薄膜太阳能电池前景

电 子 工 业 专 用 设 备Equipment for Electronic Products ManufacturingEPE（ 总第 １ 68 期 ）Jan． ２００ 9薄膜太阳能电池前景本刊编辑部摘 要 ： 光伏产业已成为我国可再生能源产业中继风力发电之后发展最快的产业 ， 光伏发电技术也是全球研究的热点之一 。 在薄膜太阳能光伏电池的优势和现有薄膜 PV 基础上 ， 分析了薄膜光伏技术进入商业化的问题所在 ， 探索了薄膜太阳能电池的应用及产能潜势 ， 展望了 α -Si 与 CdTe 薄膜光伏产业前景 。关键词 ： 薄膜太阳能电池 ； 光伏产业 ； 产能潜势 ； 产业前景中图分类号 ： TM914.4 +2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1004-4507(2009)01-0001-07The Future Prospect of Film Solar CellEPE Editorial OfficeAbstract: PV industry has become the quickest industry of renewable energy source industry afterwind power generation in China, and PV power generation technology is also the one of investigativehot spots. On the basis of the film solar cell ’ s advantage and the foundation of film solar cell, this pa-per mainly analysed the problem in which film PV technology came into commercialization, and ex-plored the application of film solar cell, and/or potentiality of its productive capacity. In the end, itlooked forward to the prospect of α -Si and CdTe film solar cell PV industry.Keywords: Film solar cell； PV industry ； The potentiality productive capacity； The future prospect ofPV industry今年 10 月中旬以来，随着美国金融危机的持续恶化， 近几年一直艳阳高照的全球光伏行业突然乌云重重 。 此次金融风暴来势凶猛， 很快便从金融领域蔓延到了实体经济， 并且波及全球 。 作为实体经济的一部分， 光伏行业理当受到影响 。 但是， 相比而言， 光伏产业受到的影响是比较小的 、 是短期的 。原因是：各国政府在努力减小金融风暴影响的同时， 相继出台了一些扩大内需的政策 。 从世界范围的新政来看， 作为颇具前景的一个可持续发展的产业， 光伏仍是很多国家重点投资的领域之一 。尽管全球金融风暴造成各类实体经济的衰退和投资风险的加大， 但是， 中外创投对太阳能光伏产业投资却在逆势增长 。目前， 各国政府非常鼓励采用某种形式的再生能源， 其中包括太阳能 、 风能甚至潮汐发电及核电，只要不以碳为基础的能源， 政府都大力鼓励， 因为可以减少温室气体排放 。 今年 10 月， 英特尔投资公司以 2 000 万美元投资正处于扩张期的深圳创益科技，英特尔 CEO 欧德宁表示： “ 我们的投资注重在清洁技术方面的投资机会， 这是考虑到环保的重要性与日俱增， 油价的不断攀升， 还有清洁技术的发展等， 这是一个非常好的机会 。