碲化镉薄膜电池的发展与前景

大方向上碳中和、碳达标、绿色能源等等成了这2年的最热议题，这是自上而下的关乎全球各国以及全人类的议题，这也是我们国家在未来必须要完成的目标。而说到双碳目标，就离不开绿色能源的发展应用，绿色能源的应用就少不了我们熟知的光伏、风电、水电、氢能、核能、生物能等等一切可以减少碳排放、污染排放的新能源。

而光伏能源，是绿色能源中的重要一环，也是应用最为广泛的能源，全球各国发展已经非常成熟。相比欧美日等发达国家，我国的光伏产业开始晚，但是发展比较快，在短短的十几年的时间里，已完成了该领域的起步、奔跑、跨越和摘冠的一系列过程，堪称弯道超车的典范。

现在我国已是全球最大的光伏装机国家，拥有全球最大光伏发电全产业链集群、最大应用市场、最大投资国、最多发明和应用专利和最大产品出口国等一系列桂冠。

目前市场比较常用的分类方式是按照材料分为晶硅组件和薄膜组件，晶硅组件进一步的分为单晶硅 和多晶硅，薄膜组件包括碲化镉（CdTe）、铜铟硒（CIS），铜铟镓硒（CIGS）、砷化镓（GaAs）、铜锌锡硫（CZTS）多种。

光伏晶硅组件中多晶硅组件占主导地位，技术最为成熟。晶硅组件的光电转化率很高，技术发展较为成熟，设备投资较低，国产设备已经可以满足电池片生产线大部分的需求。目前单晶或多晶太阳能电池片制成的，其占据主要市场地位。

而除了多晶硅和单晶硅材料半导体材料可以作为光伏材料以外，其实还有很多比如碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、砷化镓, 铜锌锡硫等薄膜光伏组件形成的光伏市场。

而今天我们谈谈碲化镉薄膜光伏。

如上所述，目前的光伏太阳能发电市场主要是由多晶硅和单晶硅组成，而以碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、砷化镓, 铜锌锡硫等薄膜半导体形成的光伏发电市场还处于初期发展萌芽阶段。还并不被市场主流所熟知。但接下来的BIPV光伏建筑一体化这个赛道给薄膜组件提供发展动机。

首先政策方面，有2个政策推动。

对于光伏建筑一体化BIPV主要是在屋顶和玻璃幕墙上的运用，主要集中在厂房和公共建筑上，目前市场有两大阵营，1个是晶硅产品，1个是薄膜产品。

晶硅产品主要是光伏和屋顶结合的方式，主要龙头是隆基，森特，天合和中信博。屋顶光伏目前发展很快，基本面毋庸置疑，有政策推动和经济推动。

我们主要来说薄膜产品，也就是薄膜发电玻璃，是和玻璃结合一起的，主要用在建筑玻璃幕墙上，薄膜玻璃就是两块玻璃中间夹了个薄膜，这里要注意，这个薄膜是发电的主体，而不是玻璃。

对于薄膜发电玻璃有个重要的知识点就是对比普通的建筑玻璃，薄膜发电玻璃上主要是增加了几个材料，1薄膜、2发电芯片、3电缆、4逆变器、5eva,我们把普通建筑玻璃当成存量市场，这些材料就是增量市场，这个是主要逻辑。再相比于屋顶光伏上又少了支架系统，铝边框和保护玻璃的系统，因为薄膜是被玻璃包起来的，所以不需要这些。

那么我们就来看看薄膜怎么样。

薄膜有好几种材料的技术路线，比如碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、砷化镓, 铜锌锡硫等多种技术路线，最高其中碲化镉薄膜电池组件是商业化最成功的一 种，市占率最高，也是在全球光伏组件出货量占比前十中的唯一一种薄膜电池。2020年全球碲化镉薄膜电池出货量 6.1GW，占薄膜电池总量的 78%。

