銅銦鎵硒薄膜太陽能的前景如何？

01-03

現狀薄膜太陽能電池大家議論得比較多，中國新首富李河君炒作的也是薄膜太陽能電池，銅銦鎵硒薄膜是未來域硅體競爭的方向，請問銅銦鎵硒這個高技術高投入的電池板以後的前景如何？

可以先看看薄膜太陽電池發展情況。2013年，全球太陽能電池產能超過70GW，其中晶體硅電池63GW（多晶硅和單晶硅約3:1），薄膜電池產能超過7GW。從產品類型看，硅基薄膜電池500MW，同比下滑47.4%；CIGS約1.5GW，同比增長120.6%，此增長主要得益於CIGS龍頭企業Solar Frontier產量的迅速提升；CdTe約1.66GW，同比下滑12.6%，主要是由於First Solar於2012年關閉了德國工廠。

近兩年來CIGS薄膜電池迅速發展的原因個人認為主要有三點，第一是其實驗室效率和組件效率都是薄膜電池中最高的（不考慮聚光薄膜），2014年底，CIGS最高效率已經達到21.6%，超過了多晶硅的實驗室記錄，也是硅基薄膜電池不能比的，在轉換效率這一指標上CIGS大有可為；第二是技術門檻降低，CIGS電池是以四元化合物為光吸收層的薄膜電池，其高效率的關鍵在於薄膜沉積過程中銅銦鎵硒四種元素的薄膜形態與化學配比。通常採用的四元共蒸發法和濺射後硒化法技術路線逐漸成熟，Manz公司還提供直接交鑰匙方案，這使得以前備受關注的工藝複雜性逐漸降低，穩定性逐漸提高。漢能收購的兩家公司本來就握有核心技術；第三是面嚮應用的途徑越來越寬，CIGS組件可以用於地面電站，雲南石林的那個國內首個CIGS項目，據統計年發電量比相同面積的晶體硅還高。CIGS組件可用於分散式光伏系統，特斯拉在上海的充電站就是用了漢能的CIGS組件，作為輔助充電，一天的發電量可以讓Model S跑300km。CIGS電池可以做在柔性襯底上，組件變得輕柔可彎曲，也就更容易攜帶和安裝。

儘管晶體硅和薄膜走的是不同的技術路線，但是兩者總是被拿來比較，比效率、比成本、比壽命、比發電量、比經濟性……真的一比，CIGS的效率和壽命目前是比非晶硅和CdTe好一些，但還達不到晶體硅的經濟性。每種薄膜電池都有優點和短板，非晶硅效率低還有光衰，CdTe技術成熟但Cd終究有毒，CIGS本身也有一堆問題，比如薄膜沉積技術的精確控制和金屬銦的可持續性。業內不是有傳言，現在做CIGS的多年後還是要重拾CZTS。

所以現在說前景，在沒有突破性技術出現的前提下，CIGS這幾年會有大的發展，能挑起薄膜光伏的大梁，至於是到底是多長時間，這要看其是否能在保持高效率的同時繼續降低生產成本、每瓦售價和每瓦安裝成本。如果做到了，便可在部分市場上與晶體硅分庭抗禮，如果不行，恐怕也是曇花一現。

CIGS太陽能電池的前景在於特殊應用：柔性方向。在幾種比較有前途的薄膜太陽能電池中，CIGS, CdTe, a-Si中，CIGS從工藝上來看是最適合做成柔性同時又具有較高效率的。柔性太陽能電池在特殊形狀包括軍事，戶外等領域的應用較多。

從大規模產業化的前景來看，雖然最近的增長比較迅速，但是CIGS有本質缺陷：就是In, Ga等金屬的存量有限，而且面臨著ITO等其他行業中大量需要稀缺金屬的競爭。替代者CZTS的效率提升及產業化成熟所需要的時間太長。而晶硅不存在原料問題，成本或者污染是一個技術問題。只要資金與人力持續地投入，這是可以解決的。而稀缺金屬的儲量有限且大部分需要應用於顯示行業，這是無法解決的。