继英特尔日前 2 000 万美元投资深圳创益科技之后， 世界银行集团成员国际金融公司 (IFC) 昨日向新奥集团旗下新奥太阳能有限公司投资 1 500万美元， 并组织总计 1.21 亿美元的贷款 。· 趋势与展望 ·1电 子 工 业 专 用 设 备Equipment for Electronic Products Manufacturing EPE（ 总第 １ 68 期 ） Jan． ２００ 9表 1 2008 年中国主要光伏投资项目公司 / 投资方 主要产品 投资额 设计产能 / 年 产地 投资时间常州天合光能连云港多晶硅项目 多晶硅 10 亿美元 1 万吨 江苏连云港 2012 年前万州大全多晶硅 多晶硅 40 亿元 6 万吨 重庆 2008 年 5 月河南迅天宇科技有限公司 多晶硅 3 千吨 河南方城 2008 年 8 月江西赛维 多晶硅 120 亿元 1.5 万吨 江西新余 2009 年中能光伏多晶硅 多晶硅 >70 亿元 3 千吨 江苏徐州 2008-2009 年江苏新双龙多晶硅 多晶硅 4000 万美元 1.2 千吨 江苏南京 2010 年宿迁旭利多 多晶硅 2990 万美元 江苏宿迁天威新津有限责任公司 多晶硅 27 亿元 3 千吨 四川成都 2010 年特变电工 多晶硅 16 亿元 1.5 千吨 新疆乌鲁木齐 2009 年底湖北齐星晶星公司 多晶硅 20 亿元 500 吨 湖北随州荆州宝利多晶硅有限公司 多晶硅 30 亿元 5 千吨 湖北荆州山西三佳集团 多晶硅 34.2 亿元 3 千吨 内蒙古乌兰察布乐电天威 多晶硅 22 亿元 3 千吨 四川乐山 2009 年底山西潞安集团 多晶硅 60 亿元 2.5 千吨电子级多晶硅 山西长治2.5 千吨光伏级多晶硅60MW 太阳能电池香港佳科集团 多晶硅 2200 万美元 福建龙岩海纲公司 多晶硅 3.2 亿元 1.5 千吨 江苏丹阳 2009 年初国电宁夏太阳能有限公司 多晶硅 50 亿元 5 千吨 宁夏石嘴山 2010 年 10 月创科硅业 多晶硅 15 亿元 1.5 千吨 湖南株洲 2010 年 3 月东汽峨半 多晶硅 500 吨 2010 年达 5 千吨 四川峨嵋 2008 年 10 月江西协宝太阳能科技有限公司 单晶多晶硅 2500 万美元 30MW 江西吉安 2008 年底辉煌硅能源 单晶 多晶硅 5 亿美元 150MW 江苏镇江 2008 年 7 月珈伟太阳能 (中国 )有限公司 单晶硅 硅片 1.7 亿美元 单 晶 硅 1500吨 硅 片 1亿 片 河北三河宇骏 (潍坊 )新能源科技有限公司 太阳能硅片 3 亿美元 60MW5年 内 达 到 1000MW 山东维坊 2009 年下半年江苏创大光伏科技有限公司 太阳能硅片 2000 万美元 江苏常州建始永恒太阳能光电科技公司 晶体硅太阳能电池片 2.8 亿元 湖北建始孚日集团 晶体硅太阳能电池片 50MW 山东高密 二期 2008 年底江苏长三角光伏科技有限公司 太阳能电池单晶硅片 1 亿美元 3000 万片 江苏涟水 一期 2008 年底浙江协成硅业有限公司 太阳能电池 多晶硅 40 亿元 400MW,3000 吨 浙江嘉兴 一期 2009年 5月中国电力投资集团 晶体硅太阳能电池 50 亿元 1000MW 陕西西安 2013 年全完工珈伟南玻硅材料有限公司 多晶硅太阳能电池 60 MW 太阳能电池和 内蒙呼和浩特120 MW 太阳能电池组件宜昌南玻硅材料有限公司 多晶硅 ,电池组件 60 亿元 4500 吨高纯多晶硅 , 湖北宜昌 一期 2007年投产450 亮瓦太阳能电池组件浙江光益光能科技有限公司 电池组件 