21世紀(jì)初之前，太陽(yáng)能電池主要以硅系太陽(yáng)能電池為主，超過(guò)89%的光伏市場(chǎng)由硅系列太陽(yáng)能電池所占領(lǐng)，但自2003年以來(lái)，晶體硅太陽(yáng)能電池的主要原料多晶硅價(jià)格快速上漲，因此，業(yè)內(nèi)人士自熱而然將目光轉(zhuǎn)向了成本較低的薄膜電池。薄膜太陽(yáng)電池可以使用在價(jià)格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金屬片等不同材料當(dāng)基板來(lái)制造，形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度僅需數(shù)μm。隨著技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)化率也在不斷提升，薄膜電池太陽(yáng)電池除了平面之外，也因?yàn)榫哂锌扇嵝�，可以制作成非平面�?gòu)造其應(yīng)用范圍大，可與建筑物結(jié)合或是變成建筑體的一部份，應(yīng)用非常廣泛。

2015年全球薄膜太陽(yáng)能電池的產(chǎn)能約為9.3GW，產(chǎn)量約為4.4GW。從產(chǎn)品類型來(lái)看，2015年碲化鎘薄膜電池的產(chǎn)量約為2.5GW，占比為56.8%；銅銦鎵硒薄膜電池的產(chǎn)量約為1.3GW，占比為29.6%，硅基薄膜電池的產(chǎn)量約為600MW，占比為13.6%。有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2018年全球薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)量達(dá)到7.5GW，其中，碲化鎘4.9GW，銅銦鎵硒1.8GW。中國(guó)薄膜電池起步稍晚，產(chǎn)量不大，2013-2017年產(chǎn)量分別為：260MW、300MW、458MW、562MW、680MW。

現(xiàn)今眾多薄膜太陽(yáng)能電池中銅銦鎵硒、碲化鎘電池更受到市場(chǎng)的青睞，此外還有砷化鎵電池，與其他薄膜電池相比有著最高的轉(zhuǎn)化率，由于成本高使其只能在軍事，太空等不計(jì)成本的領(lǐng)域中被更多應(yīng)用。砷化鎵電池價(jià)格昂貴，且砷是有毒元素，所以極少在地面應(yīng)用，商業(yè)化生產(chǎn)的可能性不大。

銅銦鎵硒

銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特點(diǎn)，光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽(yáng)能電池之首，接近晶體硅太陽(yáng)電池，而成本則是晶體硅電池的三分之一，被國(guó)際上稱為“下一時(shí)代非常有前途的新型薄膜太陽(yáng)電池”。此外，該電池具有柔和、均勻的黑色外觀，是對(duì)外觀有較高要求場(chǎng)所的理想選擇，如大型建筑物的玻璃幕墻等，在現(xiàn)代化高層建筑等領(lǐng)域有很大市場(chǎng)。同時(shí)，在瓦片、戶外遮陽(yáng)傘、書包、汽車、自行車、快遞車、衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)等小型化、模塊化電池以及個(gè)人穿戴設(shè)備中嶄露頭角。

目前，全球銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池的產(chǎn)量為2GW左右。未來(lái)五年(2017-2021)年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為16.15%，2021年全球CIGS薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)量將達(dá)到3.13GW。

全球CIGS薄膜太陽(yáng)能生產(chǎn)企業(yè)代表為日本的Solar Frontier，擁有1.1GW產(chǎn)能，累計(jì)出貨量超過(guò)4GW。國(guó)內(nèi)起步稍晚，代表企業(yè)是漢能和中建材旗下的凱盛。

在銅銦鎵硒技術(shù)路線方面，目前漢能的玻璃基大面積銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能組件轉(zhuǎn)換率達(dá)到18.7%;柔性銅銦鎵硒(CIGS)冠軍組件光電轉(zhuǎn)換率達(dá)到17.88%，均為目前全球領(lǐng)先水平。而在砷化鎵技術(shù)上，AltaDevices砷化鎵(GaAs)高效薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)具有高效率、低成本、發(fā)電性能優(yōu)異等特點(diǎn)，且產(chǎn)品輕質(zhì)柔性，可完美地應(yīng)用于移動(dòng)電源系統(tǒng)，其自主開發(fā)的快速生長(zhǎng)技術(shù)和大面積外延剝離技術(shù)，使其具有很大的降低成本的潛力，并適合規(guī)�；�生產(chǎn)。目前為止，漢能依然保持著GaAs單結(jié)電池轉(zhuǎn)化率28.9%、雙結(jié)電池效率31.6%和單結(jié)電池組件轉(zhuǎn)化率25.1%的世界紀(jì)錄。