而领域内像铜铟镓硒薄膜电池，这个材料也是所有技术路线中光电转换率高的，但是因为生产成本较高、工艺未标准化、且铟和镓这两个材料的蕴藏量稀少等问题，基本上目前来看这些是限制了他的发展。市场占有率仅有1%左右，这方面有布局的龙头有汉能集团、凯盛科技、中国神华等。

所以综合从技术层面、能有效落地量产来说，碲化镉薄膜玻璃目前的最佳选择。

首先制造成本低，碲化镉薄膜电池结构简单，转换效率高，碲化镉薄膜电池的理论光电转换效率约为32%（但目前还很低），高于晶硅、砷化镓等其他类型的太阳能电池；另外碲化镉薄膜的温度系数低，温度系数比晶体硅太阳能电池低一半左右，所以更适合于高温、沙漠及潮湿地区等严苛应用环境；最后就是其弱光效应好，无论在清晨、傍晚，还是阴云雨天等弱光环境下都能发电，具有比晶硅电池长得多的发电时间。

目前国内薄膜电池公司中，碲化镉实验室转化效率最高的为凯盛科技集团（未上市）旗下成都中建材，其碲化镉发电玻璃实验室转化效率达 20.2%，接近世界最高水平 First Solar 的 22.1%，但其 15.8%的量产效率与 First Solar 的 19.7%仍有较大差距；国内量产效率最高的为明阳 智能（601615 CH）子公司中山瑞科，其 1200*600 平方毫米标准碲化镉量产组件转化效率 达 16.7%。铜铟镓硒实验室转化效率最高的为汉能（未上市）旗下美国 MiaSole Hi-Tech Corp 和欧洲 Solliance Solar Research 合作研发的新型柔性 CIGS 太阳能电池，其实验室转化效 率达 22.9%，量产效率可达 20.6%；而凯盛科技集团旗下 Avancis 生产的 30x30 平方厘米 CIGS 组件转化效率为 19.6%。

目前市场上碲化镉薄膜玻璃中，美国First Solar薄膜生产企业一家独大，得益于 First Solar 在量产技术上的持续突破（过去十年平均每年组件转化效率提 升 0.5pct 以上），碲化镉成为了当下最主流的薄膜电池。2006 年起碲化镉在薄膜电池中占比超 过 50%，此后呈逐渐上升趋势，2020 年达 78%。

First Solar 凭借其规模及技术优势持续优 化单位制造成本，得以在行业内长期与晶硅抗衡，其碲化镉薄膜电池组件产量占全球 薄膜电池组件总产量 95%以上，也是全球光伏组件出货量前十中的唯一一家薄膜电池企业。

行业发展制约因素

碲化镉技术壁垒较高，沉积方法是核心工艺。碲化镉薄膜电池生产环节中难度较高的有两 个环节，分别是 TCO 玻璃生产和碲化镉沉积。TCO 玻璃生产分为超白浮法玻璃生产和 TCO 镀膜两步，其中 TCO 使用的超白浮法玻璃相比普通建筑用的超白浮法玻璃对透光性要求更高，TCO 镀膜的工艺也存在一定难度，目前具有量产能力的公司仅有日本旭硝子（5201 JP）和国内的金晶科技（600586 CH）等少数几家公司。

而在碲化镉吸收层沉积是碲化镉电池 生产的核心环节，其沉积工艺也是决定最终组件性能的关键。目前碲化镉沉积的主要技术 路线有气相输运沉积（VTD）、常压物理气相沉积（APPVD）、近距离升华法（CSS）和电 沉积法等，其中 VTD 和 CSS 被实践证明最适合于工业化生产。VTD 是 First Solar 的独家 专利技术，CSS 则是公开技术。国内的成都中建材和龙焱能源均采用 CSS 技术，并已开发 了部分自主知识产权技术，实现部分核心设备国产化。