2.2 亿元 50MW 浙江诸暨 2010 年行者集团 薄膜太阳能电池 20 亿元 20MW 山东东营 2009 年底综艺股份 薄膜太阳能电池 7000 万美元 26MW 江苏南通 2009 年 3-4 月新奥集团福清项目 硅基薄膜太阳能电池 333MW 福建福清常州源畅光电能源有限公司 非晶硅薄膜太阳能电池 一期 5MW 5 年 江苏常州 2008 年 4 月内达 500MW凯迈集团 非晶硅薄膜太阳能电池 6 亿元 30MW 四川 2009 年新奥光伏能源控股有限公司 非晶硅薄膜太阳能电池 140 亿元 500MW 河北廊坊 2008 年底百世德 非晶硅薄膜太阳能电池 50 亿美元 26MW 苏州 南昌 2009 年上半年强生光电科技有限公司 非晶硅薄膜太阳能电池 持续投资中 2010 年达 江苏南通 2008 年500MW保定风帆光伏能源有限公司 非晶硅薄膜太阳能电池 1.05 亿元 100MW 河北保定系统拓日新能源 晶体硅， 薄膜太阳能电池 25MW 非晶， 15MW 硅晶 深圳罗定恒光新能源科技有限公司 非晶硅 / 微晶硅叠层薄膜 11 亿元 30MW 广东罗定 2008 年底比亚迪股份有限公司 晶体硅太阳能电池片 25 亿元 100MW 陕西商洛来源： 《 半导体国际 》· 趋势与展望 ·2电 子 工 业 专 用 设 备Equipment for Electronic Products ManufacturingEPE（ 总第 １ 68 期 ）Jan． ２００ 9除 1 500 万美元股权投资外， 此次 IFC 贷款计划包括，将向新奥太阳能提供 4 500 万美元自有资金贷款，以及 7 600 万美元的银团贷款 。该笔融资将帮助建设中国第一条大型薄膜太阳能模块生产线，项目完成后预计年产薄膜太阳能电池模块60 MW ， 将于明年第二季度投产 。去年 11 月，新奥与美国应用材料公司合作建设太阳能薄膜电池项目， 引进该公司全套自动化生产线， 预计到2010 年产非晶硅薄膜太阳能电池 500 MW ， 年销售额 200 亿元 。 该项目落户河北廊坊经济技术开发区， 用于生产非晶硅薄膜太阳能电池 。新奥太阳能项目计划总投资 140 亿元， 分三期建设，太阳能薄膜电池生产技术可降低太阳能电池生产成本，提高光电转化率，应用于如太阳能屋顶电池发电 、 太阳能光伏发电站及建筑物外墙光伏电池安装等 。除新奥集团外， 据了解， 百世德太阳能计划在苏州 、南昌建设两座薄膜太阳能项目工厂， 投资金额分别为 25亿美元 。 苏州工厂投产时间预定为 2008 年底， 南昌工厂为 2009 年第一季度 。 假如这一规划得以实现， 百世德将成为拥有全球最大薄膜太阳能电池工厂的企业 。目前 ， 光 伏 产 业 正 处 于 历 史上最大的爆炸式成长期当中 。 全 球 每 年 对 太 阳 能 电 池 的 市 场 需 求 增 长 已 经 超 过 70％ 。光伏产业将在近五年的时间内， 靠独立经济生存能力， 而非政府的激励政策来达到同电网电价相同的价格 。 2008 年 1 月 14 日 SEMI 在加州 HalfMoon Bay 召开的工业战略研讨会 (ISS 2008)上发表了 Stephen O Rourke 作出的预测 。 他是在德意志银行证券 (Deutsche Bank Securities， 纽约 )从事半导体资产设备和材料的高级分析师 。“ 这一次，光伏产业不会再像过去那样发生倒退而被湮没， ” O Rourke 评述说， “ 现有的光伏发电技术有很多种， 包括晶体硅和多种薄膜电池 。” 图 1 展示了现有的不同种发电技术的电价曲线 。 这些曲线起始于2006 年， 并被预测到 2020 年 。 “ 在这一产业中， 是否具有竞争力的关键因素是逐渐减小的每千瓦时电的成本 ,” O Rourke 说， “ 其根本意义是在于销售能源，而并不是电池 、 电池组， 或者光伏发电系统本身 。”O Rourke 的计算主要基于 2006 年全美的平均电网电价 (8.6 美分 /kW· h)。 再用以往 7 年内每年大约 4.5% 的年增长率外推， 而得到今后几年的电价 。“ 这为我们提供了一个时间上的框架 ——— 当太阳能电价曲线与电网电价曲线收敛而相交的时候， 太阳能电价就有了与电网电价竞争的实力 。 当太阳能电价低于电网电价的零售价格时， 这 (光伏并网发电 )就会真实地发生， ” 他补充说， “ 这些还只是些较保守的估计 。”太阳能电池产品主要分为晶体硅电池 、 薄膜电池两类 (见图 2 所示 )。 前者包括单晶硅电池 、 多晶硅电池两种，占据全球该行业绝大多数的市场份额； 后者主要包括非晶硅电池 、 铜铟镓硒电池和碲化镉电池等， 目前市场份额较小 。晶体硅和薄膜太阳能光伏电池是现在乃至未来 10 年的两大主要技术阵营，晶体硅太阳能电池以高转化效率在过去和现在都主导着光伏市场 。 而薄膜电池在原有转化效率上突破性的进展以及相对低廉的成本在近两年吸引了投资者更多的关注，处于急速发展期 。晶体硅电池的制造成本主要取决于硅片生产能耗与高纯度硅料价格，由于能源价格居高不下，高纯度硅料的生产技术及市场供应又被几家主要504540353025201510500.300.250.200.150.100.002006 2007 2008 2009 2010 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020/年图 1 太阳能光伏产业现状 来源 ： 德意志银行证券供应过度的可能电网的成本正在上升美国， ２００６ 年平均电价为０．６ 美分 ／ kWh出现供应图 2 太阳能电池分类合金薄膜电池太阳能电池晶体硅电池单晶硅电池 多晶硅电池 非晶硅电池薄膜电池α -Si(2× )4%7%6%5%来自 PV 的电能正变得更加廉价新科技加速出现电价/美元-(kW·h)-1CdTaC-Si· 趋势与展望 ·3电 子 工 业 专 用 设 备Equipment for Electronic Products Manufacturing EPE（ 总第 １ 68 期 ） Jan． ２００ 9厂商垄断， 造成晶体硅电池成本高起， 且未来下降空间狭窄， 限制了其技术发展和市场推广 。 据统计，目前我国已是世界上最大的太阳能电池生产国， 已有 12 家企业海外上市，但主要集中于多晶硅电池产业链中下游， 且 90%以上的产品销往国外， 受市场需求和汇率影响很大， 抗风险能力差 。相反，薄膜电池中虽然光电转化效率较低 、 寿命较短， 但低温工艺技术降低了生产能耗， 而且便于采用玻璃 、 不锈钢等廉价衬底， 相关的电子气体及玻璃行业也已发展成熟， 供应及价格较稳定 。 这使其受上游高纯度硅料生产厂商制约较少， 成本可得到较好控制 。 从市场前景来看， 薄膜电池在光伏建筑一体化 、 大规模低成本发电站建设等方面的应用， 将比传统的晶体硅电池更为广阔 。1 更具优势的薄膜太阳能光伏电池目前已经实现商业化的太阳能电池技术有晶体硅电池 、 非晶硅太阳能电池 、 碲化镉薄膜太阳能电池， 聚光太阳能电池 。 CIGS 薄膜太阳能电池也有可能在将来实现产业化 。 其中， 晶体硅太阳能电池占整个光伏市场 85%以上的份额 。 单晶硅太阳能电池大规模生产的平均转换效率已经达到了 16.5% ，而多晶太阳能电池的转化效率在 14.5% 到 15.8%之间 。而在未来太阳能电池的发展蓝图中， 薄膜电池则以低成本成为新的亮点， 并试图通过改善工艺提高其转换效率将极大的扭转光伏市场的格局 。