鋰電世界  非晶硅薄膜太陽能電池由于其成本優(yōu)勢而具有很大的市場潛力，因此受到投資者青睞。通過仿真模型對項目的成本及效益進行分析，可以為投資者的決策提供參考數(shù)據(jù)，以規(guī)避投資風(fēng)險。

    薄膜太陽能電池作為一種新型太陽能電池，由于其原材料來源廣泛、生產(chǎn)成本低、便于大規(guī)模生產(chǎn)，因而具有廣闊的市場前景。近年來，以玻璃為基板的非晶硅薄膜太陽能電池憑借其成本低廉、工藝成熟、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，逐漸從各種類型的薄膜太陽能電池中脫穎而出，在全球范圍內(nèi)掀起了一波投資熱潮。大尺寸玻璃基板薄膜太陽能電池投入市場，必將極大地加速光伏建筑一體化、屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及光伏電站等的推廣和普及。非晶硅薄膜太陽能電池優(yōu)勢漸顯由于晶體硅太陽能電池的成本隨著硅材料價格的連年上漲而不斷提高，各類薄膜太陽能電池成為全球新型太陽能電池研究的重點和熱點。薄膜太陽能電池中最具發(fā)展?jié)摿Φ氖欠蔷Ч璞∧ぬ柲茈姵兀蔷Ч璨牧鲜怯蓺庀嗟矸e形成的，目前已被普遍采用的方法是等離子增強型化學(xué)氣相淀積(PECVD)法。此種制作工藝可以連續(xù)在多個真空淀積室完成，從而實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。由于反應(yīng)溫度低，可在200℃左右的溫度下制造，因此可以在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上淀積薄膜，易于大面積化生產(chǎn)，成本較低。與晶體硅太陽電池比較，非晶硅薄膜太陽電池具有弱光響應(yīng)好，充電效率高的特性。非晶硅材料的吸收系數(shù)在整個可見光范圍內(nèi)，幾乎都比單晶硅大一個數(shù)量級，使得非晶硅太陽電池?zé)o論在理論上和實際使用中都對低光強有較好的適應(yīng)。越來越多的實踐數(shù)據(jù)也表明，當(dāng)峰值功率相同時，在晴天直射強光和陰雨天弱散射光環(huán)境下，非晶硅太陽能電池板的比功率發(fā)電量均大于單晶硅、非晶硅薄膜太陽電池。更有數(shù)據(jù)表明，在相同環(huán)境條件下，非晶硅太陽電池的每千瓦年發(fā)電量要比單晶硅高8%，比多晶硅高13%。薄膜太陽能電池最重要的優(yōu)勢是成本優(yōu)勢。據(jù)多家企業(yè)和機構(gòu)的測算，即使在5MW的生產(chǎn)規(guī)模下，非晶硅薄膜太陽電池組件的生產(chǎn)成本也在2美元/瓦以下，而單線產(chǎn)能達到40MW-60MW甚至更高的全自動化生產(chǎn)線，其產(chǎn)品生產(chǎn)成本則更低。而相對于平均3.5美元/瓦的國際市場銷售價格而言，其利潤空間可想而知。
    影響非晶硅薄膜太陽能電池應(yīng)用的最主要問題是效率低、穩(wěn)定性差。與晶體硅電池相比，每瓦的電池面積會增加約一倍，在安裝空間和光照面積有限的情況下限制了它的應(yīng)用。而其不穩(wěn)定性則集中體現(xiàn)在其能量轉(zhuǎn)換效率隨輻照時間的延長而變化，直到數(shù)百或數(shù)千小時后才穩(wěn)定，這個問題在一定程度上影響了這種低成本太陽能電池的應(yīng)用。隨著研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注度的提高和投入的大幅度增加，相信在近幾年內(nèi)硅薄膜太陽電池的產(chǎn)品技術(shù)將會有所突破。預(yù)計到2009年，采用“非晶硅+微晶硅”技術(shù)的疊層薄膜充電電池的光電轉(zhuǎn)換效率將達到10%，而組件的成本將低于1美元/瓦。企業(yè)投資力度迅速加大基于近年對太陽電池市場發(fā)展的良好預(yù)期以及硅薄膜電池良好的技術(shù)特性和成本優(yōu)勢，許多設(shè)備供應(yīng)商、太陽電池生產(chǎn)企業(yè)、有關(guān)研究機構(gòu)等都紛紛投資，掀起了一陣投資熱潮。由于TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)工藝已十分成熟，其大面積非晶硅均勻性成膜的工藝可移植到硅薄膜18650電池的生產(chǎn)中。目前通常做法是采用TFT-LCD工藝中用于薄膜晶體管生產(chǎn)的設(shè)備，來生產(chǎn)非晶硅薄膜太陽能電池。美國、歐洲和日本的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，都在努力角逐這一市場。上述供應(yīng)商除了全力開展市場競爭外，也紛紛通過兼并重組、招攬人才等手段加大對產(chǎn)品、工藝、設(shè)備的研發(fā)力度，力爭在長期的市場競爭中占得持續(xù)的競爭優(yōu)勢。在企業(yè)投資方面，不少晶體硅電池的生產(chǎn)廠家在繼續(xù)做大做強原有產(chǎn)品的同時，也將目光轉(zhuǎn)向硅薄膜電池，意圖完善和豐富自己的產(chǎn)品線。