潮落潮又起商用薄膜电池的发展历史

作者：爱游戏APP手机登录网页版  时间:2023-12-10 09:56:44

  商用薄膜电池的发展历程在历史上经历了几轮周期。1980 年代由于硅基薄膜电池的兴起带动薄膜电池市场占有率一度超过 30%，但随着硅基薄膜遇到瓶颈，1990 年代里薄膜电池的总体份额持续滑落，2004 年之后 First Solar 推动 CdTe 电池快速产业化，将市场占有率再度推升至 15%以上，随后由于多晶硅价格的大幅度降低晶硅电池成本，近年来薄膜电池的份额再度萎缩。

  2000 年之前全球光伏市场总体规模较小，我们着重回顾最近 20 年薄膜电池的发展历史。2000 年时，薄膜电池的主体仍然是非晶硅薄膜电池，据统计，2000 年全球薄膜电池总产量仅有 26MW 左右，其中非晶硅薄膜电池的占比达到 95%。这主要是因为非晶硅薄膜电池的技术很成熟，早在20 世纪 90 年代就已实现商业化，随后美国、日本以及国内的电池企业纷纷重点扩张非晶硅电池产能，到 2008 年非晶硅电池的总产量已超过 400MW，较 2000 年增长近 15 倍。

  增长更快的是 CdTe 电池。2004 年 First Solar 实现了低成本 CdTe 电池的量产，开启了快速扩张的步伐，到 2008 年 CdTe 电池的产量已超过 500MW，成为产量最大的薄膜电池技术，其中 First Solar 一家的产量占总产量的 99%以上。由于当时多晶硅价格仍处在创纪录的高位，CdTe 电池的成本优势突出，First solar 快速扩张产能，2009 年产量达到 1.1GW，成为当年的电池产量冠军，全球市占率高达 12%。在 CdTe 的带动下，CI(G)S 也成为了薄膜产业化的热点，但由于组分过于复杂，尽管 CIGS 取得了很高的实验室转换效率，但产业化进程始终不顺，产量迟迟未能突破。

  2009 年薄膜电池的份额达到新千年的顶峰，随后开始慢慢地下降，根据下降原因不同又分为 2 个阶段：2010 和 2011 年为第一阶段，期间市场占有率的下滑主要源自薄膜电池产量增加的速度落后于光伏市场的总体增速，由于非晶硅电池遭遇瓶颈，CIGS 未能实现量产，在此期间产量的增加大多数来源于 First Solar，2011 年 First Solar 的电池产量较 2009 年增加近 1 倍，但当年全球光伏总装机量达到 30GW，较 2009 年增加近 4 倍，因此薄膜电池份额反而会降低；2012 年之后为第二阶段，这期间份额的下降是由于薄膜电池成本优势丧失，First Solar 在 2012 年之前其电池成本大幅低于晶硅电池，毛利率持续在高位，但随着多晶硅价格在 2012 年历史性地跌到 20 美元/kg 以下，晶硅电池的成本一年内下降了 40%，导致 First Solar 丧失了成本优势，随后几年公司将业务重心转向 EPC，产能扩张停滞，因此薄膜电池的市场占有率逐渐萎缩至 5%以下。

  我们认为薄膜电池的市场占有率有望触底反弹，反弹的主要动力来自 CdTe 电池开启新一轮产能扩张。由于成本降速低于晶硅电池，从 2012 年起，First Solar 的电池产量就维持在 2GW 左右，就没有增长，但随着新的 S6 大型组件的推出，CdTe 电池的成本有望降至 20 美分/W 以下，重新夺回成本优势，因此 First Solar 重启扩张脚步。据披露，2018-2020 年 First Solar 的出货量预计分别为 2.7/5.6/8GW，薄膜电池的份额有望止跌反弹。此外，近年来钙钛矿电池快速兴起，有望在 3-5年内实现产业化，成为推动薄膜电池份额提升的新动力。