為基礎，其制造成本約2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139516US$1.0~1.3/Wp（年產能5~10NWp/year），SolaronixSA1996年的鈷算則為US$2.2/Wp/year（年產能4MWp/year）；相較于技術開發較久的CdTe（US$1.1/Wp，20MWp/year）、薄膜硅晶型（US$1.78/Wp，25MWp/year）兩類型，成本差距似乎不大。DSSC發展的最大利基，咸認在于其簡單的制程，不需昂貴設備與高潔凈度的廠房設施。其次所使用材料二氧化鈦、電解質等亦非常便宜。至于鉑金屬觸媒以及染料，相信生產規模變大時，價格亦會下降。其次就如同其它部分薄膜光電池，因為可以使用具撓屈性基材，因此應用范圍可大幅擴張，不似目前硅晶圓式，只適用于屋頂等少數場合。未來DSSC如要成為具商業競爭力，甚至達到高市占率，仍有幾件事需要證明：一、光電池本身的長期使用性。雖然實驗室以較嚴苛條件測試，推估使用十年以上沒有問題，但畢竟還是缺乏對商業產品長期使用的實測數據。二、對大面積的制備技術，有待努力發展。目前此方面工藝研究投入較少。三、對整體電池模塊細部的基礎研究，仍有許多工作要做，此方面研究可促進產品質量與規格的確立。高能階差半導體，光穩定性較高，因此如能以此類物質取代二氧化鈦，學理上應較易獲得耐久性DSSC產品，關于這方面研究，有部分研究單位也積極投入，惟至今仍未獲得良好成果。開發新式染料以取代目前公認最佳的染料，有機釕金屬（簡稱N3），亦是一項熱門研究主題。有機染料化學是發展很久的一學術與產業領域，因此許多人相信經由適切的構思與系列實驗，應有機會開發出吸光能力比N3好的有機染料，如此除可免除使用貴重的釕金屬外，染料成本也可獲得大幅降低。不同的薄膜電池需要不同的設備，促使很多時候薄膜電池的生產需要自己開發設備，這個也是導致薄膜電池大規模應用受到限制的一個原因。不過隨著薄膜的火熱這些問題都將因為大理的投入及市場強勢需求而逐步解決。第三章薄膜電池產、供、銷、需市場現狀和預測分析3.1CdTe生產、供應量綜述表2005-2013年全球主流CdTe組件企業產能（兆瓦）及總產能一覽表產能：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年FirstSolar25752774359101500220030003000AntecSolar101025252525505050ARENDI00151540408080100Canrom11552525252525CALYXO008252525505050PrimeStar0000252550501002008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139517AVASolar0003103200200200200Others000002550100100Total368633050811531865270535553625來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球主流CdTe組件企業產能市場份額一覽表產能市場份額2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年FirstSolar69.44%87.21%83.94%85.63%78.92%80.43%81.33%84.39%82.76%AntecSolar27.78%11.63%7.58%4.92%2.17%1.34%1.85%1.41%1.38%ARENDI0.00%0.00%4.55%2.95%3.47%2.14%2.96%2.25%2.76%Canrom2.78%1.16%1.52%0.98%2.17%1.34%0.92%0.70%0.69%CALYXO0.00%0.00%2.42%4.92%2.17%1.34%1.85%1.41%1.38%PrimeStar0.00%0.00%0.00%0.00%2.17%1.34%1.85%1.41%2.76%AVASolar0.00%0.00%0.00%0.59%8.93%10.72%7.39%5.63%5.52%Others0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%1.34%1.85%2.81%2.76%Total100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2FirstSolar始終占據壟斷的優勢，而且從目前掌握的信息來看，FirstSolar在過去的200520062007年確實如此，至于2008年，研究組依然認為FirstSolar具備壟斷的優勢，但之后的時間存在一定的變數，目前的數據按照截至2008年1月各個公司官方公告的數據及預測數據為準，未來有特別的變化或者調整，研究組將及時更新動態發展數據。表2005-2013年全球主流CdTe組件企業產量（兆瓦）及總產量一覽表產量：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年FirstSolar21.459.91653106001000160023002600AntecSolar7.57.511202525304046ARENDI002102035507085Canrom0.20.513610152025CALYXO00151522304250PrimeStar0000520354570AVASolar000250110150180200Others000002504060Total29.167.91803507211224196027373136來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球主流CdTe組件企業產量市場份額一覽表產量市場份額2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年FirstSolar73.54%88.22%91.67%88.57%83.22%81.70%81.63%84.03%82.91%2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