原材料在太阳能电池的成本结构中占了重要的比例，薄膜电池能在当前光伏产业发展之路中崛地而起， 成本因素起到了关键的作用 。 不论是晶体硅还是薄膜太阳能电池，原材料约占总光伏电池总成本的 60%～ 70%，薄膜太阳能电池的成本无论在过去还是将来都大大低于晶体硅太阳能电池的成本 。目前在工业上， 硅的成本大约占硅太阳能电池生产成本的一半 。 为减少硅的消耗量， 光伏 (PV) 产业正期待着一些处于研究开发中的选择方案 。 其中最为看好的一种就是转向更薄的硅衬底 。 现在， 用于太阳能电池生产的硅衬底厚度略大于 200 μ m，而衬底厚度略小于 100 μ m 的技术正在开发中 。 为使硅有源层薄至 5～ 20 μ m， 可以在成本较低的硅衬底上淀积硅有源层， 这样制得的电池被称为薄膜晶体硅太阳能电池 。尽管太阳能发电成本在过去 25 年里已下降了10 倍， 但目前成本仍是入网电价的 3～ 5 倍， 业界认为接近电网等价点 (Grid Parity) 才是光伏产业真正爆发性增长的开始 。光电转换率是太阳能电池一个重要考核指标 。目前薄膜电池的稳定光电转换效率约为 5%～ 8%，且存有光致衰减弱点，而晶硅电池的光电转换效率则在 15%左右， 高者已达 25%。 但晶硅的价格已从2005 年的 80 美元 /kg 上涨到 2008 年第一季度的高点 470 美元 /kg， 致使硅片的成本已经占到晶硅电池生产总成本的近 90% ， 直接导致晶硅电池的利润空间由原先的 16%以上被压制到目前的 5%以下 。晶硅电池被材料所困， 薄膜电池似乎给太阳能电池带来了应用普及的希望 。 不过， 由于提升薄膜光伏电池光电转换效率非一日之功，考虑到工艺 、材料进步速度及常规电价涨价等因素， 业内一般认为薄膜光电转换率 2010 年会达到 10%左右，而基于 CdTe 薄膜电池会在 2015 年最有可能率先达到电网等价点 。作为薄膜电池的主要原料之一 — 玻璃， 约占原材料成本的 40%。 非晶微晶工艺的薄膜电池需要超白玻璃， 因为超白玻璃具有高透光率， 对太阳光具有很好的吸收作用 。 目前国内已经有一些光伏玻璃生产企业达到了一定的规模， 例如山东金晶 、 南玻以及耀玻等 。 这为薄膜电池的规模化生产提供了丰富的原材料供应 。同时， 薄膜的转化效率也在过去的几年中得到很大程度的提升， 采用非晶双结技术的薄膜太阳能电池稳定后的转换效率理论上限为 15%， 在有报道的量产中最高转换效率已经达到了 11%左右 。 晶体硅电池的发展也推动了薄膜太阳能电池的快速发展， 薄膜太阳能电池在技术上目前已经具备了规模化生产的基本条件 。薄膜电池的最大优势就是材料成本低廉 。 依据涂层材料的不同，薄膜电池又可分为非晶硅 (a-Si ，硅基薄膜电池 )、 铜铟硒 (CIS 、 CIGS)和碲化镉 (CdTe)三种类形 。 不过， 虽然在用料上薄膜电池要远比晶· 趋势与展望 ·4电 子 工 业 专 用 设 备Equipment for Electronic Products ManufacturingEPE（ 总第 １ 68 期 ）Jan． ２００ 9硅来的低廉， 生产流程也要简单， 但薄膜电池的设备投资几乎是晶硅电池设备投资额的 10 倍，且生产工艺相当复杂， 对人才 、 技术的要求门槛也比晶硅电池制造高出许多 。2 薄膜 PV 基础第一种薄膜 PV 的基础技术是制作外延 (epi-taxial) 薄膜太阳能电池 (图 3)， 从高掺杂的晶体硅片(例如优级冶金硅或废料 )开始， 然后利用化学气相淀积 (CVD) 方法来淀积外延层 。 除成本和可用性等优势以外， 这种方法还可以使硅太阳能电池从基于硅片的技术逐渐过渡到薄膜技术 。 由于具有与传统体硅工艺类似的工艺过程，与其它的薄膜技术相比， 这种技术更容易在现有工艺线上实现 。