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BIPV推廣疊加新一代技術(shù)不斷發(fā)展成熟，薄膜電池今年來再次被推上風(fēng)口。

國內(nèi)頭部券商稱，隨著各企業(yè)加速產(chǎn)線布局，預(yù)計到2025年全球薄膜電池產(chǎn)能將達40GW，國內(nèi)產(chǎn)能將超20GW。這個數(shù)字較2022年分別增長2.64倍、11.5倍。目前，全球薄膜電池產(chǎn)能約為11GW，國內(nèi)產(chǎn)能約1.6GW。

誕生于1976年的薄膜電池已歷經(jīng)逾40年沉浮，能否再次煥發(fā)生機重回光伏舞臺中央？

(資料圖片僅供參考)

一、薄膜電池四十余載沉浮

薄膜電池主要分為硅基類（非晶硅、微晶硅等）、化合物類（鈣鈦礦、碲化鎘、銅銦鎵硒等）、有機質(zhì)類（有機太陽能電池等）。

1976年，RCA（Radio Corporationof America，美國無線電公司）實驗室研制的硅基薄膜電池誕生。1976年至1980年，其實驗室效率從2.4%快速提升至8%。

得益于材料用量少、節(jié)能降耗的低溫工藝技術(shù)以及簡潔的生產(chǎn)工序，薄膜電池迎來了第一個高光時刻。1988年，硅基薄膜電池的市場銷量份額一度達到30%。

然而，由于光致衰退效應(yīng)導(dǎo)致硅基薄膜電池效率難以繼續(xù)提升，再加上從一開始硅基薄膜電池的效率就低于晶硅電池（硅基薄膜電池效率為個位數(shù)時，晶硅電池效率已達20%），硅基薄膜電池競爭力自1990年開始一路下滑，一直到2004年，薄膜玻璃才再度迎來發(fā)展契機。

這一年，美國第一太陽能公司（First Solar，世界領(lǐng)先的太陽能光伏模塊制造商之一）成功推出化合物薄膜電池——碲化鎘，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2008年底，F(xiàn)irst Solar將薄膜電池成本降到了0.98美元/W。

其間自2005年開始，由于光伏需求井噴，多晶硅供不應(yīng)求價格飆升（從2005年的約70美元/公斤漲至2008年4月的463美元/kg），導(dǎo)致晶硅電池成本大增。2009年，薄膜電池市占率得以回升至近20%。

但市場風(fēng)云變幻，2008年后隨著多晶硅供需逐漸恢復(fù)平衡，價格斷崖式下跌，晶硅電池成本優(yōu)勢顯現(xiàn)，加上效率大幅領(lǐng)先，薄膜電池一度被逼近了“死胡同”。

2021年，全球薄膜太陽能電池產(chǎn)能為10.7GW，產(chǎn)量約為8.28GW，薄膜組件市場占有率僅為3.8%，同比再降0.2個百分點。

二、薄膜電池為何重獲關(guān)注？

2022年以來，第三代薄膜電池技術(shù)——鈣鈦礦技術(shù)的發(fā)展令薄膜電池重獲市場關(guān)注，而我國BIPV的發(fā)展則加速了薄膜電池的應(yīng)用。

當(dāng)前，碲化鎘電池實驗室最高轉(zhuǎn)換效率、量產(chǎn)大組件最高轉(zhuǎn)換效率分別為22.1%、19.5%，銅銦鎵硒電池實驗室最高轉(zhuǎn)換效率、量產(chǎn)小組件最高轉(zhuǎn)換效率分別為23.4%、19.2%。

“鈣鈦礦薄膜電池理論轉(zhuǎn)化效率更高?！庇袠I(yè)內(nèi)人士稱，尤其HJT+鈣鈦礦疊層電池可進一步提升轉(zhuǎn)換效率和降低生產(chǎn)成本，未來具備較大發(fā)展空間。