较高的技术壁垒也是造成薄膜电池行业参与公司较少的主要原因之一，First Solar 也凭借着 其独家专利技术在行业内一家独大。近年来国内几家公司通过国外收购与自主研发等路径，已掌握较为成熟的碲化镉薄膜电池生产技术，量产效率也逐渐向世界领先水平靠拢；而上 游优质的国产 TCO 玻璃供应业有望与之形成一定产业链协同效应。

国内公司中，成都中建材/中山瑞科/龙焱能源分别现有 100/100/130MW 碲化镉薄膜电池组 件产能；汉能和凯盛科技集团分别已投产850/300MW 铜铟镓硒薄膜电池组件产能。考虑国内公司产品转换效率目前仍与晶硅差距较大，因此其目标市场以幕墙 BIPV 为主，屋顶 BIPV 为辅。其中，中国建材近年来已连续投资超过百亿建设多个 GW 级薄膜电池基地，产能规 划超过 5GW，龙焱能源也在积极寻找融资伙伴合作建厂。我们认为若 BIPV 需求如期释放，中建材等公司凭借超前的产能布局有望快速抢占市场。

政策利好

2019 年，市场监管总局、住建部、工信部发布《关于印发绿 色建材产品认证实施方案的通知》，提出在政府投资工程、重点工程、市政公用工程、绿 色建筑和生态城区、装配式建筑等项目中率先采用绿色建材。BIPV 项目作为绿色建筑绿 色建材的重要实现方式，有望持续受益于政策的推进。

2020 年，住建部等 7 部委发布《关于印发绿色建筑创建行 动方案的通知》，以 2022 年新建绿色建筑占比 70%为目标，推动星级绿色建筑持续增加，引导政府投资工程率先采用绿色建材，逐步提高城镇新建建筑中绿色建材应用比例。

2021 年 5 月，住建部等 15 部门发布《关于加强县城绿色低碳建设的意见》，要求大力发展绿 色建筑和建筑节能，通过提升新建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建筑一体 化开发等方式，降低传统化石能源在建筑用能中的比例。

2022 年 3 月 11 日住建部发布了《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》。《规 划》指出“十四五”期间绿色建筑行业的总体发展目标是到 2025 年，城镇新建 建筑全面建成绿色建筑，建筑能源利用效率稳步提升，建筑用能结构逐步优化，建筑能耗和碳排放增长趋势得到有效控制，基本形成绿色、低碳、循环的建设发 展方式，为城乡建设领域 2030 年前碳达峰奠定坚实基础。

这一系列的政策可以看出，以绿色建筑建材为主的新局面拉开帷幕，BIPV项目（光伏建筑一体化）作为绿色建筑、绿色建材的重要实现方式，有望持续受益于政策的推进。相比于晶硅组件，碲化镉薄膜组件具有弱光效应好、透光率高、可定制化外观、热斑效 应弱等特点，相比于晶硅组件更适合用于 BIPV，特别是 BIPV 幕墙。

碲化镉薄膜组件相关公司

相比于晶硅组件，薄膜组件市场参与者较少，单个公司的产能体量也较小。薄膜组件中，碲化镉薄膜组件的相关公司主要有四家，First Solar、成都中建材、杭州龙焱科技和广东 中山瑞科。从产能体量上来看，国内的三家公司产能相对较小，仍处于扩张期。First solar 作为全球最大的碲化镉薄膜组件企业，进入行业时间较早，体量相比国内公司，高出一 个数量级。

而成都中建材 2017 年建设了世 界第一条拥有自主知识产权工业 4.0 的年产 100 MW 碲化镉发电玻璃示范生产线，也是世界第一条能够制备大面积碲化镉发电玻璃的生产线，产品单片面积 1.92 平方米，年发 电可达 260 度左右。2021 年 3 月，成都中建材已实现实验室转换效率 20.2%，量产转化 效率 15.8%，为国际领先水平。公司一条 300MW 的碲化镉生产线，一年的产量可以安装 在 200 万平方米的幕墙或者屋顶（折合 1GW 产能对应 666 万平米幕墙需求），发电 3.4 亿度，足够 10 万个家庭使用一年。

