商用薄膜電池的發(fā)展歷程在歷史上經(jīng)歷了幾輪周期。1980 年代由于硅基薄膜電池的興起帶動薄膜電池市場份額一度超過30%,但隨著硅基薄膜遇到瓶頸,1990 年代里薄膜電池的總體份額持續(xù)滑落,2004 年之后First Solar 推動CdTe 電池快速產(chǎn)業(yè)化,將市場份額再度推升至15%以上,隨后由于多晶硅價格的崩盤大幅降低晶硅電池成本,近年來薄膜電池的份額再度萎縮。
2000 年之前全球光伏市場總體規(guī)模較小,我們著重回顧最近20 年薄膜電池的發(fā)展歷程。2000 年時,薄膜電池的主體仍然是非晶硅薄膜電池,據(jù)統(tǒng)計,2000 年全球薄膜電池總產(chǎn)量僅有26MW 左右,其中非晶硅薄膜電池的占比達(dá)到95%。這主要是因為非晶硅薄膜電池的技術(shù)比較成熟,早在20 世紀(jì)90 年代就已實現(xiàn)商業(yè)化,隨后美國、日本以及國內(nèi)的電池企業(yè)紛紛重點擴(kuò)張非晶硅電池產(chǎn)能,到2008 年非晶硅電池的總產(chǎn)量已超過400MW,較2000 年增長近15 倍增長更快的是CdTe 電池。2004 年First Solar 實現(xiàn)了低成本CdTe 電池的量產(chǎn),開啟了快速擴(kuò)張的步伐,到2008 年CdTe 電池的產(chǎn)量已超過500MW,成為產(chǎn)量最大的薄膜電池技術(shù),其中FirstSolar 一家的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的99%以上。由于當(dāng)時多晶硅價格仍處在創(chuàng)紀(jì)錄的高位,CdTe 電池的成本優(yōu)勢突出,F(xiàn)irst solar 快速擴(kuò)張產(chǎn)能,2009 年產(chǎn)量達(dá)到1.1GW,成為當(dāng)年的電池產(chǎn)量冠軍,
全球市占率高達(dá)12%。在CdTe 的帶動下,CI(G)S 也成為了薄膜產(chǎn)業(yè)化的熱點,但由于組分過于復(fù)雜,盡管CIGS 取得了很高的實驗室轉(zhuǎn)換效率,但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程始終不順,產(chǎn)量遲遲未能突破。
2009 年薄膜電池的份額達(dá)到新千年的頂峰,隨后開始逐步下降,根據(jù)下降原因不同又分為2 個階段:2010 和2011 年為第一階段,期間市場份額的下滑主要源自薄膜電池產(chǎn)量增加的速度落后于光伏市場的總體增速,由于非晶硅電池遭遇瓶頸,CIGS 未能實現(xiàn)量產(chǎn),在此期間產(chǎn)量的增加主要來自First Solar,2011 年First Solar 的電池產(chǎn)量較2009 年增加近1 倍,但當(dāng)年全球光伏總裝機(jī)量達(dá)到30GW,較2009 年增加近4 倍,因此薄膜電池份額反而有所下降;2012 年之后為第二階段,這期間份額的下降是由于薄膜電池成本優(yōu)勢喪失,F(xiàn)irst Solar 在2012 年之前其電池成本大幅低于晶硅電池,毛利率持續(xù)在高位,但隨著多晶硅價格在2012 年歷史性地跌到20 美元/kg 以下,晶硅電池的成本一年內(nèi)下降了40%,導(dǎo)致First Solar 喪失了成本優(yōu)勢,隨后幾年公司將業(yè)務(wù)重心轉(zhuǎn)向EPC,產(chǎn)能擴(kuò)張停滯,因此薄膜電池的市場份額逐漸萎縮至5%以下。
薄膜電池的市場份額有望觸底反彈,反彈的主要動力來自CdTe 電池開啟新一輪產(chǎn)能擴(kuò)張。由于成本降速低于晶硅電池,從2012 年起,F(xiàn)irst Solar 的電池產(chǎn)量就維持在2GW 左右,幾乎沒有增長,但隨著新的S6 大型組件的推出,CdTe 電池的成本有望降至20 美分/W 以下,重新奪回成本優(yōu)勢,因此First Solar 重啟擴(kuò)張腳步。據(jù)披露,2018-2020 年First Solar 的出貨量預(yù)計分別為2.7/5.6/8GW,薄膜電池的份額有望止跌反彈。此外,近年來鈣鈦礦電池快速興起,有望在3-5年內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,成為推動薄膜電池份額提升的新動力。
圖表 2000 年以來薄膜電池份額變化趨勢統(tǒng)計