139518AntecSolar25.77%11.05%6.11%5.71%3.47%2.04%1.53%1.46%1.47%ARENDI0.00%0.00%1.11%2.86%2.77%2.86%2.55%2.56%2.71%Canrom0.69%0.74%0.56%0.86%0.83%0.82%0.77%0.73%0.80%CALYXO0.00%0.00%0.56%1.43%2.08%1.80%1.53%1.53%1.59%PrimeStar0.00%0.00%0.00%0.00%0.69%1.63%1.79%1.64%2.23%AVASolar0.00%0.00%0.00%0.57%6.93%8.99%7.65%6.58%6.38%Others0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.16%2.55%1.46%1.91%Total100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2圖2005-2013年全球CdTe組件產能產量（兆瓦）及增長率2005-2013年全球CdTe組件產能產量（兆瓦）及增長率050010001500200025003000350040000.00%50.00%100.00%150.00%200.00%250.00%300.00%產能（兆瓦）368633050811531865270535553625產量（兆瓦）29.167.91803507211227193027373136產能增長率138.89%283.72%53.94%126.97%61.75%45.04%31.42%1.97%產量增長率133.33%165.10%94.44%106.00%70.18%57.29%41.81%14.58%2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2上圖可以得到下面的結論：2005-2013年產能年平均增長率為：93%2005-2013年產量年平均增長率為：85%側面說明，CdTe組件的產能產量增長率快于晶硅電池組件的增長率（一般為35%左右）。表2005-2013年全球CdTe組件總產能利用率一覽表產能（兆瓦）產量（兆瓦）產能利用率2005年3629.180.83%2006年8667.978.95%2007年33018054.55%2008年50835068.90%2009年115372162.53%2010年1865122765.79%2011年2705193071.35%2012年3555273776.99%2013年3625313686.51%2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139519來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球CdTe組件產量（兆瓦）轉換率（%）售價、成本、利潤（美元/瓦）產值（百萬美元）利潤率一覽表產量（兆瓦）轉換率售價（美元/瓦）產值（百萬美元）成本（美元/瓦）利潤（美元/瓦）利潤率2005年29.18.30%2.2164.31.630.5826.24%2006年67.98.80%2.25152.81.450.835.56%2007年18010.30%2.45441.01.381.0743.67%2008年35011.10%2.47864.51.331.1446.15%2009年72111.80%2.451766.51.261.1948.57%2010年122712.40%2.362895.71.191.1749.58%2011年193012.90%2.294419.71.131.1650.66%2012年273713.60%2.165911.91.071.0950.46%2013年313614.20%2.016303.41.01149.75%來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2截至2008年1月，美國部分企業實驗室CdTe組件的轉換率高達16.5%，具體到商業化生產中，研究組認為短時間內無法達到這個水平，因此根據各個企業目前生產實際及技術整合能力的正常發展預測給出了上表的轉換率數據，而由于轉換率的提升促使CdTe組件產品的售價具有較好的保證，而成本由于規模化生產不斷下降，因此研究組認為利潤率不斷提升，直到2011年開始下降，但依然保持較高的位置（50%的利潤率接近2007年多晶硅原料企業的年平均利潤率）。如果簡單從上表的理解，也許大家會疑問為何這么好的利潤率沒有吸引龐大的投入及發展，這個環節似乎有點類似于多晶硅材料，盡管供不應求，但也沒有能夠解決缺口，CdTe組件的需求端也許沒有多晶硅材料這么緊俏，但一旦突破技術瓶頸，順利實現較高的轉換率（比如10.5%或者以上），較低的成本（1.0-1.35美元/瓦），大批量投產（50兆瓦或更多），那么這樣子的企業一定會受到歡迎或者接近瘋狂的受投資者青睞的地步。這個環節，美國FirstSolar就是活生生的例子。至少目前的FirstSolar獲得利潤，青睞程度可以代表著薄膜領域同樣不容簡單小視。關于CdTe設備，截至目前，大部分CdTe組件生產企業基本上都是公司購買一定量的標準設備+自行設計的自由設備結合的生產線，就拿美國FirstSolar來說，他的設備大約有20%是自有設備。因此也可以理解為暫時沒有全部百分百一站式生產線解決方案。從上面的企業分布來看，也可以看到，基本上是美國德國意大利的企業壟斷了所有的CdTe組件生產，而且美國的轉換率比較高，未來這個領域的市場將是美國制造商的天下。