而央企中建材除了在碲化镉薄膜领域在成都设立分公司，还相继在湖南株洲（今年已投产）、河北邯郸、江西瑞昌、江苏泰州、黑龙江佳木斯、四 川雅安、山东青岛、甘肃定西、安徽蚌埠等 10 处投资建设碲化镉发电薄膜组件基地，一 期项目产能合计 1.9GW，总体规划 4.9GW，将有望成为仅次于美国第一太阳能的薄膜发 电组件公司。

至此大规模的布局建厂，是否可以说明是碲化镉薄膜的春天即将来临？

而从成都中建材订单的情况来看，预计2022年产能将是去年的3倍，所以整体情况来看，碲化镉薄膜市场呈现上升态势。

综上，对于碲化镉玻璃市场来说，正迎来大的发展机遇，而行业的现有格局，也能看到国资企业在碲化镉技术资源方面的优势，而成都中建材背靠中建材集团，未来发展可想而知。

延伸阅读一

「最美科技工作者」潘锦功和他的光电玻璃梦播报文章

他毅然拒绝国外千万年薪，选择回国创业，研发“发电玻璃”。他的研发让光伏和玻璃来了一场浪漫的邂逅，实现碲化镉发电玻璃“中国智造”。手握34个国家专利，造福国家和人民，他就是潘锦功。

放弃百万年薪回国创业

潘锦功出生在杭州，祖籍四川，毕业于哈尔滨工业大学。1996年在美国新泽西理工大学读博士。

作为一个工科生，潘锦功一直致力于清洁能源发电的研究，当时的院校对碲化镉薄膜太阳能电池的研究还停留在比较难以突破的瓶颈阶段，由于研究成本高昂，这一块的论文及实验一直处在比较空白的阶段。潘锦功认为这项研究有很大的科学价值尚未被发掘，于是他希望建立了碲化镉薄膜太阳能研究中心。“弯道超车，就要走别人没走过的路，这样发展空间才会无限。”固执的潘锦功使出第一个招数：磨。磨到当时的校领导终于被说服，碲化镉薄膜太阳能研究中心建立起来。

成立研究中心难，攻克关键技术问题更难。碲化镉要从研究转向产业化，这是个不可逾越的障碍。功夫不负有心人，潘锦功和团队在国际上首次提出碲化镉薄膜材料多能级多掺杂载流子密度图解法，把铜掺杂背接触、暗电流阻挡材料两个关键问题攻克，并制出样品，转化效率在国际领先。

为了留住“美国碲化镉薄膜技术发展的未来”，美国向潘锦功开出了百万年薪的高薪诱惑。但潘锦功却不为所动，因为他内心早已打定主意，要回到祖国报效国家。

实现碲化镉发电玻璃“中国智造”

2010年，潘锦功回国。回国后的潘锦功一刻都没有休息，在四川成立了自己的太阳能科技公司，自己是又当董事长管理公司，又当科研人员带团研究，目的只有一个，研发出世界第一块“发电玻璃”。

但在企业发展过程中，潘锦功遇到了很多问题。每当回忆起公司前期发展的一点一滴，潘锦功都十分感动，他说：“艰辛都是值得的，科学研究没有捷径可以走。在困难的时候，自己藏起来偷偷地哭，哭完就接着和团队研究，因为眼泪是不会告诉你实验数据的！”

通过不断努力，2017年潘锦功团队研发出全世界最大的单体面积碲化镉发电玻璃。在此之前世界最大的单体发电玻璃面积为0.72平米，潘锦功刷新了这个纪录，他将世界最大单体发电玻璃的面积提升到1.92平米，实现了碲化镉发电玻璃的“中国智造”。

这种发电玻璃只是在普通的玻璃上涂抹4微米厚的碲化镉光电薄膜，就可以为一个普通家庭，一年提供260度到270度左右的电。他研究的单体电池发电转化率已经达到了17.8％，且只要55秒就可以生产完成一块碲化镉太阳能电池。这项研究成果一举获得34项专利，其中19项发明专利完全是属于中国自主的核心技术专利。

