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提起太陽(yáng)能電池，基本上能想到的就是“單晶硅、多晶硅”，但其實(shí)還有另一形態(tài)，“薄膜電池”：利用化合物來(lái)轉(zhuǎn)化光能。
薄膜電池也不是“無(wú)名之輩”，在1980s年代時(shí)，也占據(jù)了30%左右的市場(chǎng)規(guī)模，雖然當(dāng)時(shí)整體市場(chǎng)不大，有點(diǎn)紙面富貴的感覺(jué)。但在2015年，薄膜電池可是又高光了一次。
2015年，互聯(lián)網(wǎng)熱火朝天的時(shí)候，我國(guó)首富可不是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，而是太陽(yáng)能領(lǐng)域，而且還是“薄膜電池”。李河君的漢能薄膜電池公司，在香港上市，市值一度達(dá)到3000多億港幣，而李河君也憑借1600億元身價(jià)，在3月份被《福布斯》評(píng)為大陸地區(qū)首富。
遺憾的是，在當(dāng)年5月20日，在這個(gè)充滿愛(ài)意的日子，外資悍然對(duì)漢能薄膜發(fā)起了做空。開(kāi)盤一個(gè)多小時(shí)后，就下跌了近50%。遭遇腰斬的漢能薄膜，當(dāng)年業(yè)績(jī)也大幅跳水，凈虧損122億港幣，隨后又迎來(lái)了3年多的停牌，最終不得不私有化。
漢能薄膜公司的大起大落，似乎又是一出“紙面富貴”。這不得不令人質(zhì)疑“薄膜發(fā)電到底行不行”。而在技術(shù)驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)域，有趣的地方正是在于，技術(shù)時(shí)常會(huì)死而復(fù)活、迎來(lái)第二春。那么，薄膜電池會(huì)這樣嗎？
01 、為何失利？
先來(lái)回顧下薄膜電池失利的原因。
薄膜電池和晶硅電池相比，劣勢(shì)是“量產(chǎn)的光電轉(zhuǎn)化效率低”，優(yōu)勢(shì)是“工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、弱光響應(yīng)好”，也就是有“性價(jià)比”。薄膜電池市占率有兩個(gè)高峰，一個(gè)是1988年，一個(gè)是2009年。
1980s年代，薄膜電池采用的是硅基類，高峰時(shí)有30%左右市場(chǎng)占有率。但當(dāng)時(shí)行業(yè)整體規(guī)模不大，因此不用過(guò)于糾結(jié)。目光可以聚焦在2004年之后。
2004年，聚焦薄膜電池的First Solar公司實(shí)現(xiàn)了低成本的CdTe（碲化鎘）電池量產(chǎn)的突破；技術(shù)突破同時(shí)，行業(yè)也春風(fēng)頻頻：2000年起，德國(guó)在歐洲率先發(fā)力太陽(yáng)能，行業(yè)一片向好。在行業(yè)野蠻生長(zhǎng)的過(guò)程中，雖然薄膜電池轉(zhuǎn)化效率比晶硅低7%左右，但各技術(shù)也是迎來(lái)了“雨露均沾”。
與此同時(shí)，薄膜電池的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)突出：從2003年開(kāi)始，多晶硅價(jià)格不斷上漲，從25美元/公斤，一度上漲到了2008年的400多美元/公斤，這導(dǎo)致晶硅電池成本快速上升。而這一時(shí)期，F(xiàn)irst Solar甚至在2008年底時(shí)把薄膜電池的成本講到了0.98美元/W。
在性價(jià)比優(yōu)勢(shì)下，市場(chǎng)一度認(rèn)為，2012年，薄膜電池市占率有望達(dá)到30%。但很可惜，薄膜電池最為依賴的成本優(yōu)勢(shì)消失了。
2009年，在金融危機(jī)的影響下，歐美各國(guó)縮減太陽(yáng)能補(bǔ)貼，多晶硅需求減少；而由于大批企業(yè)加入多晶硅生產(chǎn)（僅2008年一年企業(yè)數(shù)量就翻倍到了400家），又導(dǎo)致供給又大幅擴(kuò)張，于是，多晶硅價(jià)格暴跌。
