在太阳光电热潮不退,而硅材缺料压力未解与薄膜技术发展潜力备受看好的态势下,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。薄膜太阳能电池的市占率已从2006年的7.6%上升到2007年的10.4%,一般认为至2010年应可达到20%。然而薄膜太阳能电池细分下又有不同的技术,各领导厂商间的发展亦互有差异。以下就各类薄膜技术的领导厂商之发展概况作一说明。
一、硅薄膜太阳能电池领导厂商发展概况
硅薄膜技术至今仍是薄膜太阳能电池中投入厂商数最多、量产最多、市占率最高的技术。近年来的两大领导厂商皆为美国的United Solar与日本的Kaneka。
(一)United Solar Ovonic LLC
United Solar为美国的Energy Conversion Devices(ECD Ovonics)的全资子公司,成立于1990年,于全球共有九百多名员工。2007年,美国的United Solar以48MW的产量成为薄膜太阳能电池第二大生产商,也是硅薄膜技术的最大生产商,FY2007(2006/07/01-2007/06/30)的营收为9,840万美金。相较于多数硅薄膜太阳能电池厂商的产品仍以单层a-Si、硬式玻璃基板为主,United Solar却是以掺锗的三层结构(a-Si/a-SiGe/a-SiGe Triple Junction)、以可挠式的不锈钢金属基板为主力产品,产品优势在于容易与建筑、屋顶结合应用。FY2007宣称其电池效率最高可达13%,模组效率最高可达8.5%。其贩售的商业化产品如PVL-68模组,发电68W、效率6.1%、大小为2849mm*394mm、重量4kg;PVL-124模组则为124W、效率6.3%、大小为5006mm*394mm、重量7kg,平均而言重量上约为硅晶圆模组的一半,为可挠式厚度极薄,以应用在BIPV为主。
(二)Kaneka Solartech Co.,Ltd
日本Kaneka自1980年代即开始研发a-Si技术,1998年成立Kaneka Solartech Co.,Ltd,为Kaneka Corporation 的全资子公司,约有八百名员工,2007年以48MW的产量成为薄膜太阳能电池第三大生产商,FY2007(2007/03-2008/05)的营收为8,600万美金。
Kaneka的主力销售产品是玻璃基板的单层a-Si的太阳能电池/模组,模组效率已可达8%,产品约六成外销德国,其馀销售日本及欧洲其它国家。而为改善产品效率,Kaneka也积极朝Hybrid (a-Si/Poly-Si, tadem on glass)发展,未来预计量产的是1200mm×998mm 基板尺寸、效率12%的Hybrid cell。Kaneka,2008年产能规划70MW中有40MW为Hybrid。另外Kaneka也研发see-through 的可透视a-Si模组以开发BIPV市场。
(三)值得注意的潜力厂商:SHARP
日本SHARP的硅晶圆太阳能电池蝉联多年全球年产量第一的宝座,直至2007年才降为第二名。近年来,SHARP以将其太阳能事务的重心逐渐转向薄膜太阳能电池/模组上。相较于其它硅薄膜厂商目前仍多以量产单层a-Si产品为主,SHARP的薄膜主力产品是为a-Si/μc-Si的堆叠式(tandem)产品,2007年产量21MW,为薄膜太阳能电池厂商第五大,也是前十大薄膜太阳能电池厂商中唯一商业化量产销售a-Si/μc-Si堆叠式产品的厂商。
SHARP的薄膜太阳光电部门成立于2005年,约30名员工,2007年a-Si/μc-Si模组的营收约为200万美金,产品主要销售于德国及日本。另外为了再提高效率,SHARP积极研发Triple-junction(a-Si/μc-Si/ a-Si)技术,效率可达10%。SHARP预估2012年太阳能电池的世界市场规模将达到15GW,其中1/2为薄膜型,1/2是硅晶型。因为预见到薄膜型的需求将增加,未来在该集团内要把薄膜型太阳能模组产能扩大到6GW,但时程未定。SHARP现在与TEL(合资成立设备开发公司「东京ELECTRON PV」)进行大型玻璃基板的生产设备的开发,目前以开发Triple Junction用的PECVD为主,使用的玻璃基板尺吋为1.0mX1.4m。
二、碲化镉太阳能电池领导厂商发展概况
不同于其它薄膜技术竞争者众的局面,CdTe薄膜太阳能电池的供给为单一厂商美国First Solar独大,原先对于镉毒性的忧虑限制了CdTe技术投入者的意愿,现在由于First Solar的成功经验与股价高涨,使得CdTe技术的潜力也开始受到重新检视与关注。目前CdTe技术皆为为使用玻璃基板的硬式产品,尚未有制成可挠式的商品问世。
(一)First Solar, Inc.