潘锦功说，这些技术专利是属于中国的，它可以为全世界带来福利，但它必须是从中国走出去的。

带领团队赶超世界一流水平

2020年，潘锦功团队产学研究成果“年产100兆瓦碲化镉薄膜发电玻璃BIPV生产线”在江西九江瑞昌市落地，是全球第一条光伏建筑一体化碲化镉薄膜发电玻璃生产线，解决了高纯光电材料合成、镀膜、热处理、封装等方面的“卡脖子技术”难题，且达到“研发技术水平国际领先、产品及色彩种类全球领先、填补江西省BIPV弱光发电玻璃技术 空白”，是半导体材料应用领域的一场技术革命，打破了西方的技术封锁，使中国从建筑玻璃大国提升为电子玻璃强国，引领了碲化镉产业界一个新的世界技术潮流。

截至目前，潘锦功团队以中国建材集团为平台支撑，依托凯盛科技集团的新能源产业支持，完全实现了碲化镉产业项目的知识产权自主研发，自我保护，先后成立了德国、美国、成都、蚌埠新能源研究技术中心或实验室，已经发表论文200多篇，申请发明专利202项，已授权70项，参与标准制（修）定共15项，承担国家和省市区科研项目25项。

回望来时路，潘锦功说：“感谢国家，给了我们报国的机会；感谢时代，把机会给了愿意坚持的我们。”如今，他并没有安于现状，而是不断开拓进取，他想要研发太阳能汽车，从源头解决我国资源紧张和环境问题。

前言-越像玻璃的宝石越值钱。

碲化镉薄膜电池只有3微米，在效率方面目前来说是比不上光伏板的，但是他的优势也是相当明显的，他太薄了。

BIPV是指太阳能光伏建筑一体化，碲化镉薄膜电池由于厚度小，可以与建筑材料结合，可以说在未来碲化镉薄膜电池在这一领域可以说是拥有莫大的优势。

未来，光伏的安装不在局限于废弃的煤坑、鱼塘、海洋和村庄屋顶。相当于是在墙面上涂了一层漆一样，城市的高楼也将是分布式光伏安装的一点。新能源汽车的逐渐发展，车的漆层也会成为光伏发电项目的一部分。如果是野外旅游，甚至可以有光伏发电帐篷可以使用，让你在荒无人烟之地，也可上网冲浪。暴露于太阳下艺术雕塑、公园的假山、栏杆，啊~，多，太多了，太多的地方可以应用了，这就是科技进步的力量吧。薄膜光伏两起两落，或将回归平稳！

延伸阅读二

薄膜份额两起两落，BIPV或驱动新一轮扩张

薄膜太阳能电池(以下简称薄膜电池)是晶硅电池之后的第二代太阳能电池，起源于上世纪70年代，其在全球光伏电池出货量中占比最高曾达30%以上，是光伏发展历史中具有浓墨重彩的一部分。薄膜电池按材料种类不同可分为硅基(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)、砷化镓(GaAs)薄膜电池等，其中碲化镉薄膜电池组件是商业化最成功的一种，也是在全球光伏组件出货量占比前十中的唯一一种薄膜电池。

市场份额两起两落，整体受晶硅持续压制。根据FraunhoferISE的数据统计，我们认为薄膜电池在全球光伏市场上的份额经历了四轮较大的周期：

1)1980-1989年，硅基薄膜电池的兴起带动薄膜电池市场份额快速提升;

2)1990-2003年，硅基薄膜电池由于效率过低发展受限，市场份额持续下滑;

3)2004-2009年，美国FirstSolar(FSLRUS)实现碲化镉低成本量产，薄膜电池市场份额有所回升;