多晶硅價(jià)格“自殘式”暴跌，導(dǎo)致晶硅電池轉(zhuǎn)換效率比薄膜高、成本也比薄膜低，薄膜電池的歸宿也就顯而易見(jiàn)了。而隨后隆基股份在單晶硅領(lǐng)域的突破，徹底讓薄膜電池淪為了“行業(yè)邊角料”，行業(yè)市占率不到5%，比如用于共享單車之類非主流場(chǎng)景。
但薄膜電池并沒(méi)有偃旗息鼓。由于其采用的是活性材料，吸光能力很強(qiáng)，比晶硅高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)，也就是說(shuō)，同樣光吸收能力，理論上薄膜活性材料用量只需要晶硅的1%。這個(gè)原理通俗地理解，就是我們?nèi)粘？吹降年?yáng)光，是紅紫等多種波長(zhǎng)光的聚合，薄膜電池比晶硅電池覆蓋的光譜更廣。
更廣光譜，也意味著潛在的光電轉(zhuǎn)換效率更高。當(dāng)年漢能選擇薄膜電池，也有這方面的考量。所以，薄膜電池盡管市占率低，但也一直被寄予厚望，“蠢蠢欲動(dòng)”。
02 、歷史上的第二春
在分析薄膜電池是否會(huì)有第二春之前，我們可以回顧幾個(gè)第二春的案例。第一個(gè)就是動(dòng)力電池領(lǐng)域的“磷酸鐵鋰”。
磷酸鐵鋰曾經(jīng)是電動(dòng)車動(dòng)力電池領(lǐng)域的王者，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是“三元鋰技術(shù)”。和薄膜電池類似，磷酸鐵鋰的優(yōu)勢(shì)也是“價(jià)格便宜”，而劣勢(shì)則是能力不強(qiáng)，能量密度不高、續(xù)航里程短。
2016年時(shí)，磷酸鐵鋰市占率高達(dá)60%。但在2016年底，由于國(guó)家政策將電池能量密度納入考核體系，所以三元鋰電池更占優(yōu)勢(shì)，開(kāi)始增長(zhǎng)。2019年，磷酸鐵鋰市占率跌到30%左右，但2020年之后，市占率再次增長(zhǎng)，2022年時(shí)已經(jīng)達(dá)到了55%左右。
回顧來(lái)看，磷酸鐵鋰能迎來(lái)自己的第二春，有這么幾個(gè)原因：
（1）成本不斷下降：這是繼續(xù)發(fā)揮長(zhǎng)處。從2014年到2019年，國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰電池成本下降約60-70%。2020年，磷酸鐵鋰電池包的價(jià)格甚至比三元低15%左右。
（2）能量密度提升：這是快速補(bǔ)短板。從2010年到2020年，磷酸鐵鋰電池能量密度提升了一倍，從90Wh/kg增加到了190Wh/kg，同時(shí)，寧德時(shí)代的CTP技術(shù)，比亞迪的刀片電池等，不斷提升磷酸鐵鋰電池在既定空間的能量密度，在2020年時(shí)已經(jīng)接近當(dāng)前三元電池包水平，價(jià)格卻低15%左右，且更加安全。
（3）市場(chǎng)偏好驅(qū)動(dòng)：這是把對(duì)手拉到了同一起跑線。2019年之后，對(duì)于三元鋰電池的補(bǔ)貼力度降低，行業(yè)開(kāi)始從政策驅(qū)動(dòng)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變。而C端市場(chǎng)對(duì)于“價(jià)格”是敏感的。于是，特斯拉、新勢(shì)力、比亞迪、五菱宏光等等廠商都加大了磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用，以降低總價(jià)、打開(kāi)市場(chǎng)。
（4）更多場(chǎng)景發(fā)展：除了新能源車使用之外，5G基站、光伏儲(chǔ)能等領(lǐng)域也在蓬勃發(fā)展，磷酸鐵鋰作為儲(chǔ)能，雖然比三元體積大（下游并不在乎），但比三元電池便宜一半，下游更喜歡。
而除了磷酸鐵鋰電池之外，目前正在發(fā)生的另一個(gè)“第二春”案例就是“顆粒硅”。
顆粒硅是多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)，對(duì)手是當(dāng)前通威等公司的“塊狀硅”技術(shù)。顆粒硅技術(shù)理論成本更低、能耗更低，也更適合下游硅片生產(chǎn)。但由于生產(chǎn)技術(shù)難度大，商業(yè)化進(jìn)展一般，過(guò)去幾十年，市場(chǎng)占比僅3%左右。