2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-85761395203.2CIS/CIGS生產、供應量綜述表2005-2013年全球主流CIS/CIGS組件企業產能（兆瓦）及總產能一覽表產能：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年Würth1.41.414.8254040406060Honda0027.527.527.555555585GlobalSolar24.24.2406060608080ShowaShell002020808080100100Miasolé02550505050505075Johanna000303060606090Odersun00553535356565Solibro000252550505075Sulfurcell01555551010AVANCIS000202020404040HelioVolt000202020404040Ascent0001.526.551.576.5100100DayStar000025255050100Others0000204080120150Total3.431.6126.5269464591.5721.58801070來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球主流CIS/CIGS組件企業產能市場份額一覽表產能市場份額2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年Würth41.18%4.43%11.70%9.29%8.62%6.76%5.54%6.82%5.61%Honda0.00%0.00%21.74%10.22%5.93%9.30%7.62%6.25%7.94%GlobalSolar58.82%13.29%3.32%14.87%12.93%10.14%8.32%9.09%7.48%ShowaShell0.00%0.00%15.81%7.43%17.24%13.52%11.09%11.36%9.35%Miasolé0.00%79.11%39.53%18.59%10.78%8.45%6.93%5.68%7.01%Johanna0.00%0.00%3.95%1.86%7.54%5.92%4.85%7.39%6.07%Odersun0.00%0.00%3.95%1.86%7.54%5.92%4.85%7.39%6.07%Solibro0.00%0.00%0.00%9.29%5.39%8.45%6.93%5.68%7.01%Sulfurcell0.00%3.16%3.95%1.86%1.08%0.85%0.69%1.14%0.93%AVANCIS0.00%0.00%0.00%7.43%4.31%3.38%5.54%4.55%3.74%HelioVolt0.00%0.00%0.00%7.43%4.31%3.38%5.54%4.55%3.74%Ascent0.00%0.00%0.00%0.56%5.71%8.71%10.60%11.36%9.35%DayStar0.00%0.00%0.00%0.00%5.39%4.23%6.93%5.68%9.35%Others0.00%0.00%0.00%0.00%4.31%6.76%11.09%13.64%14.02%Total100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2從上表可以看出，CIGS產能分布非常分散，2008年產能數據來看，產能比重最大的企業也沒有超過全部產能的20%，而到2013年則排名第一的產能比重也小于10%，盡管未來的數2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139521據依然存在變數，但側面說明CIGS不像CdTe那樣存在FirstSolar一家獨大的局面。表2005-2013年全球主流CIS/CIGS組件企業產量（兆瓦）及總產量一覽表產量：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年Würth1.21.45152233384355Honda005152030404560GlobalSolar1.844143045506070ShowaShell004122540608090Miasolé015101520232530Johanna00051535455565Odersun001.43.5818254050Solibro00031230404555Sulfurcell00.112.53.54.556.58AVANCIS0002812283335HelioVolt00021016253035Ascent0000.51030507590DayStar0000313254060Others0000415305070Total36.525.484.5185.5341.5484627.5773來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球主流CIS/CIGS組件企業產量市場份額一覽表產量市場份額2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年Würth40.00%21.54%19.69%17.75%11.86%9.66%7.85%6.85%7.12%Honda0.00%0.00%19.69%17.75%10.78%8.78%8.26%7.17%7.76%GlobalSolar60.00%61.54%15.75%16.57%16.17%13.18%10.33%9.56%9.06%ShowaShell0.00%0.00%15.75%14.20%13.48%11.71%12.40%12.75%11.64%Miasolé0.00%15.38%19.69%11.83%8.09%5.86%4.75%3.98%3.88%Johanna0.00%0.00%0.00%5.92%8.09%10.25%9.30%8.76%8.41%Odersun0.00%0.00%5.51%4.14%4.31%5.27%5.17%6.37%6.47%Solibro0.00%0.00%0.00%3.55%6.47%8.78%8.26%7.17%7.12%Sulfurcell0.00%1.54%3.94%2.96%1.89%1.32%1.03%1.04%1.03%AVANCIS0.00%0.00%0.00%2.37%4.31%3.51%5.79%5.26%4.53%HelioVolt0.00%0.00%0.00%2.37%5.39%4.69%5.17%4.78%4.53%Ascent0.00%0.00%0.00%0.59%5.39%8.