张太闪我国太阳能薄膜电池行业研究报告2011年3月30日(4)

从各类薄膜电池因素看，不同的薄膜电池还有各自的缺点，比如转换率偏低或者环境安全问题，有的存在原材料资源稀缺问题，如下表：

类型 硅基薄膜 存在问题 解决方案 转化效率低，衰减较严重。 叠层技术可提高转换率，并大幅减低衰减。 碲化镉 镉化物可能引起环境污染，提高产品封装环节和回收服务，提高技碲产量较低。 术水平，减低碲用量。 铜铟硒镓 有的含镉化合物可能引起污加强产品封装与回收服务；改善工艺提染，技术复杂，良率较低，高良率；提高技术水平降低铟用量。 铟很稀缺。 碲化镉薄膜电池：率先进入成本区间，但对其他薄膜电池发展影响不大，主要是因为：

1）、碲化镉电池大量使用剧毒元素镉作为原材料的问题对其发展有限制作用。虽然碲化镉化学性质相对稳定，胆石症在剧烈撞击、焚烧、雷击等特殊情况下仍有安全隐患；

2）、碲化镉电池与其他薄膜电池的成本优势将逐渐不明显；目前碲化镉转换效率约9%到10%，成本1.1＄/w，后续成本将缓慢下降，若硅薄膜叠层技术产品规模化生产或CIGS电池技术出现突破，转换效率及成本都将与之接近。

3）、碲元素相对贫乏，碲化镉电池形成规模后碲供应可能紧张。

碲化镉薄膜电池机构及组件产品：

CIGS薄膜电池：发展相对迟缓。

CIGS薄膜电池又称铜铟硒镓薄膜电池，在实验室中已经取得了薄膜电池最高的转换效率。不少厂商投入到GIGS薄膜电池的研发和生产中，较具代表性的公司有德国 wurth solar 、美国Nano Solar、日本Honda。

CIGS薄膜电池结构及电池组件：

虽然GIGS薄膜电池转换效率较高而且后续仍有较大提升空间，但生产工艺技术复杂，产品性能与材料配比有较高敏感度，如何提高产品良率是大部分厂商面临一大难题。目前CIGS薄膜电池生产成本还在2＄/w以上，高于其他薄膜电池，因为CIGS薄膜电池的发展相对迟缓，不过随着技术不断进步，这一问题仍有希望逐渐解决。

CIGS薄膜电池组件工艺图：

对于CIGS薄膜电池的发展，原材料铟是关键。铟是稀缺资源，全球所有伴生矿铟含量仅1.5万吨，每年产量只有500吨，而液晶行业对铟的需求占70%左右，年需求增长率在20%以上，依靠回收等环节可缓解需求压力，但长期看仍显紧张，很多发达国家已将铟作为战略资源。

铟的主要应用领域分布：

每MW的CIGS薄膜电池用铟约50千克左右，达到GW规模后对铟的需求拉动将十分明显，这一瓶颈可能影响CIGS电池长期发展，但中短期发展不会受明显影响。

硅基薄膜电池：高速发展条件开始具备

硅基薄膜电池目前处于高速成长时期，主要基于三方面： 1）、硅基薄膜电池技术发展成熟度高，使用叠层工艺将使转换效率及衰减问题不再突出；

2）、研发实力雄厚的半导体设备供应商纷纷切入硅薄膜设备供应领域，薄膜电池设备供应商快速崛起对行业高速成长起了重要推动作用。

3）、硅基薄膜电池在原材料易得性与清洁安全等各方面均优于其他薄膜电池。

硅基薄膜电池的技术发展路线图：

从技术路线发展看，硅薄膜电池已经发展到第四代—非晶硅/微晶硅双结叠层电池，而这种非晶硅与微晶硅叠层的基本结构将成为未来硅薄膜电池的主流发展趋势。

非晶硅与微晶硅叠层薄膜电池结构图：

非晶硅层仅对可见光有吸收作用，而微晶硅层对波张较长的远红外部分有很好的吸收作用，而且几乎不发生衰减，因为这种叠层技术可以实现很好的转换效率并减低衰减度，世界光伏学家已经把这种技术誉为“最有希望的薄膜技术”。

非晶硅与微晶硅叠层电池提高转换效率示意图：

3、薄膜电池上下游发展状况 1）、设备供应商

目前薄膜电池主要设备提供商有欧瑞康（Oerlikon）、美国应用材料（AMAT）、日本真空（ULVAC），这些厂商具有较强的技术实力，设备符合从非晶硅薄膜电池向生产叠层工艺产品过渡的要求，而美国EPV、香港华基光电、北仪创新是相对低端设备制造商，尺寸小且采用RF技术（主流厂采用先进的VHF技术），无

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