這期間，有不少企業(yè)在顆粒硅領(lǐng)域努力，比如挪威REC、美國(guó)MEMC（后來(lái)被SunEdison合并）和德國(guó)Wacker。但結(jié)果都不好，REC長(zhǎng)期虧損，SunEdison破產(chǎn)，Wacker也放棄了。但在2021年，顆粒硅似乎正迎來(lái)第二春：高瓴、洛陽(yáng)鉬業(yè)等金融、產(chǎn)業(yè)資本投資加碼；隆基、中環(huán)等硅片公司也鎖定了產(chǎn)能。
而顆粒硅能迎來(lái)第二春的原因則包括：（1）多晶硅價(jià)格大幅上漲，新技術(shù)試錯(cuò)成本降低、利益增加，也就是行業(yè)高速發(fā)展下的“雨露均沾”；（2）技術(shù)突破，保利協(xié)鑫等公司經(jīng)過(guò)多年的積累，解決了之前的一些技術(shù)難點(diǎn)。
總結(jié)這兩個(gè)案例來(lái)看，都是在“變化中迎來(lái)機(jī)遇”：發(fā)揮長(zhǎng)板、補(bǔ)充短板、有技術(shù)突破、有新玩家推動(dòng)、打開(kāi)新場(chǎng)景等，而如果繼續(xù)濃縮的話，就是誰(shuí)更扣緊“使用場(chǎng)景下的降本增效”。
03 、薄膜第二春何處來(lái)？
有變化，才有新機(jī)遇。而當(dāng)前薄膜電池也迎來(lái)了幾個(gè)變化：
技術(shù)新突破：技術(shù)領(lǐng)域最大的突破是鈣鈦礦。鈣鈦礦轉(zhuǎn)化效率提升非?？欤瑢?shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了25%左右，相同的路，晶硅電池走了40年，鈣鈦礦只用了13年。而且可擴(kuò)展性很強(qiáng)，可以和晶硅電池組合使用，繼續(xù)提升轉(zhuǎn)換效率。
而且鈣鈦礦保持了薄膜電池的優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)流程短，單一工廠45分鐘即可，而對(duì)比晶硅電池則需要三四個(gè)工廠協(xié)作、耗時(shí)三天以上；另外，1GW產(chǎn)能投資成本為5億元，約為晶硅電池的一半。從數(shù)據(jù)來(lái)看，鈣鈦礦電池優(yōu)勢(shì)顯著。
與此同時(shí)，碲化鎘、銅銦鎵硒等薄膜電池技術(shù)，經(jīng)過(guò)過(guò)去的積累，量產(chǎn)的轉(zhuǎn)化效率也達(dá)到了19%，雖然還是落后于perc電池的23%，但也已經(jīng)可以規(guī)?；a(chǎn)、商業(yè)化應(yīng)用了。
新玩家推動(dòng)：薄膜電池前面十來(lái)年，主流玩家還是海外。中信建投報(bào)告顯示，在碲化鎘薄膜電池領(lǐng)域，美國(guó)公司 First Solar 擁有絕對(duì)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)份額占有率超過(guò) 90%。中國(guó)企業(yè)有龍焱能源，創(chuàng)始人是領(lǐng)域?qū)＜覅沁x之，在2008年成立，也是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多實(shí)現(xiàn)規(guī)?；M件生產(chǎn)的企業(yè)。
在銅銦鎵硒薄膜電池領(lǐng)域，日本 Solar Frontier、中國(guó)漢能相對(duì)領(lǐng)先，兩者市場(chǎng)份額占有率均超過(guò) 30%。
整體來(lái)看，中國(guó)企業(yè)在薄膜光伏電池行業(yè)的市占率整體約 15%。中國(guó)玩家力量還是薄弱的。缺少中國(guó)玩家大力介入，那么成本下降、技術(shù)擴(kuò)散成熟的進(jìn)度都會(huì)緩慢。但在鈣鈦礦領(lǐng)域就不一樣了，中國(guó)玩家踴躍。
電池片領(lǐng)域，隆基、寧德、協(xié)鑫等電池龍頭都在發(fā)力；生產(chǎn)設(shè)備方面，我國(guó)企業(yè)也是全球行業(yè)領(lǐng)先。大批中國(guó)玩家加入，就會(huì)加速鈣鈦礦的進(jìn)展。
打開(kāi)新場(chǎng)景：薄膜電池被寄語(yǔ)厚望的應(yīng)用領(lǐng)域就是“BIPV光伏建筑集成一體化”。嚴(yán)格來(lái)講，BIPV也不算新場(chǎng)景，2008年開(kāi)始，就在發(fā)展。但經(jīng)濟(jì)性比較低，比如和地面光伏電站相比，成本高出一倍左右，發(fā)電效率卻又低了30%-50%，所以行業(yè)發(fā)展得比較緩慢，規(guī)模小。
