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2022年我国薄膜电池产业化发展及市场空间测算报告(32页).pdf
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2022 年深度行业分析研究报告
目 录
1、 薄膜电池:“会发电的玻璃” ............................................................................................ 6
1.1、 薄膜电池简介 ......................................................................................................................................... 6
1.2、 碲化镉电池:当前主流薄膜电池路径 ..................................................................................................... 7
1.3、 铜铟镓硒电池:理论光电转换效率更高 ............................................................................................... 11
1.4、 复盘薄膜电池发展历史,与晶硅电池之争的关键在于综合成本高低 ................................................... 13
1.5、 薄膜电池具备更大降本潜力 ................................................................................................................. 14
2、 他山之石可以攻玉: First Solar 启示录 ........................................................................... 16
2.1、 全球薄膜电池市场规模仍然较小,其中First Solar 占据主要份额 ........................................................ 16
2.2、 First Solar 发展复盘 .............................................................................................................................. 16
2.3、 First Solar 成功的关键因素 ................................................................................................................... 18
3、 国内薄膜电池产业化发展尚在起步阶段 ............................................................................ 22
3.1、 理论研究跻身前列,产业化尚待进一步突破 ........................................................................................ 22
3.2、 国内薄膜电池产业化发展瓶颈 .............................................................................................................. 22
3.3、 国内企业正在用实际行动不断推动产业进步 ........................................................................................ 24
4、 不以短击长,而以长击短:有望借BIPV 东风逐步放量 .................................................... 25
4.1、 建筑行业作为“高耗能”、“高排放”行业,成为碳减排重点 .............................................................. 25
4.2、 分布式光伏系统(BAPV+BIPV),是建筑光伏的主要结合形式........................................................... 26
4.3、 建筑物立面或将成为薄膜电池的主要应用场景 .................................................................................... 26
4.4、 碲化镉薄膜电池投资回收周期测算 ...................................................................................................... 28
4.5、 我国薄膜电池市场空间测算 ................................................................................................................. 30
4.6、 产业链合作正在加强,以期实现双赢 ................................................................................................... 31
附录:当前BIPV 推广所面临的问题及建议 .................................................................................................. 37
图目录
图1:全球薄膜太阳能电池产量变化情况 ........................................................................................................... 6
图2:碲化镉薄膜电池原理图 ............................................................................................................................. 7
图3:碲化镉薄膜电池生产工序 .......................................................................................................................... 8
图4:近空间升华法(CSS)原理图 ................................................................................................................... 8
图5:碲化镉电池弱光性能优于多晶硅电池 ....................................................................................................... 9
图6:碲化镉薄膜电池温度系数较低 .................................................................................................................. 9
图7:碲化镉薄膜电池组件回收过程 ................................................................................................................ 10
图8:碲化镉薄膜电池实验室转化效率持续提升 .............................................................................................. 10
图9:碲化镉组件性能优势 ............................................................................................................................... 11
图10:铜铟镓硒薄膜电池原理图 ...................................................................................................................... 11
图11:CIGS 薄膜工艺制作流程 ........................................................................................................................ 12
图12:LCOE 公式解析 ..................................................................................................................................... 13
图13:全球光伏组件市场销售量占比............................................................................................................... 14
图14:C-Si 组件售价组成拆解(美元) ........................................................................................................... 15
图15:CdTe 组件售价组成拆解(美元) ......................................................................................................... 15
图16:C—Si 组件(多晶硅PERC 电池组件)技术路线 ....................................................................................... 15
图17:CdTe 组件技术路线 ............................................................................................................................... 15
图18:各类薄膜电池组件销量市场占比 ........................................................................................................... 16