鈣鈦礦疊層電池不斷創(chuàng)造“光伏發(fā)展新歷史”，新方法制備的組件穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率最高達28.0%。成本方面，目前鈣鈦礦仍處于商業(yè)化早期，預(yù)計小批量階段其生產(chǎn)成本有望降至1元/W以下。

嘉實基金電新行業(yè)主分析師宋陽認(rèn)為，鈣鈦礦如果能夠?qū)崿F(xiàn)使用壽命和涂布工藝上的提升，那么薄膜電池的發(fā)展有望迎來新階段。

當(dāng)前我國薄膜電池應(yīng)用領(lǐng)域主要以BIPV幕墻為主。事實上，薄膜電池在BIPV領(lǐng)域，尤其是建筑物立面，比晶硅電池更加合適。這是因為在BIPV場景下，客戶對電池的“美觀”要求高于“實力”要求。

相較于晶硅電池組件100多微米的電池片厚度，薄膜電池組件厚度僅為0.3-2微米，在形狀多樣性、外觀均勻程度方面均優(yōu)于晶硅電池，設(shè)計應(yīng)用能力顯著增強。

同時，薄膜電池還具備顏色的多樣性。常見的晶硅電池多為藍色系，但薄膜電池可根據(jù)不同需求生產(chǎn)出各種顏色的組件，而且對比傳統(tǒng)黑色薄膜電池20.1%的發(fā)電效率，彩色薄膜電池采用周期性二氧化硅/氧化鋁等多層結(jié)構(gòu)反射特定波段的光，在保證顏色的同時電池效率也不會產(chǎn)生過多損耗，比如綠色鈣鈦礦電池的發(fā)電效率為18.6%，較黑色薄膜電池僅降低1.5個百分點。

此外，薄膜電池的透光性和弱光性也優(yōu)于晶硅電池，并且溫度系數(shù)也更低（工作溫度高于25℃時，每升高1℃晶硅電池、薄膜電池最大發(fā)電功率分別下降0.4%-0.45%、0.19%-0.21%），更加適用于城市建筑物。

光大證券認(rèn)為，未來薄膜電池的“主戰(zhàn)場”在公共設(shè)施和商業(yè)建筑領(lǐng)域外立面，BIPV將為薄膜電池提供良好發(fā)展契機，測算到2030年，該領(lǐng)域全國薄膜電池累計裝機空間將達38GW，市場空間超700億元。

三、薄膜電池產(chǎn)業(yè)能否煥發(fā)新生機？

不可否認(rèn)，當(dāng)前光伏下游主流市場仍由晶硅電池主導(dǎo)。據(jù)信達證券，2021年，晶硅電池市場占比高達約90%。

薄膜電池產(chǎn)業(yè)能否重新煥發(fā)生機，在光伏組件市場贏得更多份額？

拓日新能（002218.SZ）相關(guān)人士對第一財經(jīng)表示，目前晶硅電池PERC組件效率高于同面積薄膜電池組件，價格卻更低，并且具有更好的耐候性，客戶對于這種產(chǎn)品也最了解。薄膜電池需要能夠具有一定優(yōu)勢且不能存在明顯短板，才能夠擁有更多發(fā)展空間。

泰信現(xiàn)代服務(wù)業(yè)混合基金經(jīng)理黃潛軼也表示，國內(nèi)薄膜電池重新發(fā)展最需要解決的問題是綜合成本下降，主要可通過提升轉(zhuǎn)換效率、降低組件成本的下降，以及延長可使用壽命來實現(xiàn)。只有不斷提升綜合成本優(yōu)勢，才能獲得持續(xù)發(fā)展空間。

轉(zhuǎn)換效率方面，CPIA數(shù)據(jù)顯示，雖然碲化鎘（理論轉(zhuǎn)換效率32.8%）、銅銦鎵硒（理論轉(zhuǎn)換效率33.6%）等薄膜電池的理論轉(zhuǎn)換效率要優(yōu)于晶硅電池的29.4%，但量產(chǎn)組件轉(zhuǎn)換效率晶硅電池平均可達約23%，高于碲化鎘的15%-18%、銅銦鎵硒的15%-17%。