CIGS電池需要大量的真空設備的投入，30 MW生產線的投入一般都需要幾個億。晶硅一般需要幾千W就可以引進一條生產線，然後購買wafer，招一些工人就可以開始生產。資金投入，周轉速率要高得很多。

有個師兄，本來想自己做CIGS的。後來發現走不通，改為直接從國外買CIGS電池，做電站。這是一種很聰明的做法。其實，在現在情況下，生產太陽能不賺錢，做電站才賺錢。

CIGS即使能產業化，總量也是有限的，不會影響大局。則避開競爭激烈的平板電池，選擇高端、利潤率高的柔性太陽能電池，我認為是其最終的方向。

半截入土，比非晶硅強點有限。

另外，Solar Frontier做的是CIS，少一個元素，工藝好處理很多。

帶銦的這些玩意，上的了天，落不了地。玩玩宇航和軍工那類東西可以，大規模上量撐不了多久。

你說CIGS是一種很棒的太陽能薄膜？

我知道呀，我還知道金屬金也是一種很棒的導電材料。

最後，我不是說搞這個沒前途啊！技術積累好了，下一代換個別的代替元素也是可以嘛。

近期寫了一篇相關文章，其中有一個部分具體介紹了CIGS，歡迎查看

薄膜太陽能電池技術 (上篇) - 微機電系統（MEMS） - 知乎專欄

銅銦鎵硒薄膜太陽能前景還是很有前景的，最近幾年市場佔有率大幅提高。

目前，從實驗室轉化效率和理論轉化效率來看，晶硅電池的轉化效率提升空間有限，綜合成本下行空間小。即使採用PERC技術提高晶硅電池轉化效率，但綜合成本反而更高。因此，五年後薄膜太陽能電池有望趕超晶硅太陽能電池。

前瞻產業研究院發布的《2015-2020年中國太陽能電池行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》數據顯示，根據國家統計局數據測算，到2020年，我國城鄉房屋建築面積約為890億平方米，以東、南、西牆牆面積的15%、屋頂面積的10%計，直接市場規模超過10萬億元，間接市場規模達30萬億元，相當於我國汽車市場的3-5倍。即使按照10%的轉化率和太陽能平均每年1300個發電小時計算，裝機規模相當於368個葛洲壩或45個三峽，可替代全社會30%左右的年用電需求。而對於薄膜發電技術來說，憑藉其獨特的優勢，在光伏建築一體化（BIPV）領域是極具市場競爭力的。

雖然薄膜電池尚未形成產業化，在轉化效率方面也低於晶硅電池（美國MiaSole15.5%、德國Manz14.6%），但CIGS薄膜電池轉化效率以1-1.5%/年提升。因此，五年後薄膜電池轉化效率有望超過晶硅電池，加之規模化的形成，屆時綜合成本將低於晶硅電池，將會成為市場的主流選擇。

從近幾年薄膜電池的發展勢頭來看，銅銦鎵硒是其中唯一增長的薄膜類電池。2013年，全球銅銦鎵硒薄膜電池占薄膜電池比重為40.98%，較2011年的20.49%大幅提高；碲化鎘薄膜電池所佔比重有所減小。

CIGS電池是有能力做組件量產的,尤其是使用2
step (CIG precursor + H2Se/H2S SAS),目前待解決的是成本問題.分材料及設備來說,材料方面需要有國產低成本且穩定的鈉玻璃(耐高溫玻璃更好; Strain point &>570C)及金屬合金把(CuGa and In),而設備方面可從國產Sputter, CBD, Scriber, and Backend開始(SAS較難自製,且有較高危險性),估計做到&<40 cent USD/W不是問題.而關於效率的提升,近期蠻多都是從TCO下手,absorber 部分就是post-treatment with K or others,後處理這一塊確實2 step較共蒸法難做,但也不是完全沒有機會.期望看見有更多的廠商投入CIGS薄膜電池產業化,一起把這個產業做起來!

跟特斯拉一樣，有錢人的玩具而已.

弱光特性較好，緩衝層用其他材料替代後元素無毒環保，效率較高顏色較美觀適合建築物。此外，柔性基底潛力很大。

謝邀，俺不知……