非晶硅薄膜太阳能电池.doc

非晶硅薄膜太阳能电池全国仅有的几家太阳薄膜电池生产企业：/深圳市拓日新能源科技股份有限公司/上海神舟新能源发展有限公司-上海航天汽车机电股份有限公司下属的全资子公司/ 河南昆仑太阳能有限公司/交大南洋-上海交大泰阳绿色能源有限公司/天威保变- 保定天威薄膜光伏有限公司(是保定天威保变电气股份有限公司（沪市A股 上市公司，股票代码600550）直属子公司) /金晶科技-金晶（集团）有限公司，/孚日光伏-孚日集团股份有限公司/风帆股份有限公司等。简介非晶硅薄膜太阳能电池是一种以非晶硅化合物为基本组成的薄膜太阳能电池。 按照材料的不同，当前硅太阳能电池可分为三类：单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 生产成本低由于反应温度低，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。单节非晶硅薄膜太阳能电池的生产成本目前可降到1.2美元/Wp。叠层非晶硅薄膜电池的成本可降至1美元/Wp以下。 能量返回期短转换效率为6%的非晶硅太阳能电池，其生产用电约1.9度电/瓦，由它发电后返回上述能量的时间仅为1.5-2年。 适于大批量生产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。采用玻璃基板的非晶硅太阳能电池，其主要工序（PECVD）与TFT-LCD阵列生产相似，生产方式均具有自动化程度高、生产效率高的特点。 在制造方法方面有电子回旋共振法、光化学气相沉积法、直流辉光放电法、射频辉光放电法、溅谢法和热丝法等。特别是射频辉光放电法由于其低温过程(200)，易于实现大面积和大批量连续生产，现成为国际公认的成熟技术。 高温性能好当太阳能电池工作温度高于标准测试温度25时，其最佳输出功率会有所下降；非晶硅太阳能电池受温度的影响比晶体硅太阳能电池要小得多。 弱光响应好，充电效率高非晶硅材料的吸收系数在整个可见光范围内，在实际使用中对低光强光有较好的适应。 上述独特的技术优势，令薄膜硅电池在民用领域具有广阔的应用前景，如光伏建筑一体化、大规模低成本发电站、太阳能照明光源。 由于非晶硅薄膜电池的良好前景，包括Sharp、Q-Cells、无锡尚德等在内的诸多企业正大规模进入非晶硅薄膜太阳能电池领域，整个行业的统计数字不断翻新。 市场前景在整个太阳能电池家族中，非晶硅薄膜太阳能电池因为其技术和应用方面的优势，正在获得爆发性增长。2007年行业增速约120%，预计未来3年内年均增速高达100%。 业内之前曾对非晶硅薄膜太阳能电池持有疑虑，主要原因在于其电池转化效率较低（5%-9%），而且衰减特别快，使用寿命只有有限的2-3年。而随着技术的进步，目前主流的非晶硅薄膜电池使用寿命已在10年以上。这使得非晶硅薄膜电池成为目前最被看好的薄膜电池技术之一。 目前国内市场当中，涉及非晶硅薄膜电池的上市公司主要包括：拓日新能、天威保变、综艺股份、赣能股份。由于非晶硅行业需求迅速扩充，纯粹靠购置设备并开展非晶硅薄膜电池的生产，当然也能够获得行业扩容带来的高成长，但长期来看，毕竟只能够分享到制造业的合理利润，目前国内如赣能股份的薄膜电池为OEM模式，获得的就是产业链中端的制造业利润。而一旦行业上了规模，行业的利润必然向行业的关键性瓶颈转移，有鉴于此，我们更看好掌握关键技术的配件生产商和设备提供商。2非晶硅薄膜太阳能电池：面对投资热尚需冷静思考中国新能源网| 2008-9-16 14:27:00 | 新能源论坛 | 我要供稿特别推荐:新能源国际网络展览会顾客意见调查表2010中国新能源与可再生能源年鉴编印通知特别推荐:新能源技术和产业论坛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，图中的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。编辑点评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。弃“硅片”取“薄膜” 机构光伏电池的新思维中国新能源网| 2009-3-24 9:37:00 | 新能源论坛 | 我要供稿特别推荐:新能源国际网络展览会顾客意见调查表2010中国新能源与可再生能源年鉴编印通知特别推荐:新能源技术和产业论坛3月20日，杭州某酒店，国金证券2009新能源研讨会，召集了四方投研人士。“在全球金融危机的背景下，几乎所有的传统行业都处于下行周期，最好的也就是见底回升，乏善可陈。”记者与一位参会的公募基金经理交流。该基金经理管理的基金在百亿以上，一般投资品种为蓝筹股。而眼下的新能源的研讨会也吸引了他的目光。新能源近几年广受关注的大背景是传统能源的紧张与全球气候的恶化。在风能、太阳能、核能领域，各种机构竞相追逐，梦想超额收益，国金证券徐炜称之为“追逐低碳经济的浪潮”。就在会议当日，新能源板块个股普遍活跃，风帆股份尾盘直冲而上，收盘接近涨停。