中國發展薄膜太陽能電池的利與弊

中國是世界上zui大的太陽能電池制造基地。但令中國太陽能電池企業感到尷尬的是，中國政府將建設世界zui大規模太陽能發電廠的橄欖枝拋給了一家美國企業。

美國當地時間9月8日，中國政府與美國*太陽能公司（First Solar）簽署備忘錄，雙方計劃在內蒙古鄂爾多斯建造200萬千瓦的太陽能發電廠。這將是世界上zui大的太陽能發電廠，可供300萬戶居民用電。

就在兩周以前，中國政府還鄭重表態，多晶硅和太陽能電池行業存在重復建設現象。在這個當口，中國政府為何還與*太陽能公司高調啟動鄂爾多斯的太陽能發電廠項目？

原因之一或許在于：*太陽能公司主攻的并非多晶硅太陽能電池。實際上，這家公司是薄膜太陽能電池技術的。

這筆*訂單也預示著薄膜太陽能電池今后有望在中國乃至得到更多的應用。

多晶硅過剩

與*太陽能公司不同的是，中國企業生產的基本上都是多晶硅太陽能電池，其主要原料為多晶硅。

與薄膜太陽能電池相比，多晶硅太陽能電池的光電轉換效率更高。薄膜太陽能電池一般不超過10%，而多晶硅太陽能電池大多在14%以上。

但薄膜太陽能電池zui大的優勢在于，可以不使用價格不菲的硅，所需材料少于多晶硅太陽能電池，能耗也明顯低于多晶硅太陽能電池。

當然，薄膜太陽能的技術難度也較高，被認為是多晶硅太陽能電池之后的下一代太陽能電池技術。

前幾年，由于多晶硅材料供不應求，市場上多晶硅的價格一度高達每噸數百美元。在這種背景下，中國多個地方上馬了多晶硅生產線。結果造成產能過剩，再加上金融危機的影響，多晶硅的價格隨之大幅跌落。

在8月26日召開的國務院常務會議上，風電和多晶硅等新興產業被認為“出現重復建設傾向”。

同日，工業和信息化部總工程師朱宏任在該部召開的一個發布會上也表示：“太陽能、風能等新興產業重復建設、無序上馬的問題不容忽視。”

與此同時，多晶硅生產過程對能源的大量消耗，以及四氯化硅等有毒副產品對環境的污染，也遭到了不少批評。

由于中國的多晶硅太陽能電池產品大多出口到發達國家，有人形象地稱之為“消費在外，污染在內”。

在多晶硅太陽能電池受到當頭棒喝之際，太陽能電池家族中另一位成員——薄膜太陽能電池的走向頗為引人注目。

薄膜興起

過去幾年中，薄膜太陽能電池的產量處于高速增長之中。

根據市場調查公司DisplaySearch在8月11日發布的太陽能電池產能趨勢報告，2009年薄膜太陽能電池產能約為358萬千瓦。

這家公司的報告還顯示，2005年薄膜太陽能電池在全部太陽能電池產能中約占5%，到2009年預計會超過20%。

中國電力投資集團西安太陽能電力有限公司一位技術人員對《科學新聞》解釋：“顧名思義，薄膜電池就是將一層薄膜制備成太陽能電池，由于其用硅量極少，故更容易降低成本。”

這位技術人員還說：“薄膜太陽能電池既是一種能源產品，也更容易與建筑結合。在市場硅原材料持續緊張的背景下，薄膜太陽電池已成為光伏市場發展的新趨勢和新熱點。”

目前，薄膜太陽能電池主要包括硅基薄膜太陽能電池、碲化鎘薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等。其中以*太陽能公司為代表的碲化鎘薄膜太陽能電池技術zui為常見。

在薄膜太陽能電池市場上，者是美國、日本等國的企業。不過一些中國太陽能電池生產企業在薄膜太陽能電池這一新興領域也不甘落后。

9月9日，位于河北保定的上市公司天威保變發布公告稱，該公司控股子公司天威薄膜將投資30多億元，建設年產15萬千瓦非晶硅薄膜太陽能電池的二期項目。

兩個多月前，天威薄膜年產4.65萬千瓦的非晶硅薄膜太陽能電池生產線已經投產，其初始光電轉換效率在8%左右。

除了天威，百世德太陽能、無錫尚德等企業也已經或即將投產薄膜太陽能電池生產線。不過，這些企業的薄膜太陽能電池生產技術大多從國外進口。

薄膜太陽能電池的前景廣闊，但并不等于沒有風險。

中國電子材料行業協會的李清巖告訴《科學新聞》，由于技術和成本等因素，未來一段時間內，多晶硅仍將持續成為太陽能電池產業的主體。

“目前，薄膜太陽能電池在中國太陽能電池產業中的比重僅占10%左右。未來10年到20年，薄膜太陽能電池也不會占據太陽能電池的主導位置，因為其技術不夠成熟。”他說：“有的薄膜太陽能電池，效率相對晶硅太陽能電池差很多，有一些效率較好的成本又過高。”

三氟化氮之憂

薄膜太陽能電池產業要想在未來的競爭中擊敗多晶硅太陽能電池，還必須直面一個環境難題：薄膜太陽能電池生產過程中釋放的三氟化氮，被認為是一種溫室氣體。

2008年，美國加州大學爾灣分校地球系統科學系的邁克爾·普拉瑟（Michael Prather）及其同事在《地球地理學研究學報》上發布研究論文稱，三氟化氮的溫室效應是二氧化碳的17000倍。在半導體、液晶面板和薄膜太陽能電池生產過程中，都可能釋放三氟化氮。

普拉瑟告訴《科學新聞》，三氟化氮顯著的溫室效應在大氣中能夠存在550年以上，對紅外線的吸收能力也很強。

美國加州大學斯克里普斯海洋研究所雷·魏斯（Ray Weiss）及其研究團隊還發現，三氟化氮在大氣中的濃度由1978年的0.02/萬億上升到了2008年的0.454/萬億。

魏斯稱，雖然目前在人類活動所產生的溫室效應中，二氧化碳占到了60%,三氟化氮只占0.04%，但三氟化氮所占的比例可能會呈指數級增長。

他告訴《科學新聞》：“我們的監測結果表明，大氣中三氟化氮的排放量要比預期的高4到5倍。”

目前，《京都議定書》只涉及到6種氣體：二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫。普拉瑟和魏斯建議，將三氟化氮也列入需要減排的溫室氣體之列。

魏斯說：“我們應該對三氟化氮的減排制訂相應的激勵機制。”

中國氣象局大氣成分觀測服務中心劉煜則表示，三氟化氮所產生的溫室效應的確強于二氧化碳，但目前大氣中三氟化氮的含量并不高。

魏斯也指出，目前三氟化氮的排放量僅占0.04%，它不會成為zui糟糕的溫室氣體。而且，大多數清潔技術的使用，無論是薄膜太陽能電池還是風力發電機，其生產過程都會伴隨溫室氣體的產生，只要它們的使用壽命足以彌補溫室氣體的排放，那么這些新技術還是有益的。

他舉例說：“薄膜太陽能電池板的使用壽命多為數十年，而它們僅僅需要一兩年的時間就可以彌補生產過程中釋放的溫室氣體。”

普拉瑟則表示，半導體、液晶面板和薄膜太陽能電池板還可以考慮替代方案，減少其生產過程中溫室氣體的排放，尤其重要的是，“必須進行公平的評估”。