薄膜電池會迎來第二春嗎？

　　歡迎關注「新浪科技」的微信訂閲號：techsina 

　　文/董指導

　　來源/遠川科技評論（ID:kechuangych）

　　提起太陽能電池，基本上能想到的就是「單晶硅、多晶硅」，但其實還有另一形態，「薄膜電池」：利用化合物來轉化光能。

　　薄膜電池也不是「無名之輩」，在1980s年代時，也佔據了30%左右的市場規模，雖然當時整體市場不大，有點紙面富貴的感覺。但在2015年，薄膜電池可是又高光了一次。

　　2015年，互聯網熱火朝天的時候，我國首富可不是互聯網行業，而是太陽能領域，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，市值一度達到3000多億港幣，而李河君也憑藉1600億元身價，在3月份被《福布斯》評為大陸地區首富。

　　遺憾的是，在當年5月20日，在這個充滿愛意的日子，外資悍然對漢能薄膜發起了做空。開盤一個多小時后，就下跌了近50%。遭遇腰斬的漢能薄膜，當年業績也大幅跳水，淨虧損122億港幣，隨后又迎來了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」。這不得不令人質疑「薄膜發電到底行不行」。而在技術驅動的領域，有趣的地方正是在於，技術時常會死而復活、迎來第二春。那麼，薄膜電池會這樣嗎？

　　為何失利？

　　先來回顧下薄膜電池失利的原因。

　　薄膜電池和晶硅電池相比，劣勢是「量產的光電轉化效率低」，優勢是「工藝簡單、價格便宜、弱光響應好」，也就是有「性價比」。薄膜電池市佔率有兩個高峰，一個是1988年，一個是2009年。

　　1980s年代，薄膜電池採用的是硅基類，高峰時有30%左右市場佔有率。但當時行業整體規模不大，因此不用過於糾結。目光可以聚焦在2004年之后。

　　2004年，聚焦薄膜電池的First Solar公司實現了低成本的CdTe（碲化鎘）電池量產的突破；技術突破同時，行業也春風頻頻：2000年起，德國在歐洲率先發力太陽能，行業一片向好。在行業野蠻生長的過程中，雖然薄膜電池轉化效率比晶硅低7%左右，但各技術也是迎來了「雨露均沾」。

　　與此同時，薄膜電池的性價比優勢突出：從2003年開始，多晶硅價格不斷上漲，從25美元/公斤，一度上漲到了2008年的400多美元/公斤，這導致晶硅電池成本快速上升。而這一時期，First Solar甚至在2008年底時把薄膜電池的成本講到了0.98美元/W。

　　在性價比優勢下，市場一度認為，2012年，薄膜電池市佔率有望達到30%。但很可惜，薄膜電池最為依賴的成本優勢消失了。

　　2009年，在金融危機的影響下，歐美各國縮減太陽能補貼，多晶硅需求減少；而由於大批企業加入多晶硅生產（僅2008年一年企業數量就翻倍到了400家），又導致供給又大幅擴張，於是，多晶硅價格暴跌。

　　多晶硅價格「自殘式」暴跌，導致晶硅電池轉換效率比薄膜高、成本也比薄膜低，薄膜電池的歸宿也就顯而易見了。而隨后隆基股份在單晶硅領域的突破，徹底讓薄膜電池淪爲了「行業邊角料」，行業市佔率不到5%，比如用於共享單車之類非主流場景。

　　但薄膜電池並沒有偃旗息鼓。由於其採用的是活性材料，吸光能力很強，比晶硅高出兩個數量級，也就是説，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%。這個原理通俗地理解，就是我們日常看到的陽光，是紅紫等多種波長光的聚合，薄膜電池比晶硅電池覆蓋的光譜更廣。