第二种是基于层转移 (layer transfer)的薄膜太阳能电池技术， 它在多孔硅薄膜上外延淀积单晶硅层， 从而可以在工艺中的某一点将单晶硅层从衬底上分离下来 。 这种技术的思路是多次重复利用母衬底，从而使每个太阳能电池的最终硅片成本很低 。正在研究中的一种有趣的选择方案是在外延之前就分离出多孔硅薄膜， 并尝试无支撑薄膜工艺的可能性 。最后一种是薄膜多晶硅太阳能电池，即将一层厚度只有几微米的晶体硅淀积在便宜的异质衬底上， 比如陶瓷 (图 4) 或高温玻璃等 。 晶粒尺寸在1～ 100 μ m 之间的多晶硅薄膜是一种很好的选择 。我们已经证实， 利用非晶硅的铝诱导晶化可以获得高质量的多晶硅太阳能电池 。 这种工艺可以获得平均晶粒尺寸约为 5 μ m 的多晶硅层 。 接着利用生长速率超过 1 μ m/min 的高温 CVD 技术， 将种子层外延生长成几微米厚的吸收层， 衬底为陶瓷氧化铝或玻璃陶瓷 。 选择热 CVD 是因为它的生长速率高， 而且可以获得高质量的晶体 。 然而这样的选择却限定了只能使用陶瓷等耐热衬底材料 。 这项技术还不像其它薄膜技术那样成熟， 但已经表现出使成本降低的巨大潜力 。3 薄膜光伏技术商业化的关键问题对于 CIGS 薄膜光伏技术而言，在开发低成本高可靠性产品时， 下面 6 类问题是至关重要的：(1) 用于生长 CIGS 吸收膜设备的标准化；(2) 更高的模块效率；(3) 防止水气进入柔性 CIGS 模块中；(4) 用替换工艺沉积柱状的 CIGS 结构， 用于高效单元及模块；(5) 更薄的吸收层 (≤ 1 μ m) ；(6) 大面积 CIGS 吸收膜的化学成分控制及均一性 。而对于 CdTe 薄膜技术，包括以下五项关键问题：(1) 用于沉积吸收层设备的标准化；(2) 更高的模块效率；(3) 背面接触的可靠性；(4) 降低吸收层厚度 (≤ 1 μ m) 。(5) 大面积内均一性的控制 。4 应用及产能随着薄膜光伏技术的成熟， 新安装的太阳能电欧姆接触表面结构Ag Ag SiN4发射体 ｎ－Ｓｉ外延硅多孔硅Si图 3 外延薄膜太阳能电池图 4 薄膜多晶硅太阳能电池· 趋势与展望 ·5电 子 工 业 专 用 设 备Equipment for Electronic Products Manufacturing EPE（ 总第 １ 68 期 ） Jan． ２００ 9池阵列在规模上将越来越大 。 First Solar 公司与德国的 Juwi Solar 公司共同在德国萨克森州安装了一个 40 MW CdTe 薄膜太阳能电池场 。 到目前为止， 已安装了 6 MW 的太阳能电池场 。 当完工时，这将成为世界上最大的太阳能电池场之一 。工程总价值 1.3 亿欧元 。 因此， 新安装的光伏系统价格为 3.25 马克 /W ， 也是世界上最低的光伏系统安装价格 。 图 5 是日本本田公司在一栋建筑物上安装 CIGS 薄膜的正面图 。 该系统规模约为80 kW 。预计到 2010 年，薄膜光伏技术的全球总产能将超过 3 700 MW 。 预计美国将会达到 1 127 MW ，日本 1 312 MW ， 欧洲 793 MW ， 亚洲 472 MW 。基于非晶硅 (a-Si:H) 和微晶硅 (μ c-Si:H) 的薄膜太阳能电池模块日渐成为低成本 、 大尺度光伏(PV) 应用的最佳选择 。 这类模块的吉瓦级产品需要大面积的均匀吸收层， 同时也需要很高的吸收层的沉积速度 。 应用材料的 SunFab 薄膜工艺线可以在玻璃衬底上制造面积高达 5.7 m2 的太阳能模块， 这比传统的薄膜模块大 4 倍 。 该工艺线可以制造单结 (SJ) 和串接结 (TJ) 太阳能模块 。 并已经在采用 Gen8.5 (2.2 × 2.6m) 衬底的 AKT PECVD平台上成功地开发出太阳能 PECVD 工艺 。 