漢能2009年正式進(jìn)入薄膜太陽(yáng)能領(lǐng)域，涵蓋了銅銦鎵硒(CIGS)和砷化鎵(GaAs)兩條主流技術(shù)路線。先后將Solibro、MiaSolé、GlobalSolarEnergy、AltaDevices，4家擁有領(lǐng)先薄膜太陽(yáng)技術(shù)的海外公司都被漢能收入麾下。迅速占領(lǐng)了薄膜太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。通過(guò)針對(duì)這些領(lǐng)先技術(shù)的一系列整合，漢能迅速打開了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、積極協(xié)同、有效合作的局面，屢破紀(jì)錄，專利數(shù)節(jié)節(jié)攀升。核心裝備的設(shè)計(jì)和制造也逐步從海外轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi)，裝備國(guó)產(chǎn)化、團(tuán)隊(duì)本地化取得快速進(jìn)展，量產(chǎn)裝備整機(jī)國(guó)產(chǎn)化率已接近100%，目前擁有3GW產(chǎn)能，全球共簽訂10GW光伏電站協(xié)議。

碲化鎘

在薄膜太陽(yáng)能領(lǐng)域中，除了銅銦鎵硒，碲化鎘電池也備受關(guān)注，經(jīng)歷了十多年的發(fā)展，碲化鎘光伏電池組件證明效率較高，性能穩(wěn)定，已被市場(chǎng)接受，目前全球已建成的十幾個(gè)光伏電站，其中6個(gè)電站且包括3個(gè)最大的電站均采用碲化鎘組件，碲化鎘電池組件除了用于大型電站，已開始逐步進(jìn)入民用供電，如企業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校等。

目前是盈利穩(wěn)居光伏行業(yè)第一的美國(guó)第一太陽(yáng)能公司創(chuàng)造的22.1%。產(chǎn)品化組件轉(zhuǎn)換效率為17.0-18.2%。隨著技術(shù)的進(jìn)步轉(zhuǎn)化率依然有提升潛能，目前第一太陽(yáng)能公司全年出貨量為2.6GW-2.7GW。此外公司積極推進(jìn)Series 6產(chǎn)接手Series 4市場(chǎng)需求，與4系產(chǎn)品相比，6系產(chǎn)品有著更大的面積，單位輸出功率提高的同時(shí)碲化鎘的用量在下降，實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn)后成本可降至0.25-0.28美元/W。在2018年底前，公司可實(shí)現(xiàn)約1GW的Series 6產(chǎn)能。預(yù)計(jì)2018年第一太陽(yáng)能公司總產(chǎn)能預(yù)計(jì)達(dá)到3.5GW，2019年預(yù)計(jì)達(dá)到4GW。

中國(guó)國(guó)內(nèi)最大碲化鎘薄膜電池的生產(chǎn)企業(yè)是成都中建材，目前擁有100MW產(chǎn)能的生產(chǎn)線，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率17.8%，小組件轉(zhuǎn)化效率14.5%，為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，和國(guó)際先進(jìn)企業(yè)相比還有一定差距。

2017年年底，日本CIGS電池廠商Solar Frontier宣布，日前通過(guò)濺射和硒化工藝，再次刷新了無(wú)鎘CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄，使其實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了22.9%。通過(guò)資產(chǎn)優(yōu)化積極搶奪全球市場(chǎng)。碲化鎘電池巨頭第一太陽(yáng)能也通過(guò)調(diào)整產(chǎn)品規(guī)格較低材料用量的方法降低產(chǎn)品成本。由此看來(lái)，雖然我國(guó)CIGS光伏企業(yè)已經(jīng)躋身世界前列但現(xiàn)在還遠(yuǎn)不到志得意滿的時(shí)候，在國(guó)際光伏行業(yè)的舞臺(tái)上，唯有不斷技術(shù)創(chuàng)新，才能使自己屹立于行業(yè)潮頭。

撰寫：安泰科 孫旭