美国的First Solar2006年产量为60MW为全球第13大太阳能电池制造商,2007年产量激增至200MW,年成长率达233%,成为全球第五大太阳能电池制造商,是全球前十大太阳能电池制造商中唯一专职从事薄膜技术者,也是美国最大的太阳能电池制造商,亦遥遥领先其它薄膜厂商成为2007年薄膜技术第一大厂。First Solar2007年销售净额达两亿美金,营收则达五亿美金。
First Solar成立于1999年,2002年开始商业化生产,2006年11月股票上市,员工约七百名。根据其财报资料,First Solar2007年的平均模组制造成本仅为$1.23/W,更低于2006年的$1.40/W,2007年第四季更宣称已可降至$1.12/W。在模组效率上,2007年第四季宣称已提高至10.6%,较2005年的8.5%、2006年的9%有长足的进步。
First Solar的主要客户为大型太阳光电系统整合商,2007年产品约75%外销德国,其次为西班牙与义大利。2008年产能规划为435MW, 2009年底总产能规划将达到1GW。
(二)其它主要的量产厂商: Antect与Calyxo
德国的Antect Solar Energy AG成立于1998年,约80名员工,在2006年与First Solar是「唯二」两家商业化生产CdTe太阳能电池/模组的厂商,然而随着First Solar的快速扩张,Antect Solar在2007年仍维持10MW的产能,预估2008年则为25MW的产能。Antect Solar宣称其2007年模组效率可达7.5%。以其商业化产品ATF43与ATF50为例,输出功率分别为43W、50W,效率分别为6.0%、6.9%,大小为1200mm*600mm,厚22mm,重量皆为16kg。
德国的Calyxo GmbH于2005年成立,约120名员工,为德国太阳能电池大厂Q-Cells的全资子公司。根据Photon International的调查,Calyxo于2007年第二季开始试产,使用气相蒸镀法(Atmospheric Vapor Deposition)(非真空制程),产品为60 cm x 120 cm的CdTe硬式玻璃基板模组,产能为8MW,并已少量量产1MW,成为目前市面上已有实际量产CdTe太阳能电池/模组的新加入厂商。Calyxo规划2008年产能25MW,2008年产量预估产量5MW,并正在扩建产能60MW的工厂;产品模组效率短期目标是7%,中长期目标是10%。
CdTe技术的其它量产厂商Antect与Calyxo其产能规划与产品效率皆与First Solar有很大的落差,因此可预见虽然First Solar的成功使得CdTe技术重新获得关注,但在未来几年内First Solar所筑起的经济规模与进入障碍仍使其它后进厂商难以超越,短期内仍将是CdTe技术的唯一霸主。
三、铜铟镓硒太阳能电池领导厂商发展概况
随着前两年在薄膜热潮下CIGS技术投入厂商产量逐渐释出,CIGS薄膜太阳能电池/模组的产量已由2006年的5MW,成长至2007年的21.5MW,占所有薄膜技术产量总和的4.8%。以下就近年发展较快的厂商作一介绍。
(一)Wurth Solar
德国的Wurth Solar GmbH为2007年CI(G)S薄膜太阳能电池/模组产量最大的厂商,成立于1999年,约125名员工,产品为玻璃基板的CIS太阳光电模组(不含镓)。2000年开始试产(pilot lines)60*120cm的CIS模组,其于2006年产量为1MW,2007年产量为200,000个CIS模组(平均每片输出功率为73.5W)、15MW,2008年产能规划30MW。其产品主要透过母公司Wurth集团销售至德国及其它欧洲国家。目前已可制出效率达11.0%的商业化模组(WSG0025E080,输出功率80W,大小为1205mm*605mm,厚35mm,重量12kg)。Wurth Solar宣称其2008年目标为产品效率达12%。
(二)Global Solar