4)2010至今，随着中国光伏企业的晶硅成本快速下降且效率大幅领先，薄膜电池失去低成本优势，市场份额被不断压缩。

在这四轮周期中，薄膜电池的市场份额最高曾达到30%以上，而2020年已降至5%左右，2021年预计仍将进一步下降。在薄膜电池中，起初由硅基薄膜电池占据主导地位，在FirstSolar开始大规模量产后碲化镉的出货量及占比快速提升，2020年全球碲化镉薄膜电池出货量6.1GW，占薄膜电池总量的78%。

薄膜电池具有更高的理论转化效率，但目前实验和量产最高效率低于晶硅。以碲化镉为例，由于其具有远超晶硅的吸光能力，且由于碲化镉薄膜具有一个约1.5eV的直接带隙，其光谱响应与太阳光谱的更加匹配，根据《CdTe-basedThinFilmSolarCells:Past,PresentandFuture》，其理论最高转化效率可达32%，比晶硅电池高3pct左右。

然而，目前碲化镉薄膜电池的实验室和量产最高转化效率分别为22.1%和19.7%(均由FirstSolar创造);而作为对比，晶硅电池的转化效率则在始终高于碲化镉的基础上仍在持续提升，目前实验室最高效率已达27.6%，量产效率上晶科能源(688223CH)的TOPCon电池量产转化效率已超过24.5%。其他薄膜电池中，当前实验室最高转化效率为CIGS的23.4%(由SolarFrontier创造)，与晶硅电池的效率同样有不小差距。

碲化镉是商业化最成功的薄膜电池

FirstSolar一家独大，引领行业艰难中前进。虽然碲化镉的转化效率并不是薄膜电池中最高的，但得益于FirstSolar在量产技术上的持续突破(过去十年平均每年组件转化效率提升0.5pct以上)，碲化镉成为了最主流的薄膜电池。

2006年起碲化镉在薄膜电池中占比超过50%，此后呈逐渐上升趋势，2020年达78%。FirstSolar凭借其规模及技术优势持续优化单位制造成本，因此得以在行业内长期与晶硅抗衡，其碲化镉薄膜电池组件产量占全球薄膜电池组件总产量95%以上，也是全球光伏组件出货量前十中的唯一一家薄膜电池企业。

近年来全球光伏市场火热，FirstSolar也接连宣布扩产计划，预计到2023产能将增长至14.5GW，其碲化镉组件产量和全球市占率也自2017年开始持续回升，2021年分别达7.9GW和4%，带动薄膜电池组件的全球市场份额触底反弹。

碲化镉薄膜电池的基本结构由五个部分组成，包括玻璃衬底(入射太阳光)、起到透光和导电作用的TCO层(前部接触层)、n型窗口层(形成异质结)、p型吸收层(CdTe)、背接触层和背电极(降低CdTe与金属电极接触势垒并连接外电路)。

近年来，碲化镉薄膜电池转化效率的由此前的16.7%大幅提升至22.1%主要得益于两项应用创新，一是在吸收层中引入了1，使吸收层的带隙缩小至1.4eV，因此可以吸收更多的低能光子;二是将窗口层中的CdS替换成了MgZnO，降低了载流子损耗。

掺杂或为未来提升转化效率的方向。目前限制碲化镉提升效率的主要因素在于CdTe的带隙使得其开路电压无法达到最佳范围(900mV以内)，而开路电压主要取决于少数载流子(少子)造成的载流子复合，可以通过掺杂其他物质进行改变。增加掺杂的浓度，可以减少平衡时少子的浓度从而降低开路电压;但另一方面，增加掺杂的浓度会减少少子的扩散长度，即减少其寿命，且不利于载流子的收集。因此，掺杂是目前碲化镉薄膜电池研究中的难点，也是提升其效率的关键因素之一。