图19:First Solar 2006~2020 年组件产量增长图 ............................................................................................... 17
图20:First Solar 与天合光能组件制造成本对比(美分/瓦) ........................................................................... 17
图21:First Solar 薄膜电池组件发电功率规划蓝图 ........................................................................................... 18
图22:First Solar 碲化镉薄膜电池组件单位发电成本降低趋势 ........................................................................ 18
图23:晶硅电池组件成本变化图 ...................................................................................................................... 19
图24:中国光伏企业入局加速晶硅电池成本下降 ............................................................................................ 19
图25:薄膜电池组件成本与尺寸间关系 ........................................................................................................... 19
图26:薄膜电池组件成本与转化效率关系 ....................................................................................................... 19
图27:光伏组件衰减变化图 ............................................................................................................................. 20
图28:美国光伏组件市场装机量变化趋势 ....................................................................................................... 20
图29:First Solar 在手现金变化趋势 ................................................................................................................. 21
图30:薄膜电池产业正循环 ............................................................................................................................. 23
图31:2019 年我国建筑全过程碳排放占比 ...................................................................................................... 25
图32:2019 年我国建筑全过程碳排放细分(单位:亿吨CO2) ..................................................................... 25
图33:全国建筑碳排放结构 ............................................................................................................................. 25
图34:光伏发电系统结构图 ............................................................................................................................. 26
图35:蚌埠市体育中心(圆形屋顶为铜铟镓硒电池组件) .............................................................................. 27
图36:潼湖科技小镇(外立面采用铜铟镓硒电池组件) ................................................................................. 27
图37:成都双流机场航站楼(L1 通道采用碲化镉电池组件) ......................................................................... 27
图38:中建材丽江水泥厂(外立面选用碲化镉薄膜电池) .............................................................................. 27
图39:世园会中国馆(屋顶运用碲化镉薄膜电池) ......................................................................................... 28
图40:大同未来能源馆(外立面采用仿铝材型碲化镉薄膜组件) ................................................................... 28
图41:2021-2030 年,我国工商业分布式光伏系统初始全投资变化趋势(元/瓦) .......................................... 29
图42:不同倾角下,晶硅电池发电效率 ........................................................................................................... 29
图43:我国公共设施与商业建筑竣工面积(亿平米) ..................................................................................... 30
图44:薄膜电池产业链情况 ............................................................................................................................. 33
表目录
表1:主流薄膜电池分类 ..................................................................................................................................... 6
表2:美国商务部对华双反政策税率 ................................................................................................................ 21
表3:薄膜电池实验室转化率对比 .................................................................................................................... 22
表4:薄膜电池与晶硅电池转换效率对比 ......................................................................................................... 23
表5:2030 年,我国薄膜电池装机市场空间 .................................................................................................... 31
表6:薄膜电池制造商与建筑企业合作案例 ..................................................................................................... 33
表7:BIPV(薄膜)产业链相关公司 ............................................................................................................... 34
表8:洛阳玻璃盈利预测与估值简表 ................................................................................................................ 35
1、 薄膜电池:“会发电的玻璃”
1.1、 薄膜电池简介
薄膜太阳能电池主要指在绝缘的半导体玻璃表面涂覆一层串联的化合物薄膜电
池组件(如碲化镉、铜铟镓硒及砷化镓薄膜等),在受到太阳光照射后,将光能
转化为电能。薄膜电池通过将玻璃和光电材料有机结合,使得建筑材料实现自主
发电,因此被称为“发电玻璃”。
目前的薄膜太阳能电池市场中,碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池产量最高,商业
化技术也最为成熟;铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池近年来产量也在持续提升;
而硅基薄膜电池和其他非晶硅薄膜电池由于转化效率较低在逐渐被市场淘汰。
表1:主流薄膜电池分类
产品
定义
碲化镉(CdTe)薄膜电池
碲化镉(CdTe)薄膜电池是以P型碲化镉(CdTe)和N型硫化镉(CdS)的异质结为
基础的太阳能电池。
铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池
铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池是一种吸收层采用铜铟镓硒为材料的多元化合物多
晶半导体薄膜太阳能电池。
硅基薄膜电池
硅基薄膜光伏电池是所有以硅为主要材料的薄膜类太阳电池的总称。
资料来源:OFweek 太阳能光伏网等,光大证券研究所整理
不同于晶硅光伏产业的快速发展,薄膜电池产业整体发展较为缓慢,且主要为美
国First Solar一家拉动。2021年全球薄膜太阳能产量约为8.28GW,同比增长
27.7%。
图1:全球薄膜太阳能电池产量变化情况
资料来源: Wind,光大证券研究所
注:2019、2020、2021 年产能增加主要系First Solar 扩充产能,其他薄膜太阳能电池生产企业产量无明显新增产线
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