成本方面，明年硅料價格下降疊加N型電池量產(chǎn)效率提升，將再次拉大薄膜與晶硅電池的性價比差距。

因此宋陽預(yù)計，薄膜電池可能的發(fā)展路徑預(yù)期主要集中在新型薄膜電池技術(shù)路線上，該類技術(shù)以鈣鈦礦為代表?！霸趩谓Y(jié)技術(shù)量產(chǎn)效率持續(xù)提升的前提下，疊層的發(fā)展也將加速，鈣鈦礦潛力值得關(guān)注。”

“薄膜電池將更多通過差異化競爭，比如發(fā)展建筑外立面等特定場景的建筑光伏一體化來獲得份額和發(fā)展，或者通過發(fā)展和晶硅電池的疊層技術(shù)來獲得協(xié)同發(fā)展?！秉S潛軼稱，長期來看，綜合成本和轉(zhuǎn)化效率將決定晶硅電池和薄膜電池市場份額的變化。

四、哪些公司在布局薄膜電池？

現(xiàn)階段晶硅電池性價比優(yōu)勢仍顯著，而薄膜電池天然的高技術(shù)壁壘和非標(biāo)特性，決定了其對晶硅電池的替代將是一個漫長的過程。但東方證券稱，薄膜電池細分領(lǐng)域里的領(lǐng)軍企業(yè)仍具備長期成長性。

當(dāng)前我國布局鈣鈦礦電池的企業(yè)較多，碲化鎘、銅銦鎵錫薄膜電池主要由海外市場主導(dǎo)。有機械設(shè)備分析師稱，國內(nèi)公司主要選擇鈣鈦礦路線的原因是其效率高成本低，未來國內(nèi)碲化鎘、銅銦鎵硒的市場空間不是特別大。

1、鈣鈦礦相關(guān)企業(yè)

拓日新能是國內(nèi)最早一批研究非晶硅薄膜電池并將其產(chǎn)業(yè)化的公司，目前選擇的也是鈣鈦礦路線，正在進行雜質(zhì)鈣鈦礦探測器和鈣鈦礦電池兩個項目。這是因為薄膜電池技術(shù)與鈣鈦礦技術(shù)類似，公司部分設(shè)備可以通用，工藝也有相似處。此外，拓日新能表示，碲化鎘含有劇毒元素，銅銦鎵硒中銦稀缺，估計未來難以成為主流技術(shù)，目前17%左右的效率存在一定局限性。

拓日新能稱，薄膜電池的主要壁壘在于工藝和設(shè)備上的結(jié)合，由于目前量產(chǎn)性能和耐候最佳的鈣鈦礦材料和工藝都處于探索期，所以在研發(fā)和生產(chǎn)過程中需要不斷進行調(diào)整和優(yōu)化，這對于企業(yè)的技術(shù)積累和研發(fā)能力考驗較大。

協(xié)鑫光電新建的1m×2m尺寸鈣鈦礦組件為全球首條100MW量產(chǎn)線，已在昆山完成廠房和主要硬件建設(shè)，計劃2023年投入量產(chǎn)。

同時，光伏組件龍頭隆基綠能（601012.SH）、天合光能（688599.SH）分別處在密切跟蹤、擁有技術(shù)儲備階段；捷佳偉創(chuàng)（300724.SZ）近日在互動平臺表示，公司RPD設(shè)備即將發(fā)貨到客戶端鈣鈦礦中試線上。

2、碲化鎘相關(guān)企業(yè)

碲化鎘薄膜電池目前主要市場份額由First Solar把守，其市占率超90%。國內(nèi)從事碲化鎘電池業(yè)務(wù)的企業(yè)只有三家，分別是杭州龍焱能源科技、成都中建材光電材料和中山瑞科新能源。

2018年，成都中建材投產(chǎn)了世界第一條100MW大面積碲化鎘發(fā)電玻璃工業(yè)生產(chǎn)線。2021年，該生產(chǎn)線轉(zhuǎn)化效率達到16.18%。