碲化镉技术壁垒较高，沉积方法是核心工艺。碲化镉薄膜电池生产环节中难度较高的有两个环节，分别是TCO玻璃生产和碲化镉沉积。TCO玻璃生产分为超白浮法玻璃生产和TCO镀膜两步，其中TCO使用的超白浮法玻璃相比普通建筑用的超白浮法玻璃对透光性要求更高，TCO镀膜的工艺也存在一定难度，目前具有量产能力的公司仅有日本旭硝子、板硝子和国内的金晶科技等少数几家公司。

而在碲化镉吸收层沉积是碲化镉电池生产的核心环节，其沉积工艺也是决定最终组件性能的关键。目前碲化镉沉积的主要技术路线有气相输运沉积(VTD)、常压物理气相沉积(APPVD)、近距离升华法(CSS)和电沉积法等，其中VTD和CSS被实践证明最适合于工业化生产。VTD是FirstSolar的独家专利技术，CSS则是公开技术。国内龙焱能源均采用CSS技术，并已开发了部分自主知识产权技术，实现部分核心设备国产化。

较高的技术壁垒也是造成薄膜电池行业参与公司较少的主要原因之一，FirstSolar也凭借着其独家专利技术在行业内一家独大。近年来国内几家公司通过国外收购与自主研发等路径，已掌握较为成熟的碲化镉薄膜电池生产技术，量产效率也逐渐向世界领先水平靠拢;而上游优质的国产TCO玻璃供应业有望与之形成一定产业链协同效应。

建筑光伏齐发力，BIPV竞品仍需验证

晶硅龙头相继入局，薄膜竞争力尚待验证。2021年7月，晶科能源发布了其以晶硅组件为主体的透光/全黑/彩色幕墙BIPV产品，转化效率可达20.4%;隆基股份(601012CH)亦发布了其光伏幕墙产品“隆锦”。我们可以看到头部晶硅组件厂商已开始积极布局幕墙BIPV产品，他们作为行业龙头在规模、渠道等方面具有明显优势，而在技术上晶硅路线的效率也是一直领先于薄膜路线。

我们仍以前文BIPV模型为基础，将其中的碲化镉薄膜组件替换成转化效率为20%的晶硅组件，衰减率按单晶硅第一年3%，由于晶硅的弱光性弱于碲化镉，我们假设其发电效率为薄膜组件的60%-90%。考虑到晶硅组件价格相对稳定且透明(以1.85元/W为参考)，我们通过调整薄膜组件价格及晶硅发电效率两个参数，观察到在当前价格下，晶硅发电效率为薄膜的60%左右时两者才具有相同的经济性;当晶硅发电效率为薄膜的90%时，薄膜的价格需要比晶硅便宜23.7%(即薄膜价格为290元/平)时两者才具有相同的经济性。

薄膜龙头超前布局产能，静待需求释放。规模化生产及持续的降本增效一直是光伏组件领域竞争的关键，目前全球具有GW级以上产能的薄膜电池组件公司仅有FirstSolar和日本的SolarFrontier(未上市)两家，其中FirstSolar以7.9GW(截至2021年底)的碲化镉薄膜电池组件产能产能遥遥领先于其他公司;而受于竞争压力，SolarFrontier已于2021年10月宣布将于2022年6月停止其铜铟镓硒薄膜电池的生产。FirstSolar在其2021年年报中表示将继续扩大其产能，到2023年有望新增6.6GW，体现出其对光伏产业的持续看好以及对自身技术的强大信心。

国内公司中，成都中建材/中山瑞科/龙焱能源分别现有100/100/130MW碲化镉薄膜电池组件产能。考虑国内公司产品转换效率目前仍与晶硅差距较大，因此其目标市场以幕墙BIPV为主，屋顶BIPV为辅。其中，中国建材近年来已连续投资超过百亿建设多个GW级薄膜电池基地，产能规划超过5GW，龙焱能源也在积极寻找融资伙伴合作建厂。

时过境迁，现在有何不同?

