薄膜電池會迎來第二春嗎？

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(shí)還有另一形態(tài)，“薄膜電池”：利用化合物來轉(zhuǎn)化光能。

薄膜電池也不是“無名之輩”，在1980s年代時(shí)，也占據(jù)了30%左右的市場規(guī)模，雖然當(dāng)時(shí)整體市場不大，有點(diǎn)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(lián)網(wǎng)熱火朝天的時(shí)候，我國首富可不是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，而是太陽能領(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)充滿愛意的日子，外資悍然對漢能薄膜發(fā)起了做空。開盤一個(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)績也大幅跳水，凈虧損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(zhì)疑“薄膜發(fā)電到底行不行”。而在技術(shù)驅(qū)動的領(lǐng)域，有趣的地方正是在于，技術(shù)時(shí)常會死而復(fù)活、迎來第二春。那么，薄膜電池會這樣嗎？

01 、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(chǎn)的光電轉(zhuǎn)化效率低”，優(yōu)勢是“工藝簡單、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%左右市場占有率。但當(dāng)時(shí)行業(yè)整體規(guī)模不大，因此不用過于糾結(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，德國在歐洲率先發(fā)力太陽能，行業(yè)一片向好。在行業(yè)野蠻生長的過程中，雖然薄膜電池轉(zhuǎn)化效率比晶硅低7%左右，但各技術(shù)也是迎來了“雨露均沾”。

與此同時(shí)，薄膜電池的性價(jià)比優(yōu)勢突出：從2003年開始，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)勢下，市場一度認(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)勢消失了。

2009年，在金融危機(jī)的影響下，歐美各國縮減太陽能補(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景。

但薄膜電池并沒有偃旗息鼓。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，也就是說，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？吹降年柟猓羌t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”。

02 、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(gè)第二春的案例。第一個(gè)就是動力電池領(lǐng)域的“磷酸鐵鋰”。

磷酸鐵鋰曾經(jīng)是電動車動力電池領(lǐng)域的王者，競爭對手是“三元鋰技術(shù)”。和薄膜電池類似，磷酸鐵鋰的優(yōu)勢也是“價(jià)格便宜”，而劣勢則是能力不強(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，開始增長。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，2022年時(shí)已經(jīng)達(dá)到了55%左右。

回顧來看，磷酸鐵鋰能迎來自己的第二春，有這么幾個(gè)原因：

（1）成本不斷下降：這是繼續(xù)發(fā)揮長處。從2014年到2019年，國內(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）市場偏好驅(qū)動：這是把對手拉到了同一起跑線。2019年之后，對于三元鋰電池的補(bǔ)貼力度降低，行業(yè)開始從政策驅(qū)動向市場驅(qū)動轉(zhuǎn)變。而C端市場對于“價(jià)格”是敏感的。于是，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(yīng)用，以降低總價(jià)、打開市場。

（4）更多場景發(fā)展：除了新能源車使用之外，5G基站、光伏儲能等領(lǐng)域也在蓬勃發(fā)展，磷酸鐵鋰作為儲能，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，過去幾十年，市場占比僅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MEMC（后來被SunEdison合并）和德國Wacker。但結(jié)果都不好，REC長期虧損，SunEdison破產(chǎn)，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(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)案例來看，都是在“變化中迎來機(jī)遇”：發(fā)揮長板、補(bǔ)充短板、有技術(shù)突破、有新玩家推動、打開新場景等，而如果繼續(xù)濃縮的話，就是誰更扣緊“使用場景下的降本增效”。

03 、薄膜第二春何處來？

有變化，才有新機(jī)遇。而當(dāng)前薄膜電池也迎來了幾個(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?？?，實(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，生產(chǎn)流程短，單一工廠45分鐘即可，而對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)來看，鈣鈦礦電池優(yōu)勢顯著。

與此同時(shí)，碲化鎘、銅銦鎵硒等薄膜電池技術(shù)，經(jīng)過過去的積累，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：薄膜電池前面十來年，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，美國公司 First Solar 擁有絕對領(lǐng)先優(yōu)勢，市場份額占有率超過 90%。中國企業(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、中國漢能相對領(lǐng)先，兩者市場份額占有率均超過 30%。

整體來看，中國企業(yè)在薄膜光伏電池行業(yè)的市占率整體約 15%。中國玩家力量還是薄弱的。缺少中國玩家大力介入，那么成本下降、技術(shù)擴(kuò)散成熟的進(jìn)度都會緩慢。但在鈣鈦礦領(lǐng)域就不一樣了，中國玩家踴躍。

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，我國企業(yè)也是全球行業(yè)領(lǐng)先。大批中國玩家加入，就會加速鈣鈦礦的進(jìn)展。

打開新場景：薄膜電池被寄語厚望的應(yīng)用領(lǐng)域就是“BIPV光伏建筑集成一體化”。嚴(yán)格來講，BIPV也不算新場景，2008年開始，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達(dá)到50%；另一方面，有鼓勵，比如北京市對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，光伏的成本也會和建材、建筑安裝運(yùn)營等成本綜合在一起，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。

04 、尾聲

變化，是最大的機(jī)遇。光伏的需求側(cè)，也會迎來廣闊的發(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)過程中，薄膜電池產(chǎn)線都要新建，無法和現(xiàn)有電池產(chǎn)線兼容，因此，薄膜電池如果要發(fā)展，大概率會迎來一輪“資本開支”，而設(shè)備商是重要的造鏟人。

而BIPV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。

光伏雖然是技術(shù)產(chǎn)品，需要技術(shù)推動，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，誰會跑的更快，還需要觀察。但從行業(yè)參與者角度來看，鈣鈦礦無疑更有人氣。是否會出現(xiàn)一種情況，薄膜電池的第二春來了，但是之前堅(jiān)守的老企業(yè)們，并沒有吃到肉？

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(guān)注的，也是值得企業(yè)嘗試的。

美國最近也一直想推動太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但美國要想追趕中國光伏產(chǎn)業(yè)，和中國在半導(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)對于美國光伏產(chǎn)業(yè)而言，也并不是件容易的事兒。畢竟，中國光伏產(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。