第一情报 ---材料工业

薄膜光伏材料发展态势分析

供稿人:卞志昕  供稿时间:2014-9-29   关键字:薄膜光伏材料  

根据NanoMarkets研究报告《Thin-Film Photovoltaics Materials Markets, 2011 and Beyond》,尽管硅的短缺和经济困境,2011年薄膜光伏材料市场仍然达到21亿美元,预计2016年可能增长到59亿美元。

尽管薄膜光伏硅已趋向成熟,但其仍保持着强大竞争力,发展重点将转向微晶硅串联电池技术,技术的改变将使硅烷供应商受益。2016年薄膜光伏硅吸收体材料的收入将达到9.75亿美元。

根据预测,2016年薄膜光伏材料最大的市场可能是碲化镉(CdTe)吸收材料,将达到16亿美元的市场。因此,该种材料主要供应商First Solar公司需要越来越多的材料来源,这对于铜和铅冶炼工业公司而言是一个重要机会。

铜铟镓硒(CIGS)仍受到关注。陶氏公司CIGS光伏建筑一体化产品和台积电进军CIGS领域都预示着CIGS的发展前景。预计2016年CIGS吸收材料将达到6.1亿美元。

从国家层面看,美国能源部发布了 “关键材料战略”,对薄膜光伏材料供应仍表示担忧。能源部表示,铟、镓、碲的一般供需情况虽然“略有改善”,但是并不能完全让人放心。这三种(连同钕和镝)以清洁能源材料而著称的金属都面临着“在未来20年内供应链遭遇瓶颈的巨大风险”。

就CIGS薄膜光伏组件而言,制造商正在改变其材料组成,提高镓的比例,同时降低铟的比例。美国能源部表示,这样做的结果就是“在这两个元素的潜在供给风险之间进行了局部取舍”。同时,能源部重新进行了评估,假设在降低铟和镓的预期需求的情况下,铜铟镓硒市场份额也会下降。

美国能源部报告显示,目前,碲化镉(CdTe)薄膜组件在光伏市场中的份额约占10%。硅价的下跌也可能对其造成威胁,但是,高价碲、碲化镉生产商对碲不断增长的需求,以及那些需要碲的非光伏企业对该材料供应的竞争,都使得碲的供应面临困境。因此,光伏企业正在努力降低碲材料的使用量,并且不断增加对新废料的回收利用,以便降低对这一主要材料的依赖。尽管碲的短期供应表现充足,但是未来产能的增加可能将不足以供应碲化镉生产商以及需要使用碲的其他制造企业。美国能源部认为,碲的供应需要比2015年预算总额多出50%才能够满足预期需求。

非光伏制造企业对铟和镓的利用也越来越普遍,比如半导体应用、平板显示器、以及智能手机和平板电脑镀膜。能源部预测,除非铟和镓这两种材料的产能有所增加,或者非光伏企业对其需求减少,否则到2015年,这两种材料将出现供应短缺。

能源部根据铜铟镓硒生产商预期的生产改进也对未来镓的用量预测进行了调整,结果显示,未来镓的供给情况更令人担忧。能源部对镓的需求做出的较高估算很大程度上是建立在镓在铜铟镓硒组成中越来越多的替代铟的这种假设基础上的。这种变化意味着在光伏制造其它方面可以通过降低原料密集度来获得效益,比如降低电池厚度并提高加工效率。

总体而言,能源部针对铟,镓和碲对清洁能源的重要性及中短期供应风险进行了评估,这三种金属均为中等分数(评级标准为1--4级,这三种金属分数则为2或3分。)

欧洲方面,欧盟第七框架计划已批准实施薄膜太阳能光伏电池项目“基于纳米材料和工艺的低成本高效率硫族化合物太阳能电池开发和规模化制备”(SCALENANO),项目总预算为1022.88万欧元,项目执行期为2012年2月1日至2015年7月31日。共有来自欧洲13个不同机构的研究小组参与,分别为西班牙Catalonia能源研究所、法国NEXCIS光伏技术公司、瑞士联邦材料科学和技术研究所、德国默克集团、意大利理工学院、英国诺丁汉大学、英国创新材料工程技术公司、卢森堡大学、法国原子能委员会、德国亥姆霍兹柏林能源与材料研究中心、匈牙利Semilab公司、瑞士南方应用科技大学、柏林自由大学等。这些研究小组将合作共同开发铜铟镓硒(CIGS)等硫族化合物太阳电池技术,削减生产成本,同时采用纳米材料以增加薄膜模块效率,以提高欧洲光伏技术的竞争力。


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