可以在超过 5.7 m2 的衬底上得到器件性能和均匀性都非常好的 SJ 和 TJ 太阳能电池 。 SJ 电池的 I-V 参数均匀性好于 3%， 串接结电池的 I-V 参数均匀性好于 5%。应 用材 料 已经 成 功 开 发 出 高 沉 积 速 率 的 工艺，用来在大面积衬底上制造高效薄膜硅基太阳能电池模块 。 在低成本 、 商用的浮法 TCO 玻璃衬底上， a-Si:H 单结电池的效率为 9.2 ± 0.4%( 初始值 )和 7.3 ± 0.4%( 稳定值 )， a-Si:H/ μ c-Si:H 串接结电池的效率为 11.2 ± 0.4%( 初始值 )和 9.7 ± 0.3%(稳定值 )。用于 SJ 和 TJ 电池中吸收层沉积的 PECVD 工艺在 2.2 m× 2.6 m 的衬底上也展示出非常好的均匀性 ( 电池 I-V 特征曲线波动小于 5%) 。 制得到a-Si:H SJ 模块和 a-Si:H/ μ c-Si:H TJ 模块分别具有6.6% 和 9.3%的稳定效率 。DEK 太阳能最新推出的 PV1200 光伏金属镀膜平台 (图 6)不仅用于全球满足硅片要求， 且满足薄膜基板的商业要求 。 使用其在太阳能产业的公认经验， 得可正通过一系列成本和生产力优势推动薄膜光伏电池的生产适用于大规模市场 。使用薄膜技术生产的新型太阳能电池的出现， 带给太阳能制造商较日益昂贵硅片更具成本优势的众多益处 。 举例来说， 薄膜技术使太阳能电池可建于柔性基板上，提供内嵌太阳能进行多种商业应用的很多新机会 。 紧密合作与具有影响力的生产厂商， 得可公司已开发薄膜基板的一系列金属镀膜方案 。 工艺包括用于金属镀膜的镀银环氧化合物的精密涂敷，和其他活性和连线层的应用，使用类似于那些已在大尺寸硅太阳能电池生产中获得认可的印刷技术 。该机可提供每小时 1 200 个电池产量 、 六西格玛 工 艺 水 平 、 12.5 μ m 精 度 和 先 进 的 处 理 能 力 。PV1200 太阳能金属镀膜生产线是得可公司利用40 年开发批量印刷设备产品的经验，具有一定的技术优势，适用于先进的 10 000 级无尘室制造环境的金属镀膜制造工艺 。根据德国研究机构 Photon Consulting 的资料显示， 到 2012 年光伏市场的已装机容量将从 2007年的 2.2 亿 W 增加到 37 亿 W(图 7 所示 )。 这足以将未来几年的需求翻番， 并在未来的许多年里保持图 5 日本本田公司的建筑一体化 CIGS 薄膜的正面图PV 1200 line图 6 DEK 公司最先进的 PV1200 金属镀膜线· 趋势与展望 ·6电 子 工 业 专 用 设 备Equipment for Electronic Products ManufacturingEPE（ 总第 １ 68 期 ）Jan． ２００ 9强劲的两位数字的增长 。根据 Greentech 和 Prometheus 研究所的最新报告， 到 2008 年， 全球薄膜太阳能电池产量将会增长8 倍， 而非晶硅太阳能电池是薄膜太阳能电池的主流 。 根 据 该 报 告 ， 薄 膜 太 阳 能 电 池 产 量 在2008， 2009， 2010 年这 3 年间将每年翻番，到 2010年产能将达到 4 180 MW 。在未来 5 年中，薄膜太阳能电池将对整个太阳能产业的发展有重要影响 ” ， 报告作者如是说到： “ 这将会引发太阳能产业更加剧烈的技术竞争和资本市场对该产业的评估和适应，并影响太阳能产业的整体格局 ” 。 作者预测薄膜太阳能电池产量将继续增长， 到 2012 年达到 10 000 MW 。 到 2008 年 7 月止，至少有近 143 家公司进入薄膜太阳能市场，其中近40 家公司于 2007 年进入， 2008 年初进入的有 23家 。 