薄膜太阳能电池迎来拐点
中国政府支持绿色可再生能源发展，加之薄膜太阳能电池发电效率稳定、应用场景广泛，吸引众多企业进入薄膜太阳能电池行业，成为光伏发电市场的重要补充。但受2016-2017年的硅基薄膜电池产线“关停潮”影响，薄膜太阳能电池行业发展受阻，行业重心转向CIGS电池、CdTe电池生产及钙钛矿电池的研发。未来三年，中国CIGS电池、CdTe电池新增产能将逐步释放，中国薄膜太阳能电池行业迎来新的发展机遇。
薄膜太阳能电池行业定义及业务分类
薄膜太阳能电池，简称薄膜电池，是在玻璃、不锈钢或高分子聚合物衬底上附着感光薄膜材料制成的太阳能电池。当阳光照射到电池上，薄膜电池吸收光能产生光电子-空穴对，在电池内建电场作用下，光生电子和空穴分离，空穴漂移到P侧，电子漂移到N侧，形成光生电动势，接通外电路，从而产生电流。因此，薄膜太阳能电池核心工艺是感光薄膜的制备。
根据活性材料类型，薄膜太阳能电池可分为四类：（1）硅基薄膜电池，最早的薄膜电池形态，该类电池多采用等离子体化学气相沉积技术制备，约占薄膜电池15%市场份额；（2）CIGS电池，即铜铟镓硒电池，采用溅射后栖化法制备，约占薄膜电池50%市场份额；（3）CdTe电池，即碲化镉电池，采用近空间升华法制备，约占薄膜电池35%市场份额；（4）GaAs电池，即砷化镓电池，光电转换效率高，由于原材料昂贵，该类电池在中国市场尚未产业化，仅用于航天、军事领域。其中，硅基薄膜电池光电转换效率低、BOS成本高、光致衰退效应严重，已逐步被市场淘汰。
薄膜太阳能电池分类
来源：头豹研究院编辑整理
中国薄膜太阳能电池行业产业链分析
薄膜太阳能电池行业产业链由上游生产设备，原材料、封装材料供应，中游薄膜太阳能电池生产及下游终端应用三个环节构成。
中国薄膜太阳能电池行业产业链
来源：头豹研究院编辑整理
上游：
上游主体向中游主体提供设备、原材料与封装材料。由于硅基薄膜电池已逐步被市场淘汰，本文从CIGS电池及CdTe电池角度探究产业链上游构成。（1）生产设备：全球范围内CIGS电池及CdTe电池均缺乏专业设备供应商，中国CIGS电池厂商多是引进Solar Frontier、Manz等国外CIGS电池企业自行研发的设备，中国CdTe电池制造商多是自行研发设计生产设备；（2）原材料：CIGS电池及CdTe电池原材料中铟及碲均是稀有金属，这要求薄膜制备具备高完成率及低耗用量特点，同时镉元素具有毒性，CdTe电池厂商需注意生产过程中的镉污染问题；（3）封装材料包括玻璃/金属箔/高分子聚合物、透明导电膜、EVA胶等材料，该类产品生产技术成熟，存在稳定供应商。
中游：
薄膜太阳能电池行业技术壁垒高，资本投入多，参与者数量少。一方面，薄膜太阳能电池研发难度高、技术工艺复杂、缺乏标准化设备及供应链保障，构筑起技术壁垒；另一方面，薄膜太阳能电池设备产线投资成本高昂，一条年产40MWCdTe电池产线投资成本高达2亿元。面对技术及资金壁垒，新晋企业难以顺利进入该行业，规模化生产企业数量稀少。
下游：
薄膜太阳能电池行业下游应用包含太阳能地面电站、BAPV应用及小型发电设施、BIPV应用及应急用电领域。其中，太阳能地面电站是薄膜太阳能电池主要应用领域，约占75%应用份额，BAPV是薄膜太阳能电池重要应用领域，约占20%应用份额，小型发电设施、BIPV应用及应急用电等领域约占5%应用份额。
中国薄膜太阳能行业市场规模分析
