商用薄膜电池的发展历程在历史上经历了几轮周期。1980 年代由于硅基薄膜电池的兴起带动薄膜电池市场份额一度超过 30%,但随着硅基薄膜遇到瓶颈,1990 年代里薄膜电池的总体份额持续滑落,2004 年之后 First Solar 推动 CdTe 电池快速产业化,将市场份额再度推升至 15%以上,随后由于多晶硅价格的崩盘大幅降低晶硅电池成本,近年来薄膜电池的份额再度萎缩。
增长更快的是 CdTe 电池。2004 年 First Solar 实现了低成本 CdTe 电池的量产,开启了快速扩张的步伐,到 2008 年 CdTe 电池的产量已超过 500MW,成为产量最大的薄膜电池技术,其中 First Solar 一家的产量占总产量的 99%以上。由于当时多晶硅价格仍处在创纪录的高位,CdTe 电池的成本优势突出,First solar 快速扩张产能,2009 年产量达到 1.1GW,成为当年的电池产量冠军,全球市占率高达 12%。在 CdTe 的带动下,CI(G)S 也成为了薄膜产业化的热点,但由于组分过于复杂,尽管 CIGS 取得了很高的实验室转换效率,但产业化进程始终不顺,产量迟迟未能突破。
2009 年薄膜电池的份额达到新千年的顶峰,随后开始逐步下降,根据下降原因不同又分为 2 个阶段:2010 和 2011 年为第一阶段,期间市场份额的下滑主要源自薄膜电池产量增加的速度落后于光伏市场的总体增速,由于非晶硅电池遭遇瓶颈,CIGS 未能实现量产,在此期间产量的增加主要来自 First Solar,2011 年 First Solar 的电池产量较 2009 年增加近 1 倍,但当年全球光伏总装机量达到 30GW,较 2009 年增加近 4 倍,因此薄膜电池份额反而有所下降;2012 年之后为第二阶段,这期间份额的下降是由于薄膜电池成本优势丧失,First Solar 在 2012 年之前其电池成本大幅低于晶硅电池,毛利率持续在高位,但随着多晶硅价格在 2012 年历史性地跌到 20 美元/kg 以下,晶硅电池的成本一年内下降了 40%,导致 First Solar 丧失了成本优势,随后几年公司将业务重心转向 EPC,产能扩张停滞,因此薄膜电池的市场份额逐渐萎缩至 5%以下。
我们认为薄膜电池的市场份额有望触底反弹,反弹的主要动力来自 CdTe 电池开启新一轮产能扩张。由于成本降速低于晶硅电池,从 2012 年起,First Solar 的电池产量就维持在 2GW 左右,几乎没有增长,但随着新的 S6 大型组件的推出,CdTe 电池的成本有望降至 20 美分/W 以下,重新夺回成本优势,因此 First Solar 重启扩张脚步。据披露,2018-2020 年 First Solar 的出货量预计分别为 2.7/5.6/8GW,薄膜电池的份额有望止跌反弹。此外,近年来钙钛矿电池快速兴起,有望在 3-5年内实现产业化,成为推动薄膜电池份额提升的新动力。
来源:未来智库;东方证券
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