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2019年全球薄膜太陽能電池行業(yè)產(chǎn)量分析:碲化鎘薄膜電池的產(chǎn)量占比較大[圖]

    一、概括

    太陽能是可開發(fā)利用的最大能源,太陽能電池是太陽能的主要轉(zhuǎn)化裝置,又被稱為“太陽能芯片”或“光電池”。目前,全世界60%的國家投入到太陽能電池的普及應(yīng)用中,其中40%以上的國家已經(jīng)大規(guī)模地開展了太陽能電池的研發(fā)利用,太陽能電池行業(yè)由于產(chǎn)能過剩,產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品向跨界整合已成為新的趨勢,薄膜太陽能電池成為緩解能源危機(jī)的新型光伏器件之一。

    薄膜太陽能電池是指用硅、硫化鎘、砷化鎵等制備成的厚度在微米量級的薄膜為基體材料,通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。

產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源:智研咨詢整理

    從技術(shù)角度看,相對于第一代晶體硅太陽能電池,第二代薄膜光伏電池具有柔、薄、輕、透的質(zhì)地,以及弱光響應(yīng)性強(qiáng)、高溫下相對性能好等優(yōu)點,薄膜太陽能電池主要劃分為硅基薄膜、化合物類薄膜以及有機(jī)類薄膜三類。

主要薄膜太陽能電池對比

性能指標(biāo)
非晶硅
銅銦鎵硒CIGS
碲化鎘CdTe
光吸收層厚度
0.2-0.5μm
<1μm
1μm
光吸收能力
非直接能隙材料,可吸收的光譜有限
直接能隙材料,吸收范圍廣
直接能隙材料,吸收范圍廣
發(fā)電穩(wěn)定性
穩(wěn)定性較差,有光致衰減效應(yīng)
穩(wěn)定性高,無光致衰減效應(yīng)
穩(wěn)定性高,無光致衰減效應(yīng)
結(jié)構(gòu)特性
短程、長程均無序,微觀結(jié)構(gòu)較差,轉(zhuǎn)換效率低,但正因結(jié)構(gòu)全無序,在宏觀大尺度上一致性好,可實現(xiàn)大面積及連續(xù)化生產(chǎn)。
短程有序,長程無序,微觀結(jié)構(gòu)好,轉(zhuǎn)換效率較高,但難以實現(xiàn)大面積及連續(xù)化生產(chǎn)
微觀結(jié)構(gòu)較好,轉(zhuǎn)換效率比非晶硅高,也難以實現(xiàn)大面積及連續(xù)化生產(chǎn)
材料特性
原料較為充足
1、硒/銦為稀有金屬,市場供應(yīng)有限;2、緩沖層硫化鎘具有潛在毒性
1、碲為稀有金屬,市場供應(yīng)有限;2、碲、鎘為有毒元素
材料成本
高品質(zhì)TCO玻璃價格高
靶材成本會比基板高
材料成本約占5成
常見成膜技術(shù)
1、化學(xué)氣象沉積法(CVD)2、濺射法(sputter)
1、濺射法(sputter)2、共蒸法
1、蒸鍍法(Evaporation)2、適用多種成膜技術(shù)

資料來源:智研咨詢整理

    二、產(chǎn)量

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國薄膜太陽能電池行業(yè)市場競爭力分析及投資前景趨勢報告》數(shù)據(jù)顯示:2018年全球薄膜太陽能電池產(chǎn)量為3.67GW,2019年全球薄膜太陽能電池產(chǎn)量較2018年增加了2.47GW,達(dá)到了6.14GW,主要得益于美國FirstSolar產(chǎn)量的大幅增長。

2011-2019年全球薄膜太陽能電池行業(yè)產(chǎn)量情況

資料來源:CPIA、智研咨詢整理

    2018年全球薄膜電池產(chǎn)量占太陽電池組件總產(chǎn)量比重為3.2%;2019年全球薄膜電池產(chǎn)量占太陽電池組件總產(chǎn)量比重為4.4%,較2018年提升了1.2%。

2018-2019年全球薄膜電池產(chǎn)量占太陽電池組件總產(chǎn)量

資料來源:CPIA、智研咨詢整理

    從產(chǎn)品類型來看,2019年碲化鎘薄膜電池的產(chǎn)量在薄膜太陽能電池中占比達(dá)到92.8%,銅銦鎵硒薄膜電池占比為7.2%。

2019年全球各類薄膜電池市場份額占比

資料來源:CPIA、智研咨詢整理

    三、企業(yè)

    全球已有百家以上廠商投入薄膜太陽能電池的研發(fā)制造,且數(shù)量還有增加的趨勢。其中規(guī)模較大的企業(yè)有美國FirstSolar、日本SolarFrontier、中國漢能、中國中建材凱盛科技、美國漢能Miasole等。

2019年全球主要薄膜太陽能電池企業(yè)

企業(yè)
國別
類別
FirstSolar
美國
CdTe
SolarFrontier
日本
CIS
漢能
中國
CIGS
中建材凱盛科技
中國
CIGS
中建材Avancis
德國、韓國
CIGS
漢能Miasole
美國
CIGS
中山瑞科
中國
CdTe
漢能Solibro
德國
CIGS
中建材CTFSolar
德國
CdTe
漢能GSE
美國
CIGS
杭州尚越光電
中國
CIGS
神華Manz
德國
CIGS
杭州龍焱
中國
CdTe
Ascentsolar
美國
CIGS
Midsummer
瑞典
CIGS

資料來源:CPIA、智研咨詢整理

    四、發(fā)展展望

    有機(jī)薄膜太陽能電池作為一種新型光伏電池,其制備工藝簡單、價格低廉、柔性、質(zhì)輕,為人類解決能源問題提供了一種嶄新的途徑。此前的有機(jī)薄膜太陽能電池將兩層有機(jī)半導(dǎo)體的薄膜接合在一起,其太陽能到電能的轉(zhuǎn)換率約為1%。新型有機(jī)薄膜太陽能電池在原有的兩層構(gòu)造中間加入一種混合薄膜,變成三層構(gòu)造,這樣就增加了產(chǎn)生電能的分子之間的接觸面積,從而大大提高了太陽能轉(zhuǎn)換率,預(yù)計未來有機(jī)薄膜太陽能電池將會逐步成為太陽能電池的主導(dǎo)。

本文采編:CY353
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