有意思的是，有更多的原本不是太陽電池行業(yè)的企業(yè)，在整個太陽電池投資熱的鼓舞下，紛紛選擇硅薄膜太陽電池作為他們進入這個行業(yè)的切入點，力圖在這塊新生的市場上謀得一席之地。這些新進入者為太陽電池行業(yè)帶來了全新的面貌，同時也加劇了行業(yè)的競爭和風(fēng)險。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅在中國就有至少9個新增的硅薄膜電池投資項目正在實施，設(shè)計年生產(chǎn)能力總和達900MW左右，而有意投資并正在進行項目前期策劃的則更多。原材料成本應(yīng)最受關(guān)注盡管目前看來硅薄膜電池的利潤空間很大，但面對如今這樣瞬息萬變的用戶市場和原材料供應(yīng)鏈環(huán)境，任何一個希望涉足這個領(lǐng)域的人都應(yīng)該清楚地認識到所面臨的風(fēng)險在哪里，從而有效地規(guī)避和防范這些風(fēng)險。利用國際知名仿真軟件公司的相關(guān)工具軟件，并以收集到的生產(chǎn)成本等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，我們搭建了一個非晶硅薄膜太陽能鋰電池生產(chǎn)線的仿真模型。利用該模型的成本分析功能，我們不僅可以得到單位產(chǎn)品的成本及其構(gòu)成情況，還可以按照國際通行的原則將各項支出分攤到各個加工工序，從而清晰看到各項支出所占整體成本的比例及其發(fā)生的原因，從而準確地評估其風(fēng)險程度，為投資決策和生產(chǎn)經(jīng)營作參考。內(nèi)部收益率是衡量投資項目經(jīng)濟效益情況的重要指標之一。按目前的市場條件分析，一條年產(chǎn)40MW-60MW硅薄膜鋰離子電池生產(chǎn)線項目的內(nèi)部收益率遠大于12%的行業(yè)基準收益率。盡管如此，市場和技術(shù)方面的不確定性都會對投資帶來巨大的風(fēng)險。因此，我們在模型仿真時還著重對項目內(nèi)部收益率進行了敏感性分析。分析結(jié)果如圖二所示，產(chǎn)品的銷售價格是最敏感的因素。實際上這并不令人感到意外，任何一種產(chǎn)品生產(chǎn)的效益都直接決定于銷售收入和產(chǎn)品成本。對于太陽能電池來講，產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)換效率也是決定電池組件銷售價格的重要因素。如果假定每瓦太陽能電池的售價不變，當(dāng)光電轉(zhuǎn)換效率從6%提高到6.5%時，一片組件的銷售價格就提高了8%，而其生產(chǎn)成本幾乎是相同的，這顯然會對項目的收益產(chǎn)生很大的影響。由于在不同時間、不同地點其客觀條件各不相同，具體數(shù)據(jù)并不是一成不變的，在一些特殊的條件下甚至可能需要做較大的調(diào)整，但通過上述分析揭示的某些問題，應(yīng)該是具有普遍的參考價值的。面對投資熱尚需冷靜思考在太陽能電池投資熱潮中，硅薄膜電池似乎成了熱點中的熱點。有專家指出，薄膜太陽電池在未來5年-10年內(nèi)將以50%左右的年平均增長率增長，到2030年將占整體太陽能電池份額的30%以上。但硅薄膜太陽電池并不是包賺不賠的產(chǎn)業(yè)，除了在市場、成本、技術(shù)方面的風(fēng)險外，在資金需求、供應(yīng)鏈組織、生產(chǎn)動力供應(yīng)和技術(shù)人才等方面都有較高的門檻。在資金需求方面，一條40MW-50MW的非晶硅薄膜電池生產(chǎn)設(shè)施的總投資在10億元左右，而公認的經(jīng)濟規(guī)模應(yīng)在300MW-500MW。這要求投資方不僅能夠籌集足夠的初始投資，還應(yīng)為未來兩三年內(nèi)持續(xù)投資做好準備。在供應(yīng)鏈組織方面，生產(chǎn)所需的高透光率的超白玻璃、高純硅烷等都只有有限的供應(yīng)來源。生產(chǎn)企業(yè)必須保證穩(wěn)定且廉價的材料供應(yīng)，否則，近年來出現(xiàn)的爭搶硅材料的一幕難免會再次上演。技術(shù)人才一直是薄膜太陽電池發(fā)展的瓶頸之一。除電池本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析檢測需要大量專業(yè)人員外，化學(xué)氣相淀積、真空濺射、激光刻線等特殊工藝以及包括多種特殊氣體、高純水、凈化空調(diào)系統(tǒng)等在內(nèi)的廠務(wù)支持系統(tǒng)，都需要大量有專業(yè)知識背景和實際操作經(jīng)驗的員工。由于目前大量的項目正在興建，吸引人才的競爭也變得空前激烈。總之，硅薄膜太陽電池投資熱的興起已成為不爭的事實。但每一個欲投身其中的企業(yè)都應(yīng)該全面分析自己所面臨的機遇和挑戰(zhàn)，充分估計收益和風(fēng)險，理性客觀地做出自己的投資決策，這也是行業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。