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中国太阳能

 
非晶硅薄膜太阳能电池投资力度加大

 

所属栏目:能源专题 加入时间:2008年9月18日9:22

非晶硅薄膜太阳能电池由于其成本优势而具有很大的市场潜力,因此受到投资者青睐。通过仿真模型对项目的成本及效益进行分析,可以为投资者的决策提供参考数据,以规避投资风险。 

    薄膜太阳能电池作为一种新型太阳能电池,由于其原材料来源广泛、生产成本低、便于大规模生产,因而具有广阔的市场前景。近年来,以玻璃为基板的非晶硅薄膜太阳能电池凭借其成本低廉、工艺成熟、应用范围广等优势,逐渐从各种类型的薄膜太阳能电池中脱颖而出,在全球范围内掀起了一波投资热潮。大尺寸玻璃基板薄膜太阳能电池投入市场,必将极大地加速光伏建筑一体化、屋顶并网发电系统以及光伏电站等的推广和普及。 

    非晶硅薄膜太阳能电池优势渐显 

    由于晶体硅太阳能电池的成本随着硅材料价格的连年上涨而不断提高,各类薄膜太阳能电池成为全球新型太阳能电池研究的重点和热点。 

    薄膜太阳能电池中最具发展潜力的是非晶硅薄膜太阳能电池,非晶硅材料是由气相淀积形成的,目前已被普遍采用的方法是等离子增强型化学气相淀积(PECVD)法。此种制作工艺可以连续在多个真空淀积室完成,从而实现大批量生产。由于反应温度低,可在200℃左右的温度下制造,因此可以在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上淀积薄膜,易于大面积化生产,成本较低。 

    与晶体硅太阳电池比较,非晶硅薄膜太阳电池具有弱光响应好,充电效率高的特性。非晶硅材料的吸收系数在整个可见光范围内,几乎都比单晶硅大一个数量级,使得非晶硅太阳电池无论在理论上和实际使用中都对低光强有较好的适应。越来越多的实践数据也表明,当峰值功率相同时,在晴天直射强光和阴雨天弱散射光环境下,非晶硅太阳能电池板的比功率发电量均大于单晶硅、非晶硅薄膜太阳电池。更有数据表明,在相同环境条件下,非晶硅太阳电池的每千瓦年发电量要比单晶硅高8%,比多晶硅高13%。 

    薄膜太阳能电池最重要的优势是成本优势。据多家企业和机构的测算,即使在5MW的生产规模下,非晶硅薄膜太阳电池组件的生产成本也在2美元/瓦以下,而单线产能达到40MW-60MW甚至更高的全自动化生产线,其产品生产成本则更低。而相对于平均3.5美元/瓦的国际市场销售价格而言,其利润空间可想而知。
    影响非晶硅薄膜太阳能电池应用的最主要问题是效率低、稳定性差。与晶体硅电池相比,每瓦的电池面积会增加约一倍,在安装空间和光照面积有限的情况下限制了它的应用。而其不稳定性则集中体现在其能量转换效率随辐照时间的延长而变化,直到数百或数千小时后才稳定,这个问题在一定程度上影响了这种低成本太阳能电池的应用。 
    随着研究机构和产业界关注度的提高和投入的大幅度增加,相信在近几年内硅薄膜太阳电池的产品技术将会有所突破。预计到2009年,采用“非晶硅+微晶硅”技术的叠层薄膜电池的光电转换效率将达到10%,而组件的成本将低于1美元/瓦。 

    企业投资力度迅速加大 

    基于近年对太阳电池市场发展的良好预期以及硅薄膜电池良好的技术特性和成本优势,许多设备供应商、太阳电池生产企业、有关研究机构等都纷纷投资,掀起了一阵投资热潮。 

    由于TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)工艺已十分成熟,其大面积非晶硅均匀性成膜的工艺可移植到硅薄膜电池的生产中。目前通常做法是采用TFT-LCD工艺中用于薄膜晶体管生产的设备,来生产非晶硅薄膜太阳能电池。美国、欧洲和日本的半导体设备供应商,都在努力角逐这一市场。上述供应商除了全力开展市场竞争外,也纷纷通过兼并重组、招揽人才等手段加大对产品、工艺、设备的研发力度,力争在长期的市场竞争中占得持续的竞争优势。 

