云南石林,大多數(shù)人聽到這個字眼的第一反應(yīng):這是一個著名的風(fēng)景區(qū)。事實上這只是它的一個釋義,在網(wǎng)絡(luò)上簡單一搜,除了“云南石林風(fēng)景區(qū)”這個義項之外,“云南省石林彝族自治縣”也躍然而出。風(fēng)景區(qū)的大名自然不用說,“世界上唯一位于亞熱帶高原地區(qū)的喀斯特地貌風(fēng)景區(qū)”、“天下第一奇觀”等描述足以讓它聲名遠揚,而作為地名的石林,同樣有著聚焦目光的地方。
熟悉國內(nèi)光伏行業(yè)的人大概都知道位于云南石林國內(nèi)最大的1兆瓦級薄膜太陽能并網(wǎng)電站,2012年7月由北京桑林藍天自控技術(shù)有限公司建成投產(chǎn)。之所以說它聚焦光伏行業(yè)人士的目光,是因為這一薄膜電站采用的是CIGS技術(shù),是中國在CIGS薄膜太陽能領(lǐng)域的首列示范工程,稱得上是CIGS薄膜電池商業(yè)化運用的重大突破。而且根據(jù)電站運營商的監(jiān)測數(shù)據(jù)來看,運行至今產(chǎn)品表現(xiàn)良好,最關(guān)鍵的參數(shù)是該產(chǎn)品雖然在成本和轉(zhuǎn)化率上不及多晶硅切片的太陽能電池,但由于弱光性強、吸收頻譜寬以及在高溫下較佳的功率衰減表現(xiàn),電站發(fā)電效率反而比同等規(guī)模的晶硅電站高出10%左右。
眾所周知,晶硅路線一直以來都在全球光伏產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位。但在2009年之前,隨著歐美市場的持續(xù)火熱,全球多晶硅價格也一路飆升至歷史峰值,晶硅電池成本的不斷提升,也使得薄膜電池成本低廉的優(yōu)勢達到最大化程度,而這也催生了薄膜太陽能電池行業(yè)在這一時期的高速發(fā)展。 OFweek行業(yè)研究中心提供的資料,可以表明這一時期全球薄膜太陽能電池行業(yè)的發(fā)展盛況。2007年全球薄膜太陽能電池產(chǎn)量達到400MW,較06年的181MW大幅增長了120%,2007年薄膜太陽能電池市占率由2006年的8.2%提升至2007年的12%,而2008年已達到15%-20%。2008年全球薄膜太陽能電池產(chǎn)量達892MW,同比增長123%。而2009年First Solar一家公司的產(chǎn)量就達到1.1GW,居全球之首。
但我們知道,這一時期薄膜太陽能電池的蓬勃發(fā)展,主要是受以First Solar為代表的CdTe技術(shù)線路的推動,CIGS技術(shù)路線的推進速度顯然要緩慢很多。以MiaSolé(近期被中國漢能控股收購)、SolarFrontier、Wurth Solar(2012年被德國Manz收購)、Nanosolar等為代表的海外企業(yè)雖然在轉(zhuǎn)換效率方面逐年提升,但這并不足以在市場層面取得占有率的大幅度突破。
相比起來,中國國內(nèi)CIGS產(chǎn)業(yè)起步更晚,受生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)瓶頸的制約,產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直緩慢。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2001年以前國內(nèi)從事CIGS薄膜太陽能電池研究的單位極少,稍有影響的是天津南開大學(xué)光電子所和清華大學(xué)機械工程系功能薄膜研究室,之后北京大學(xué)重離子實驗室、清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系、中國科技大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)、云南師范大學(xué)、地質(zhì)大學(xué)等也開始開展CIS系太陽能電池的研究。由于當(dāng)時國家投入經(jīng)費少,電池技術(shù)難度大,只有南開大學(xué)在天津市自然科學(xué)基金與國家科技攻關(guān)少量計費資助下維持了下來,在“十五”期間銅銦硒太陽電池被列入國家863重點課題,使這種電池在中國有了長足發(fā)展。