78%10.33%11.95%11.64%DayStar0.00%0.00%0.00%0.00%1.62%3.81%5.17%6.37%7.76%Others0.00%0.00%0.00%0.00%2.16%4.39%6.20%7.97%9.06%Total100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%來源：各個企業，恒州博智整理，2008.22008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-85761395圖2005-2013年全球CIS/CIGS組件產能產量（兆瓦）及增長率2005-2013年全球CIS/CIGS組件產能產量（兆瓦）及增長率0200400600800100012000.00%100.00%200.00%300.00%400.00%500.00%600.00%700.00%800.00%900.00%產能（兆瓦）3.431.6126.5269464591.5721.58801070產量（兆瓦）36.525.484.5185.5341.5484627.5773產能增長率829.41%300.32%112.65%72.49%27.48%21.98%21.97%21.59%產量增長率116.67%290.77%232.68%119.53%84.10%41.73%29.65%23.19%2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2上圖可以得到下面的結論：2005-2013年產能年平均增長率為：176%2005-2013年產量年平均增長率為：117%側面說明，CIS/CIGS組件的產能產量增長率快于CdTe電池組件的增長率（不超過100%）。表2005-2013年全球CIS/CIGS組件總產能利用率一覽表產能（兆瓦）產量（兆瓦）產能利用率2005年3.4388.24%2006年31.66.520.57%2007年126.525.420.08%2008年26984.531.41%2009年464185.539.98%2010年591.5341.557.73%2011年721.548467.08%2012年880627.571.31%2013年107077372.24%來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2表2005-2013年全球CIS/CIGS組件產量（兆瓦）轉換率（%）售價、成本、利潤（美元/瓦）產值（百萬美元）利潤率一覽表產量（兆瓦）轉換率售價（美元/瓦）產值（百萬美元）成本（美元/瓦）利潤（美元/瓦）利潤率2005年39.30%2.286.81.750.5323.25%2006年6.59.80%2.3215.11.550.7733.19%2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-85761395232007年25.410.30%2.3559.71.460.8937.87%2008年84.510.80%2.39202.01.420.9740.59%2009年185.511.20%2.46456.31.351.1145.12%2010年341.511.70%2.52860.61.241.2850.79%2011年48412.20%2.441181.01.211.2350.41%2012年627.512.70%2.321455.81.131.1951.29%2013年77313.20%2.191692.91.081.1150.68%來源：各個企業，恒州博智整理，2008.2截至2008年2月，全球CIS/CIGS電池的實驗室最高轉換率達19.5%，具體到商業化生產中，研究組認為短時間內無法達到這個水平，因此根據各個企業目前生產實際及技術整合能力的正常發展預測給出了上表的轉換率數據，而由于轉換率的提升促使CIS/CIGS組件產品的售價具有較好的保證，而成本由于規模化生產不斷下降，因此研究組認為利潤率不斷提升，直到2012年開始下降，但依然保持較高的位置（50%的利潤率接近2007年多晶硅原料企業的年平均利潤率）。如果簡單從上表的理解，也許大家會疑問為何這么好的利潤率沒有吸引龐大的投入及發展，這個環節似乎有點類似于多晶硅材料，盡管供不應求，但也沒有能夠解決缺口，CIS/CIGS組件的需求端也許沒有多晶硅材料這么緊俏，但一旦突破技術瓶頸，順利實現較高的轉換率（比如11.50%或者以上），較低的成本（1.40美元/瓦以內），大批量投產（30兆瓦或更多），那么這樣子的企業一定會受到歡迎，這個環節，德國的WürthSolar具有一定的代表意義。關于CIS/CIGS設備，截至目前，大部分CIS/CIGS組件生產企業基本上都是購買設備制造商標準設備+自行設計的自由設備結合的生產線，制造工藝方面則是超過85%的企業用真空式工藝，另外有Nanosolar等兩個企業采用印刷式工藝（不過暫時沒有投產）。因此可以相信真空式亦然會是主流。關于原料，銦全球儲量約10萬噸，硒約80萬噸，均屬稀有珍貴元素。國外曾計算，如以效率10﹪的電池計算，人類如全面使用CIGS光電池發電供應能源，可能只有數年光景可用。一旦大量生產這類電池，恐怕銦和硒就會漲到鉆石的價格上去，Nano聲稱的低成本也就不復存在。顯然，原料的珍稀實際上已經提前判定CIS和CIGS今后只能成為目前太陽能電池的補充，而不能大規模應用成為主流。此外，CIGS電池的緩沖層CdS有潛在毒害，這個和人們對CdTe的擔憂近似。從上面的企業分布來看，也可以看到，基本上是美國德國日本的企業壟斷了所有的CIS/CIGS組件生產，而且德國的轉換率比較高，未來這個領域的市場將是德美日制造商的天下。3.3硅基薄膜生產、供應量綜述表2005-2013年全球主流硅基薄膜組件企業產能（兆瓦）及總產能一覽表產能：兆瓦2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2008年全球及中國薄膜太陽能電池產業深度研究報告江蘇尚泰太陽能有限公司錢志軍136152988160511-8576139524UNISolar285858118178298298358418Kaneka233055701001301301