    在企业投资方面,不少晶体硅电池的生产厂家在继续做大做强原有产品的同时,也将目光转向硅薄膜电池,意图完善和丰富自己的产品线。有意思的是,有更多的原本不是太阳电池行业的企业,在整个太阳电池投资热的鼓舞下,纷纷选择硅薄膜太阳电池作为他们进入这个行业的切入点,力图在这块新生的市场上谋得一席之地。这些新进入者为太阳电池行业带来了全新的面貌,同时也加剧了行业的竞争和风险。据不完全统计,仅在中国就有至少9个新增的硅薄膜电池投资项目正在实施,设计年生产能力总和达900MW左右,而有意投资并正在进行项目前期策划的则更多。 

    原材料成本应最受关注 

    尽管目前看来硅薄膜电池的利润空间很大,但面对如今这样瞬息万变的用户市场和原材料供应链环境,任何一个希望涉足这个领域的人都应该清楚地认识到所面临的风险在哪里,从而有效地规避和防范这些风险。 

    利用国际知名仿真软件公司的相关工具软件,并以收集到的生产成本等数据为基础,我们搭建了一个非晶硅薄膜太阳能电池生产线的仿真模型。利用该模型的成本分析功能,我们不仅可以得到单位产品的成本及其构成情况,还可以按照国际通行的原则将各项支出分摊到各个加工工序,从而清晰看到各项支出所占整体成本的比例及其发生的原因,从而准确地评估其风险程度,为投资决策和生产经营作参考。 
    内部收益率是衡量投资项目经济效益情况的重要指标之一。按目前的市场条件分析,一条年产40MW-60MW硅薄膜电池生产线项目的内部收益率远大于12%的行业基准收益率。尽管如此,市场和技术方面的不确定性都会对投资带来巨大的风险。因此,我们在模型仿真时还着重对项目内部收益率进行了敏感性分析。分析结果如图二所示,产品的销售价格是最敏感的因素。实际上这并不令人感到意外,任何一种产品生产的效益都直接决定于销售收入和产品成本。对于太阳能电池来讲,产品的光电转换效率也是决定电池组件销售价格的重要因素。如果假定每瓦太阳能电池的售价不变,当光电转换效率从6%提高到6.5%时,一片组件的销售价格就提高了8%,而其生产成本几乎是相同的,这显然会对项目的收益产生很大的影响。 

    由于在不同时间、不同地点其客观条件各不相同,具体数据并不是一成不变的,在一些特殊的条件下甚至可能需要做较大的调整,但通过上述分析揭示的某些问题,应该是具有普遍的参考价值的。 

    面对投资热尚需冷静思考 

    在太阳能电池投资热潮中,硅薄膜电池似乎成了热点中的热点。有专家指出,薄膜太阳电池在未来5年-10年内将以50%左右的年平均增长率增长,到2030年将占整体太阳能电池份额的30%以上。 

    但硅薄膜太阳电池并不是包赚不赔的产业,除了在市场、成本、技术方面的风险外,在资金需求、供应链组织、生产动力供应和技术人才等方面都有较高的门槛。 

    在资金需求方面,一条40MW-50MW的非晶硅薄膜电池生产设施的总投资在10亿元左右,而公认的经济规模应在300MW-500MW。这要求投资方不仅能够筹集足够的初始投资,还应为未来两三年内持续投资做好准备。 

    在供应链组织方面,生产所需的高透光率的超白玻璃、高纯硅烷等都只有有限的供应来源。生产企业必须保证稳定且廉价的材料供应,否则,近年来出现的争抢硅材料的一幕难免会再次上演。 

    技术人才一直是薄膜太阳电池发展的瓶颈之一。除电池本身的结构设计、分析检测需要大量专业人员外,化学气相淀积、真空溅射、激光刻线等特殊工艺以及包括多种特殊气体、高纯水、净化空调系统等在内的厂务支持系统,都需要大量有专业知识背景和实际操作经验的员工。由于目前大量的项目正在兴建,吸引人才的竞争也变得空前激烈。 

    总之,硅薄膜太阳电池投资热的兴起已成为不争的事实。但每一个欲投身其中的企业都应该全面分析自己所面临的机遇和挑战,充分估计收益和风险,理性客观地做出自己的投资决策,这也是行业健康、持续发展的基础。 

出处:中国太阳能
作者:中国太阳能
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