近年來,中國國內(nèi)不少廠商在這一領(lǐng)域投入不斷加大,也陸續(xù)涌現(xiàn)了山東孚日光伏、漢能控股集團、天津泰陽光電、蘇州高賽太陽能等一批企業(yè)。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面,也出現(xiàn)了文頭所講的云南石林1兆瓦級薄膜太陽能電站項目,不過這足以令中國太陽能光伏行業(yè)信心振奮的項目,卻因為核心技術(shù)來自德國,而令國內(nèi)頻頻在這一領(lǐng)域“放衛(wèi)星”,但遲遲不見實質(zhì)性進展的諸多廠商尷尬不已。
那么,在中國市場拔得頭籌的Manz集團的CIGS技術(shù)究竟有何獨到之處呢?筆者深入考究之后梳理出如下思路。Manz集團雖然成立于1987年,但就該集團的CIGS技術(shù)而言,最早可以追溯到1975年。彼時斯圖加特大學(xué)電子物理研究機構(gòu)即以開啟CIGS技術(shù)實驗室研究,至今已經(jīng)累積了相當(dāng)豐富的知識。與沒有任何技術(shù)底蘊,半路出家的中國企業(yè)而言,數(shù)十年的沉淀,使得Manz集團在CIGS領(lǐng)域里保有歷史且具深厚扎實的技術(shù)基礎(chǔ)。
時至今日,Manz集團已經(jīng)成為全球唯一具有CIGS組件量產(chǎn)經(jīng)驗的設(shè)備供貨商。Manz 的CIGS交鑰匙生產(chǎn)線采用線性共蒸鍍源,為世界獨有的高端工藝,在一定規(guī)模的產(chǎn)能之下,通過 Manz 的核心技術(shù)所生產(chǎn)的CIGS組件良品率高達94%以上,效率大幅提升超過15.3%。更關(guān)鍵的是以巨型玻璃為基礎(chǔ)并采用本地材料,可以大幅縮減材料成本及廠房建設(shè)成本。
Manz集團保持在CIGS領(lǐng)域競爭力的動作包括:在設(shè)備上獨家開發(fā)了全世界第一條在線式的化學(xué)水浴沉積設(shè)備,目的就是要達到100%的關(guān)鍵設(shè)備自主化,并在真空設(shè)備部分,成立了Manz Coating專門負責(zé)生產(chǎn)研發(fā)濺射機臺和共蒸鍍機臺。另外,也將持續(xù)投入人力及物力,開發(fā)更優(yōu)異的光伏生產(chǎn)設(shè)備,并致力于把ZSW實驗室共蒸鍍技術(shù)放入到量產(chǎn)規(guī)模。
回過頭來我們再看中國CIGS產(chǎn)業(yè)的進程,石林示范項目的成功運行,是否意味著中國CIGS薄膜太陽能的產(chǎn)業(yè)化進程將步入快車道?答案并非那么簡單。就這一問題筆者曾經(jīng)與太陽能制造商Manz集團方面有過溝通。在Manz集團看來,優(yōu)勢明顯的CIGS路線并沒有迅速在市場上占據(jù)較多份額的原因,主要在于CIGS存在一定的技術(shù)難度,還有設(shè)備限制,懂晶硅的人不一定懂CIGS,這其中存在的原因有技術(shù)的門坎,還有一些是偏見。Manz集團認為,中國CIGS技術(shù)僅在實驗室有較好的結(jié)果,解決不了產(chǎn)業(yè)化一片空白的困境,若要建立起行業(yè)對CIGS路線的絕對信心,必須先下定決心引進先端技術(shù)及設(shè)備,這樣一來才能加速銅銦鎵硒產(chǎn)業(yè)化,否則永遠只是紙上談兵。
2009年之后的這幾年,全球光伏市場的整體走勢如過山車般?,F(xiàn)如今當(dāng)歐洲市場風(fēng)光不再,當(dāng)新興市場回歸理性,晶硅與薄膜路線的激烈競爭格局愈發(fā)凸顯。在這樣的大背景下,中國CIGS薄膜太陽能的產(chǎn)業(yè)化進程依然任重而道遠。
Manz集團已經(jīng)準(zhǔn)備好為中國客戶提供更高端的工藝設(shè)備,而做為中國CIGS薄膜太陽能產(chǎn)業(yè)化進程主力軍的國內(nèi)廠商的動作呢?我們拭目以待!