成都中建材光電材料由洛陽玻璃（600876.SH）托管，托管期1年，后續(xù)擬根據(jù)新能源材料戰(zhàn)略布局需要，適時收購標(biāo)的公司的股權(quán)。

中山瑞科的控股股東為明陽智能（601615.SH）。2021年底，中山瑞科碲化鎘薄膜光伏組件單塊功率突破120W，并獲得UL（Underwriter Laboratories Inc.美國保險商試驗所）機構(gòu)認(rèn)證。這是國內(nèi)碲化鎘薄膜組件最高效率，也標(biāo)志著國內(nèi)碲化鎘薄膜組件量產(chǎn)水平再上新臺階。

龍焱能源相關(guān)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率已從2014年的13.04%上升至2021年的16.48%。同時，經(jīng)過多次擴張后，公司當(dāng)前碲化鎘產(chǎn)能約200MW。

3、銅銦鎵硒相關(guān)企業(yè)

銅銦鎵硒薄膜電池的發(fā)展更可謂一波三折。南開大學(xué)光電子薄膜器件與技術(shù)研究所教授孫云稱，在相關(guān)研究尚未明朗的情況下，部分項目急于求成，造成投資血本無歸。同時，在學(xué)術(shù)界，銅銦鎵硒電池也受到硅薄膜電池的擠壓。

當(dāng)前，主要從事銅銦鎵硒相關(guān)業(yè)務(wù)的上市公司少之又少。

洛陽玻璃在托管成都中建材的同時，還托管著聚焦銅銦鎵硒薄膜電池的凱盛光伏。

凱盛光伏產(chǎn)品技術(shù)主要來源于擁有國際銅銦鎵硒頂尖技術(shù)的德國AVANCIS公司。據(jù)悉，凱盛光伏銅銦鎵硒薄膜太陽能電池項目是攜手蚌埠市共同推進實行的重大央企合略性新興產(chǎn)業(yè)項目，總投資100億元，規(guī)劃建設(shè)10條銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)線、形成1.5GW生產(chǎn)能力，全部建成后將成為國內(nèi)最大的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)基地。

此外，從事配電自動化設(shè)備開發(fā)與生產(chǎn)的北京科銳（002350.SZ）2022年8月在互動平臺表示，控股子公司普樂新能源持有安徽恒致銅銦鎵硒技術(shù)有限公司42.5%股權(quán)，公司持有安徽恒致20%股權(quán)，安徽恒致已納入公司合并報表范圍。

4、TCO輔材相關(guān)企業(yè)

除了電池廠商外，生產(chǎn)薄膜電池所需輔材的公司也值得關(guān)注。

TCO（Transparent conductive oxide，玻璃即透明導(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃）是鈣鈦礦、碲化鎘等薄膜電池上游關(guān)鍵輔件。由于TCO技術(shù)壁壘較高、設(shè)備專用性強，相關(guān)玻璃廠商投資較為謹(jǐn)慎。目前，國內(nèi)廠商金晶科技（600586.SH）和旗濱集團（601636.SH）擁有較好的技術(shù)資金儲備。

金晶科技目前有2條在產(chǎn)的TCO在線鍍膜線，產(chǎn)能合計1100t/d；旗濱集團與阿克瑪（在線鍍膜領(lǐng)軍企業(yè)）合作開發(fā)在線鍍膜技術(shù)，是我國較早量產(chǎn)在線TCO鍍膜玻璃的企業(yè)。

隨著國內(nèi)BIPV市場興起，以及國產(chǎn)鍍膜設(shè)備量產(chǎn)提速，華泰證券認(rèn)為TCO玻璃國產(chǎn)化有望實現(xiàn)從0到1的突破，并測算在“十四五”期間，全球TCO鍍膜玻璃市場有望達211億元，鈣鈦礦疊層電池應(yīng)用推廣下需求還有望進一步增加。