薄膜太阳能电池光吸收系数高、温度系数低、弱光性能优良，且可制备于柔性材料的特点吸引众多厂商于进入该行业，但硅基薄膜电池光电转换效率低、光致衰退效应严重，在晶硅成本持续下降冲击下，硅基薄膜电池产线于2016- 2017年出现“关停潮”，致使薄膜太阳能电池行业销量急速下降。2014至2018年，中国薄膜太阳能电池行业由800MW降低至400MW，年复合增速约为-15.9%。未来五年，在锦江集团、国家能源集团、中建材集团等企业产能释放带动下，中国薄膜太阳能电池行业市场规模将转为增长态势。
中国薄膜太阳能电池行业市场规模，2014-2023年预测 
来源: 头豹研究院编辑整
中国薄膜太阳能电池行业驱动因素分析
Ø 产品驱动：应用场景广与适应环境能力强
薄膜太阳能电池活性材料是直接带隙半导体，吸光能力达到105/cm2级别，较晶体硅高出两个数量级，故同等吸光能力下，薄膜电池活性用料仅为晶硅太阳能电池1%左右，薄膜电池既可以刚性材料为衬底，也可以柔性材料为衬底，广泛用于太阳能电池、建筑物材料和可穿戴设备。薄膜太阳能电池弱光性能优于晶硅电池，温度系数低于晶硅电池，发电效率更稳定，适应环境能力更好。
薄膜太阳能电池市场优势
来源: 龙焱能源科技，头豹研究院编辑整
Ø 潜力驱动：光电转换效率优异与国际成功经验驱动
薄膜太阳能电池理论光电转换效率及实验室光电转换效率提升速度优于晶硅太阳能电池，表明薄膜太阳能电池具有更优的发电性能增长潜力，且技术进步程度更优。CIGS电池头部厂商Solar Frontier和CdTe电池头部厂商First Solar量产电池光电转换效率达到16%-18%，接近晶体硅太阳能电池效率，且盈利水平较高，展现出行业增长潜力。
薄膜太阳能电池效率潜力
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中国薄膜太阳能电池行业发展趋势
Ø 应用场景：与生产、生活联系紧密
（1）BIPV建筑一体化：薄膜太阳能电池更加轻薄且具有良好的延展性，在产品形态、比例、颜色和纹理方面灵活性及定制化程度更高，达到建筑材料要求；（2）交通工具：薄膜太阳能电池车顶可为车辆提供辅助动力，增加新能源汽车续航里程，减少油料消耗。同时，薄膜太阳能电池可用于房车、光伏动力船等交通工具；（3）移动能源：柔性轻质的薄膜太阳能电池可制备成小型移动能源，便于消费者携带，为电子产品提供电力，并在户外满足照明、煮饭、仪器充电等需求，提供能源保障。
薄膜太阳能电池应用场景趋势
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Ø 产品：钙钛矿电池蓄势待发
钙钛矿电池理论转换效率更高，实验室转换效率进步速度更快，且具有以下优势：（1）优化空间大，电池薄膜配方元素及配比方式多样，可与晶硅叠加使用；（2）纯度敏感度低，约98%纯度钙钛矿即可用于电池生产，而99.9999%（6个N）以上纯度晶硅才能用于电池制造；（3）工艺流程通常在 150℃以下环境进行，晶硅电池端的烧结温度在 800-900℃之间，能耗更低。
钙钛矿电池优势
来源: 牛津光伏官网，协鑫纳米官网，头豹研究院编辑整理
深度见解
在资源环境双重压力下，中国政府积极鼓励研发可再生能源技术，促进可再生能源产业化。光伏产业是中国政府重点发展的可再生能源产业之一，薄膜太阳能电池作为光伏电池重要分支，具有耗用活性材料少、光吸收系数高、温度系数低、弱光性能优良等优点。但当前中国薄膜太阳能电池行业面临硅基薄膜电池遭淘汰，市场规模萎缩，技术难度高，核心设备受制于人，量产产品转换效率偏低等问题。因此，中国薄膜太阳能电池行业需要深度挖掘薄膜电池特点，拓展其在BIPV 、交通工具、移动能源方面应用场景，并不断探索钙钛矿电池等新兴薄膜电池技术，掌握核心技术，提升产品光电转换效率。