3月23日(周一)，薄膜太阳能电池类上市公司风帆股份(600482.SH)再次保持强势，收盘涨幅9.99%，同时表现抢眼的还有天威保变(600550.SH)及南玻A(000012.SZ)，二者周一分别上升5.29%及7.74%。薄膜电池类上市公司受追捧太阳能电池分为晶硅片太阳能电池和薄膜太阳能电池两大类。“之所以叫薄膜电池，是因为上下两层都是几毫米厚的玻璃，而中间的涂层也很薄。”国金证券光伏行业研究员张帅告诉记者。两者相比薄膜太阳能电池在成本方面具有极大的优势。“多晶硅的价格较以前已经有大幅下降，企业的利润率已经被大大压缩。”张帅表示，“薄膜是一种相对较新的技术，发展比多晶硅晚，但具有很大的成本优势。一般来说，以每发一度电来衡量，使用多晶硅电池比薄膜电池的成本要高好几倍。”近两年，全国各地上马多晶硅项目的企业多如牛毛，“如今做得较好的，毛利润能够在20%-30%之间，大不如前。”张帅告诉记者。与企业盈利前景相对应，涉及多晶硅的上市公司股价表现平平，川投能源(600674.SH)等上市公司股价波澜不兴。而具有薄膜电池项目建设的上市公司则表现抢眼，除风帆股份外，孚日股份(002083.SZ)、天威保变表现抢眼，而为薄膜电池提供超白玻璃的金晶科技(600586.SH)、南玻A两公司，也受到市场追捧。FirstSolar作为薄膜电池标志性厂商，是美国市场上享受最高估值水平的光伏股，即便在金融危机横行的2008年8月，股价仍对应2008年盈利87倍、2009年盈利45倍的市盈率。其薄膜电池产品供不应求，订单已排至2010年后，市值换算成人民币超过千亿元，成为投资者热烈追逐的对象。据了解，相比晶体硅电池，薄膜电池并不依赖多晶硅原料，因此发电成本要便宜很多。多晶硅电池的电价一度达到传统火电的10倍，但薄膜电池的价格可以媲美传统火电价格，因此薄膜电池被认为是晶体硅电池的替代产品，发展前景看好。包括无锡尚德、江西赛维和国内的多家上市公司，都已进入该领域，尚德更是把薄膜电池基地建在了上海，而联想投资、IFC也有薄膜电池项目的投资。“用薄膜电池发电的成本在1元每千瓦左右。”张帅告诉记者。而薄膜的兴起要晚于多晶硅，可以预见，随着技术的进一步成熟，这个价格仍有很大下降空间。与多晶硅电池板，薄膜电池的不足之初在于，单位面积内多晶硅的电转换率较高，现在在15%左右，而薄膜目前的技术仅仅只能够做到6%。也就是说，相同面积的电池板，铺设同样的面积，薄膜电池的功率仅有多晶硅电池板的40%。“这并不是问题，如果要建一个沙漠电厂，那么空间就不成为重要因素，如果建设在空间资源相对有限的城市，那么采用多晶硅更好一点。”张帅表示。而从技术角度上来说，电转换率可以通过技术进步实现提高，薄膜提升的空间为100%，即达到12%左右，多晶硅也有20-30%的提升空间，达到18%。两者电转换率之间的差距有望缩小。业内专家认为，薄膜电池的电转换率一旦能够达到9%，其建设成本的优势将会充分发挥，这个产业将十分有投资价值。寻找中国的First Solar据兴业证券王雪峰调研，目前薄膜电池行业处于发展初期，但未来市场空间巨大，在BIPV(建筑与光伏器件一体化)等应用需求推动下将迅猛发展，2015年产值有望达到1000亿欧元，成本快速下降，有望先于多晶硅电池实现平价上网。“这是一个新兴的产业，在很多环节都有很大的不确定性，比如，在10年之前，你绝不会想到目前的手机会是什么样子。”张帅表示。“相对于新能源汽车来讲，光伏更容易看清楚。”一位公募基金经理则认为。在薄膜电池中，也存在三种技术路径：非晶硅(也叫硅薄膜)、碲化铬、铜铟硒。而三种技术路径各有优缺点，非晶硅存在转换效率低、衰减严重的问题；碲化铬的污染问题较为严重；铜铟硒存在污染、优良率较低、铟资源有限等问题。“上述三种技术目前都有人在做，说明从目前看，这三个技术都是可行的。但发展下去谁更有优势，那是很不确定的事情。”张帅说。三种技术并行发展，但最终或许只有某一种技术更有成本优势，其发展空间更大，这样会导致使用其他技术的企业处于被动地位并最终丧失市场。在新技术领域，这是很大的风险。兴业证券认为，非晶硅技术路线有望超越其他种类的薄膜电池。而有的券商则有不同看法。工艺能否有保障是另外一个重要风险点。张帅在研讨会现场发言时表示，薄膜领域更接近半导体行业，技术更新速度快，一旦落后竞争对手，将会给自己造成不利。兴业证券王雪峰认为，企业能否保持强大研发能力至关重要，拥有稳定的核心技术团队是决胜未来的关键。薄膜电池项目的另外一个特点是，初始投资比多晶硅高几倍，非资金实力雄厚者难以撬动。而一旦项目失败，损失也会非常大。但国内上马薄膜电池的企业情况是，我们的设备采购自国外，自身的研发力量都相对有限。“希望不要再重复多晶硅争相上马、重复建设、恶性竞争的格局，那样对谁都不利。”一位基金经理担心，“在较高的利润率面前，冲动的投资将导致整个行业的无序。”但由于有美国First Solar的神话存在，A股投资者正急于寻找谁是中国的First Solar。目前，国内有多家A股上市公司投资薄膜电池行业，包括天威保变、孚日股份、风帆股份等。不过，国内上马的薄膜项目都尚未实现量产，最早的天威保变也要到2009年6月才能实现，产能约为45.6MW。孚日股份持股50%的孚日光伏在2009年底会有60MW的产能实现投产。风帆股份也计划在2009年实现投产。