美国的Global Solar Energy Inc.在1996年成立,2004年开始小量商业化生产,目前约有40名员工, 2007年产量4MW,营收约一千万美金,平均售价约$2.3/W, 2008年预计产能75MW,其产品效率据其2008年初宣称已可达到10%。除了玻璃基板的CIGS模组,金属基板的可挠式CIGS产品为其主力,以卷扬式制程(roll-to-roll)制作,其可挠式产品于2007年通过美国军方MILSTD-810E 的认证,除了军用规格,也朝民生规格发展,与德国最大太阳能模组厂Solon AG合作,并于德国Berlin-Adlershof区投资3,000欧元建立产能30MW的生产线。
(三)值得注意的潜力厂商:Honda Seltec、Showa Shell Solar、Nanosolar
日本的Honda Seltec Co.,Ltd是目前日本最大的CIGS太阳能模组厂商,为日本Honda Motor的全资子公司,于2006年12月成立,员工约150名,2007年6月开始商业化量产玻璃基板CIGS产品, 2007年的营收约1,250万美金,2007与2008年产能规划为27.5MW,主要工厂位于日本熊本县,未来产品预计销往日本及欧盟国家,宣称其模组效率可达11.0%。
目前日本第二大的CI(G)S太阳能模组厂商为Showa Shell Solar K.K.,产品为CIS(不含镓)太阳能模组为日本昭和石油(Showa Shell Sekiyu)的全资子公司,于2006年10月成立,员工约70名,2007年7月开始商业化生产玻璃基板的CIS太阳能模组,产品名为「SOLACIS」,宣称其模组效率可达10.5%,2007年营收约1,000万美金,主要工厂位于日本宫崎县,未来产品预计销往日本及欧盟国家,2007年与2008年产能规划为20MW,宫崎县的第二工厂规划年产能60MW,预计2009上半年开始运作,宣称届时将成为全球最大的CIS模组生产中心。
而美国Nanosolar Inc.则是宣称其为世界第一个使用印刷技术量产CIGS型太阳能模组的公司,其特征为每瓦发电成本仅0.99美元, Nanosolar是因为美国Google的创始者出资而备受瞩目的硅谷企业,成立于2002年,员工约45人,预计2008年量产,工厂将设置在美国及德国,2008年产能规划30MW,2009年至2013年的产能规划分别为60MW、120MW、240MW、430MW。Nanosolar的目标市场主要在于发电厂,产品名为「Power Sheet」,是将CIGS 奈米粒子像油墨般印刷在铝制箔基板上,并以Roll to Roll 法来制作的方式,因此产品为可挠式,此产品入选2007年美国科普杂志「Popular Science」的2007年百大创新科技(Best of What’s New),其获奖理由摘录于下:「成本只有今天薄膜太阳能电池的1/10,生产速度也能达到每分钟上百米,如果能够顺利扩大量产规模,很有可能会大大改变今后的太阳能电池产业。」
四、有机染料太阳能电池领导厂商发展概况
除了前述硅薄膜、CdTe、CI(G)S等太阳光电薄膜技术外,也有人把有机染料太阳能电池称为「第三代太阳能电池」,一般认为其技术成熟及量产化时程会比薄膜太阳能电池来得更晚,虽然制造成本预期可为所有太阳能电池中最低,但其转换效率也最低,目前投入者众但多处于研发、实验室阶段。2007年底英国的G24 Innovations宣称已可量产染料敏化太阳能电池(dye sensitized solar cells,DSSC),为有机染料类太阳能电池中量产化的先驱厂商。
(一)G24 Innovations
英国G24 Innovations Ltd.(G24i)自称世界上首家生产商业化应用等级DSSC的公司,成立于2006年,为美国Kanorka Technologies公司所投资,Kanorka公司的则技术来自DSSC技术研发始祖瑞士洛桑联邦理工学院的M. Gratzel团队,然Kanorka为美国军方所资助,在商业化方面则是投资G24 Innovations来实现。
G24i的DSSC产品最初目标市场将包括手机充电器,尤其是用于发展中国家,并将作为MP3播放器、笔记型电脑,和掌上游戏机等消费品的电源。除此之外,该公司还会将DSSC投入纺织品应用,并应用于与建筑物结合的BIPV。
G24i于2007年10月建立了DSSC30MW的试产线,生产线具有在不到3小时的时间内制造长约1/2英里(约800m)的太阳能电池的能力,速度为每分钟4m以上,然而推测其商业化模组产品转换效率仅为3%,但是该公司将通过大量生产来降低制造成本,凭藉降低每瓦的发电成本与现有的太阳能电池竞争。
(编辑:xiaoyao)