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2019年全球薄膜太阳能电池行业产量分析:碲化镉薄膜电池的产量占比较大[图]

2020年09月07日 13:40:27字号:T|T

    一、概括

    太阳能是可开发利用的最大能源,太阳能电池是太阳能的主要转化装置,又被称为“太阳能芯片”或“光电池”。目前,全世界60%的国家投入到太阳能电池的普及应用中,其中40%以上的国家已经大规模地开展了太阳能电池的研发利用,太阳能电池行业由于产能过剩,产业和产品向跨界整合已成为新的趋势,薄膜太阳能电池成为缓解能源危机的新型光伏器件之一。

    薄膜太阳能电池是指用硅、硫化镉、砷化镓等制备成的厚度在微米量级的薄膜为基体材料,通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。

产业链

资料来源:智研咨询整理

    从技术角度看,相对于第一代晶体硅太阳能电池,第二代薄膜光伏电池具有柔、薄、轻、透的质地,以及弱光响应性强、高温下相对性能好等优点,薄膜太阳能电池主要划分为硅基薄膜、化合物类薄膜以及有机类薄膜三类。

主要薄膜太阳能电池对比

性能指标
非晶硅
铜铟镓硒CIGS
碲化镉CdTe
光吸收层厚度
0.2-0.5μm
<1μm
1μm
光吸收能力
非直接能隙材料,可吸收的光谱有限
直接能隙材料,吸收范围广
直接能隙材料,吸收范围广
发电稳定性
稳定性较差,有光致衰减效应
稳定性高,无光致衰减效应
稳定性高,无光致衰减效应
结构特性
短程、长程均无序,微观结构较差,转换效率低,但正因结构全无序,在宏观大尺度上一致性好,可实现大面积及连续化生产。
短程有序,长程无序,微观结构好,转换效率较高,但难以实现大面积及连续化生产
微观结构较好,转换效率比非晶硅高,也难以实现大面积及连续化生产
材料特性
原料较为充足
1、硒/铟为稀有金属,市场供应有限;2、缓冲层硫化镉具有潜在毒性
1、碲为稀有金属,市场供应有限;2、碲、镉为有毒元素
材料成本
高品质TCO玻璃价格高
靶材成本会比基板高
材料成本约占5成
常见成膜技术
1、化学气象沉积法(CVD)2、溅射法(sputter)
1、溅射法(sputter)2、共蒸法
1、蒸镀法(Evaporation)2、适用多种成膜技术

资料来源:智研咨询整理

    二、产量

    智研咨询发布的《2020-2026年中国薄膜太阳能电池行业市场竞争力分析及投资前景趋势报告》数据显示:2018年全球薄膜太阳能电池产量为3.67GW,2019年全球薄膜太阳能电池产量较2018年增加了2.47GW,达到了6.14GW,主要得益于美国FirstSolar产量的大幅增长。

2011-2019年全球薄膜太阳能电池行业产量情况

资料来源:CPIA、智研咨询整理

    2018年全球薄膜电池产量占太阳电池组件总产量比重为3.2%;2019年全球薄膜电池产量占太阳电池组件总产量比重为4.4%,较2018年提升了1.2%。

2018-2019年全球薄膜电池产量占太阳电池组件总产量

资料来源:CPIA、智研咨询整理

    从产品类型来看,2019年碲化镉薄膜电池的产量在薄膜太阳能电池中占比达到92.8%,铜铟镓硒薄膜电池占比为7.2%。

2019年全球各类薄膜电池市场份额占比

资料来源:CPIA、智研咨询整理

    三、企业

    全球已有百家以上厂商投入薄膜太阳能电池的研发制造,且数量还有增加的趋势。其中规模较大的企业有美国FirstSolar、日本SolarFrontier、中国汉能、中国中建材凯盛科技、美国汉能Miasole等。

2019年全球主要薄膜太阳能电池企业

企业
国别
类别
FirstSolar
美国
CdTe
SolarFrontier
日本
CIS
汉能
中国
CIGS
中建材凯盛科技
中国
CIGS
中建材Avancis
德国、韩国
CIGS
汉能Miasole
美国
CIGS
中山瑞科
中国
CdTe
汉能Solibro
德国
CIGS
中建材CTFSolar
德国
CdTe
汉能GSE
美国
CIGS
杭州尚越光电
中国
CIGS
神华Manz
德国
CIGS
杭州龙焱
中国
CdTe
Ascentsolar
美国
CIGS
Midsummer
瑞典
CIGS

资料来源:CPIA、智研咨询整理

    四、发展展望

    有机薄膜太阳能电池作为一种新型光伏电池,其制备工艺简单、价格低廉、柔性、质轻,为人类解决能源问题提供了一种崭新的途径。此前的有机薄膜太阳能电池将两层有机半导体的薄膜接合在一起,其太阳能到电能的转换率约为1%。新型有机薄膜太阳能电池在原有的两层构造中间加入一种混合薄膜,变成三层构造,这样就增加了产生电能的分子之间的接触面积,从而大大提高了太阳能转换率,预计未来有机薄膜太阳能电池将会逐步成为太阳能电池的主导。

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