未进入薄膜太阳能市场的公司以及新的公司将继续打破薄膜太阳能市场的公司数 。大多数公司都集中在非晶硅薄膜太阳能电池业， 这是因为非晶硅薄膜太阳能电池业进入障碍最小， 大多数公司可以通过如 Applied Materials 和 O-erlikon 公司 作为 “ 交钥匙 ” 直接购买生产设备 。 大约有 53%的薄膜太阳能电池公司使用非晶硅薄膜技术， 预计到 2010 年， 非晶硅薄膜将占薄膜太阳能电池产量的一半， 其产量在未来薄膜太阳能电池中更将使占据主要份额 。同时， 碲化镉 (CdTe) 薄膜电池， 作为 2007 年产量最大的太阳能电池， 在被非晶硅薄膜取代其地位之前， 在 2008 年继续保持其地位 。 目前业界排名第一的太阳能电池生产商 First Solar 就是采用该技术 。 虽然 first solar 还将继续保持其在太阳能电池产业的重要位置， 碲化镉将最终变成非主流的特殊太阳能电池技术由少数公司采用 。据估计， first solar 将在 2010 年继续保持最大的太阳能电池厂商， 届时其产能可达 1 000 MW 。 预计， 夏普将紧随其后， 拥有非晶硅产能约 416 MW ，United Solar 254 MW 非 晶 硅 薄 膜 ， Nanosolar 249MW CIGS， Miasol é 178 MW ， CIGS。估计 2008 年 144 家薄膜厂商中只有 8 家拥有超过 25 MW 的薄膜产能， 2010 年这个数字将达到30 家 。5 展望α -Si 与 CdTe 薄膜光伏技术正在快速进入商业市场 。 多家 CIGS 薄膜公司也将功率模块推进市场 。 在美国， 2006 年薄膜太阳能的市场分额约为44%， 2007 年超过 Si 基太阳能市场的销量 。 若这些薄膜光伏公司计划进入市场， 则几项关键的研究开发及技术问题有待解决 。 根据薄膜光伏的全球产能规划，预计到 2010 年将超过 3 700 MW ，而 FirstSolar 公司全球目标是 2009 年达到 450 MW ，夏普公司在 2010 年达到 1 000 MW 。 因扩大规模而降低成本的产能会大幅度降低薄膜光伏产品的制造 价格， 并有可能在不远的将来使太阳能电力价格与电网相比更有优势 。参考文献 ：[1] C. Dunsky, “Lasers in the Solar Energy Revolution,“ In-dustrial Laser Solutions, August 2007, Vol. 22, No. 8,-p. 24.[2] R. Resch, “No Question of Solar Momentum in U.S.,“Semiconductor International, July 2008, p. 116.[3] 钱敏 ,“ 光伏走进薄膜时代？ ” 半导体国际 ,12,2008 光伏专刊 .[4] C. Dunsky and F. Colville, “ Solid State Laser Applica-tions in Photovoltaic Manufacturing ” Proc. SPIE, January2008, Vol. 6871.[5] Alexander E. Braun,“ 光伏发电： 五年内可与电网竞争 ”Semiconductor International,May.2008,p.34.图 7 全球太阳能装机容量20012002 2003 20042005 2006 20072008 2009 20102011 201237.00.4 0.5 0.8 1.0 1.51.5 2.27.414.125.030.6产能 /GW/ 年· 趋势与展望 ·7