　　更廣光譜，也意味着潛在的光電轉換效率更高。當年漢能選擇薄膜電池，也有這方面的考量。所以，薄膜電池儘管市佔率低，但也一直被寄予厚望，「蠢蠢欲動」。

　　歷史上的第二春

　　在分析薄膜電池是否會有第二春之前，我們可以回顧幾個第二春的案例。第一個就是動力電池領域的「磷酸鐵鋰」。

　　磷酸鐵鋰曾經是電動車動力電池領域的王者，競爭對手是「三元鋰技術」。和薄膜電池類似，磷酸鐵鋰的優勢也是「價格便宜」，而劣勢則是能力不強，能量密度不高、續航里程短。

　　2016年時，磷酸鐵鋰市佔率高達60%。但在2016年底，由於國家政策將電池能量密度納入考覈體系，所以三元鋰電池更佔優勢，開始增長。2019年，磷酸鐵鋰市佔率跌到30%左右，但2020年之后，市佔率再次增長，2022年時已經達到了55%左右。

　　回顧來看，磷酸鐵鋰能迎來自己的第二春，有這麼幾個原因：

　　（1）成本不斷下降：這是繼續發揮長處。從2014年到2019年，國內磷酸鐵鋰電池成本下降約60-70%。2020年，磷酸鐵鋰電池包的價格甚至比三元低15%左右。

　　（2）能量密度提升：這是快速補短板。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，寧德時代的CTP技術，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年時已經接近當前三元電池包水平，價格卻低15%左右，且更加安全。

　　（3）市場偏好驅動：這是把對手拉到了同一起跑線。2019年之后，對於三元鋰電池的補貼力度降低，行業開始從政策驅動向市場驅動轉變。而C端市場對於「價格」是敏感的。於是，特斯拉、新勢力、比亞迪、五菱宏光等等廠商都加大了磷酸鐵鋰電池的應用，以降低總價、打開市場。

　　（4）更多場景發展：除了新能源車使用之外，5G基站、光伏儲能等領域也在蓬勃發展，磷酸鐵鋰作為儲能，雖然比三元體積大（下游並不在乎），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，目前正在發生的另一個「第二春」案例就是「顆粒硅」。

　　顆粒硅是多晶硅生產領域的技術，對手是當前通威等公司的「塊狀硅」技術。顆粒硅技術理論成本更低、能耗更低，也更適合下游硅片生產。但由於生產技術難度大，商業化進展一般，過去幾十年，市場佔比僅3%左右。

　　這期間，有不少企業在顆粒硅領域努力，比如挪威REC、美國MEMC（后來被SunEdison合併）和德國Wacker。但結果都不好，REC長期虧損，SunEdison破產，Wacker也放棄了。但在2021年，顆粒硅似乎正迎來第二春：高瓴、洛陽鉬業等金融、產業資本投資加碼；隆基、中環等硅片公司也鎖定了產能。

　　而顆粒硅能迎來第二春的原因則包括：（1）多晶硅價格大幅上漲，新技術試錯成本降低、利益增加，也就是行業高速發展下的「雨露均沾」；（2）技術突破，保利協鑫等公司經過多年的積累，解決了之前的一些技術難點。

　　總結這兩個案例來看，都是在「變化中迎來機遇」：發揮長板、補充短板、有技術突破、有新玩家推動、打開新場景等，而如果繼續濃縮的話，就是誰更扣緊「使用場景下的降本增效」。

　　薄膜第二春何處來？

　　有變化，纔有新機遇。而當前薄膜電池也迎來了幾個變化：

　　技術新突破：技術領域最大的突破是鈣鈦礦。鈣鈦礦轉化效率提升非常快，實驗室轉換效率已經達到了25%左右，相同的路，晶硅電池走了40年，鈣鈦礦只用了13年。而且可擴展性很強，可以和晶硅電池組合使用，繼續提升轉換效率。

　　而且鈣鈦礦保持了薄膜電池的優勢，生產流程短，單一工廠45分鍾即可，而對比晶硅電池則需要三四個工廠協作、耗時三天以上；另外，1GW產能投資成本為5億元，約為晶硅電池的一半。從數據來看，鈣鈦礦電池優勢顯著。

　　與此同時，碲化鎘、銅銦鎵硒等薄膜電池技術，經過過去的積累，量產的轉化效率也達到了19%，雖然還是落后於perc電池的23%，但也已經可以規模化生產、商業化應用了。

　　新玩家推動：薄膜電池前面十來年，主流玩家還是海外。中信建投報告顯示，在碲化鎘薄膜電池領域，美國公司 First Solar 擁有絕對領先優勢，市場份額佔有率超過 90%。中國企業有龍焱能源，創始人是領域專家吳選之，在2008年成立，也是國內為數不多實現規模化組件生產的企業。