目前全球碲化镉薄膜电池组件的主要应用市场仍为集中式光伏电站，FirstSolar通过不断提升的组件效率及规模化生产带来的低成本优势得以与晶硅的竞争;其他薄膜电池公司在效率差距较大的情况下亦未能实现量产，因此发展较为困难。然而，随着我国建筑节能率的提升以及超低能耗/零碳建筑的兴起，分布式光伏迎来蓬勃发展期，建筑光伏一体化(BIPV)也有望为薄膜电池带来发展新机遇。

2011年汉能薄膜太阳能电池制造基地正式投产，此后多年内又相继投产多个薄膜电池生产基地成为全球最大的薄膜太阳能企业，一度掀起了国内薄膜电池的投资热潮。然而，由于产品竞争力、需求等不及预期，不仅汉能面临破产危机，许多已开工的薄膜电池项目也步入停摆或终止状态。如今随着BIPV风口来袭，薄膜电池再次受到广泛关注，我们回顾行业最近几年发生的变化，总结有如下几点不同之处。

(1)政策支持力度加大，需求有望加快放量。2018年5月，发改委、财政部、国家能源局联合印发《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，提出优化光伏发电新增建设规模、加快光伏发电补贴退坡，给我国光伏行业带来“急刹车”。受此影响，深赛格(000058CH)和凯龙股份(002783CH)接连公告暂停其碲化镉薄膜电池组件项目。我们在前文的测算中提到，薄膜电池BIPV的经济性仍较弱，其发展对政策扶持的依赖程度较大。

而自2020年9月我国明确提出双碳目标以来，BIPV和绿色建筑相关政策如雨后春笋般接踵而至，光伏行业发展再次进入新的阶段。2020年10月，中国光伏行业协会标准化技术委员会BIPV标准工作组正式成立;今年两会上，全国人大代表彭寿建议修订与完善BIPV标准，加速制定出台发电玻璃等新型光伏材料与建筑材料集成的光电建筑构件标准。我们认为BIPV行业标准体系有望逐步建立，推动行业向规范化、规模化、高质量发展。

建筑节能标准的提升是强制性文件，目前建筑节能降碳的措施已基本采用，建筑光伏是既能提升发电增益，也是降低综合能耗的重要举措。结合前文的经济性来看，目前北京、南京、广州、西安等城市有专门的BIPV补贴政策，补贴标准由0.3-0.5元/kW不等，我们认为这些发达城市高端建筑需求旺盛，加上相关政策支持，有望率先成为BIPV的突破口。

(2)量产效率上台阶，降本空间可期待。国内薄膜电池组件缺乏竞争力的核心原因是转化效率较低而成本较高，且关键生产设备受国外垄断。2018年之前，国内碲化镉薄膜电池代表公司龙焱能源的量产转化效率仅为13%，而FirstSolar及主流晶硅组件已可达18%以上。近年来，国内公司通过加大力度自主研发以及组件国际化团队等方式在技术上取得突破，量产转化效率持续提升至16%以上，缩小了与领先水平的差距。

以FirstSolar为参考，其产能由75MW提升至1GW以上时，单位成本由1.23美元/W下降至0.87美元/W，降幅29%;由1.2GW提升至3GW以上时，单位成本由0.87美元/W下降至0.42美元/W，降幅达52%;由3.8GW提升6.3GW时，单位成本下降至0.2美元左右，再次减半。虽然单位成本同样还受技术、产品尺寸、原材料等多方面影响，但我们认为由规模带来的降本空间仍值得期待。

(3)跨产业深入合作，BIPV进入项目落地阶段。我们认为BIPV或沿着“试点-落地-推广”的进程发展，过去几年内我们可以看到有国家电投总部大楼智慧能源项目、北京冬奥会国家速滑馆项目等多个具有代表性的示范项目顺利完成，充分说明了薄膜电池组件BIPV的可行性和实用性。我们认为频繁的战略合作布局说明了产业链多方合力推动BIPV的决心，BIPV项目有望步入实际性的落地阶段。从订单上，江河集团2022年以来合计公告中标超过5亿元的光伏幕墙订单，也进一步验证了行业发展的趋势

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