但政策對(duì)BIPV的引導(dǎo)力在加強(qiáng)，一方面，有要求，碳中和政策下，節(jié)能減排是每個(gè)單位要重點(diǎn)關(guān)注的事情，到2025年新建公共建筑、廠房屋頂光伏覆蓋率力爭(zhēng)達(dá)到50%；另一方面，有鼓勵(lì)，比如北京市對(duì)BIPV項(xiàng)目補(bǔ)貼為0.4元/千瓦時(shí)（含稅），補(bǔ)貼5年。
而隨著集成化程度加強(qiáng)、光伏利用率提升，光伏的成本也會(huì)和建材、建筑安裝運(yùn)營(yíng)等成本綜合在一起，產(chǎn)生1+1<2的效果。
而在BIPV領(lǐng)域，薄膜電池將比晶硅電池更加合適。
薄膜電池比晶硅電池更柔性，可以良好適應(yīng)建筑造型需求；同時(shí)，透光性好，滿足建筑采光需求；另外，通過(guò)設(shè)計(jì)，薄膜電池可以實(shí)現(xiàn)多種顏色，比晶硅電池的藍(lán)色系要更加豐富，更滿足建筑美觀需求。而且發(fā)電效率也不差，中信建投報(bào)告顯示，馬來(lái)西亞一個(gè)項(xiàng)目，碲化鎘電池的月發(fā)電效率比晶硅電池高5.56%。
當(dāng)然，在薄膜電池內(nèi)部，鈣鈦礦還是碲化鎘誰(shuí)更適合BIPV，還需要等鈣鈦礦商業(yè)化進(jìn)一步觀察。另外，鈣鈦礦目前的商業(yè)化才剛剛起步，成本、大面積制備等要素，仍需觀察。但綜合來(lái)看，如果對(duì)比“第二春”的可行方法論來(lái)看，薄膜電池的第二春是可期的。
04 、尾聲
變化，是最大的機(jī)遇。光伏的需求側(cè)，也會(huì)迎來(lái)廣闊的發(fā)展空間。在眾多企業(yè)的堅(jiān)持下，尤其像龍炎等公司也已經(jīng)有十四年的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，薄膜電池的市占率有望得到提升。
而在這個(gè)過(guò)程中，薄膜電池產(chǎn)線都要新建，無(wú)法和現(xiàn)有電池產(chǎn)線兼容，因此，薄膜電池如果要發(fā)展，大概率會(huì)迎來(lái)一輪“資本開(kāi)支”，而設(shè)備商是重要的造鏟人。
而B(niǎo)IPV的落地，既需要光伏側(cè)背景，也更需要建筑背景，以滿足消防、防水、防塵、避震等等建筑要求。能兼具的廠商，更具有優(yōu)勢(shì)。
光伏雖然是技術(shù)產(chǎn)品，需要技術(shù)推動(dòng)，但更重要的因素是“商業(yè)生態(tài)”。而回到薄膜電池產(chǎn)品領(lǐng)域，鈣鈦礦或者碲化鎘，誰(shuí)會(huì)跑的更快，還需要觀察。但從行業(yè)參與者角度來(lái)看，鈣鈦礦無(wú)疑更有人氣。是否會(huì)出現(xiàn)一種情況，薄膜電池的第二春來(lái)了，但是之前堅(jiān)守的老企業(yè)們，并沒(méi)有吃到肉？
也許，還有一種情況，就是薄膜電池的第二春，只是萌動(dòng)下就沒(méi)了，但這依然是值得關(guān)注的，也是值得企業(yè)嘗試的。
美國(guó)最近也一直想推動(dòng)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但美國(guó)要想追趕中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)，和中國(guó)在半導(dǎo)體追趕有點(diǎn)類似：商業(yè)、技術(shù)同時(shí)追。商業(yè)追的是成本、應(yīng)用；技術(shù)追的是效率、規(guī)模化。這兩點(diǎn)對(duì)于美國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)而言，也并不是件容易的事兒。畢竟，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了各種慘烈的內(nèi)卷，留下的不只是傷痕，也是壁壘。
更為重要的是，變化還在不斷發(fā)生，也只有不斷變化，才能不陷入制造業(yè)的“成本殺”，讓技術(shù)春風(fēng)，孕育出各種機(jī)遇的種子。