　　在銅銦鎵硒薄膜電池領域，日本 Solar Frontier、中國漢能相對領先，兩者市場份額佔有率均超過 30%。

　　整體來看，中國企業在薄膜光伏電池行業的市佔率整體約 15%。中國玩家力量還是薄弱的。缺少中國玩家大力介入，那麼成本下降、技術擴散成熟的進度都會緩慢。但在鈣鈦礦領域就不一樣了，中國玩家踴躍。

　　電池片領域，隆基、寧德、協鑫等電池龍頭都在發力；生產設備方面，我國企業也是全球行業領先。大批中國玩家加入，就會加速鈣鈦礦的進展。

　　打開新場景：薄膜電池被寄語厚望的應用領域就是「BIPV光伏建築集成一體化」。嚴格來講，BIPV也不算新場景，2008年開始，就在發展。但經濟性比較低，比如和地面光伏電站相比，成本高出一倍左右，發電效率卻又低了30%-50%，所以行業發展得比較緩慢，規模小。

　　但政策對BIPV的引導力在加強，一方面，有要求，碳中和政策下，節能減排是每個單位要重點關注的事情，到2025年新建公共建築、廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%；另一方面，有鼓勵，比如北京市對BIPV項目補貼為0.4元/千瓦時（含税），補貼5年。

　　而隨着集成化程度加強、光伏利用率提升，光伏的成本也會和建材、建築安裝運營等成本綜合在一起，產生1+1<2的效果。

　　而在BIPV領域，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，可以良好適應建築造型需求；同時，透光性好，滿足建築採光需求；另外，通過設計，薄膜電池可以實現多種顏色，比晶硅電池的藍色系要更加豐富，更滿足建築美觀需求。而且發電效率也不差，中信建投報告顯示，馬來西亞一個項目，碲化鎘電池的月發電效率比晶硅電池高5.56%。

　　當然，在薄膜電池內部，鈣鈦礦還是碲化鎘誰更適合BIPV，還需要等鈣鈦礦商業化進一步觀察。另外，鈣鈦礦目前的商業化纔剛剛起步，成本、大面積製備等要素，仍需觀察。但綜合來看，如果對比「第二春」的可行方法論來看，薄膜電池的第二春是可期的。

　　尾聲

　　變化，是最大的機遇。光伏的需求側，也會迎來廣闊的發展空間。在眾多企業的堅持下，尤其像龍炎等公司也已經有十四年的產業經驗，薄膜電池的市佔率有望得到提升。

　　而在這個過程中，薄膜電池產線都要新建，無法和現有電池產線兼容，因此，薄膜電池如果要發展，大概率會迎來一輪「資本開支」，而設備商是重要的造鏟人。

　　而BIPV的落地，既需要光伏側背景，也更需要建築背景，以滿足消防、防水、防塵、避震等等建築要求。能兼具的廠商，更具有優勢。

　　光伏雖然是技術產品，需要技術推動，但更重要的因素是「商業生態」。而回到薄膜電池產品領域，鈣鈦礦或者碲化鎘，誰會跑的更快，還需要觀察。但從行業參與者角度來看，鈣鈦礦無疑更有人氣。是否會出現一種情況，薄膜電池的第二春來了，但是之前堅守的老企業們，並沒有吃到肉？

　　也許，還有一種情況，就是薄膜電池的第二春，只是萌動下就沒了，但這依然是值得關注的，也是值得企業嘗試的。

　　美國最近也一直想推動太陽能產業發展，但美國要想追趕中國光伏產業，和中國在半導體追趕有點類似：商業、技術同時追。商業追的是成本、應用；技術追的是效率、規模化。這兩點對於美國光伏產業而言，也並不是件容易的事兒。畢竟，中國光伏產業已經經歷了各種慘烈的內卷，留下的不只是傷痕，也是壁壘。

　　更為重要的是，變化還在不斷發生，也只有不斷變化，才能不陷入製造業的「成本殺」，讓技術春風，孕育出各種機遇的種子。

（聲明：本文僅代表作者觀點，不代表新浪網立場。）