上海交通大学5兆瓦/25兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 2.1.3替代产品 产品差异性第二代薄膜电池相对第一代晶体硅电池有着相当的优势: ■更少的原材料成本晶体硅需要180-280微米厚的硅片作为原材料,价格高昂,而薄膜的 厚度仅为0.5到2微米。双结非晶硅-微晶硅的成本是$1.5/W,而晶体硅的是$3.6/W。这 为平价上网和大规模太阳能电站提供了很好的解决方案 晶体硅 S/W Sihcl3 0.7 设备折旧 0.37 多晶硅 0.7 导电玻璃 0.28 Wafer 1.3 清洁气体 0.21 电池片 设备维护 0.17 组件 0.7 其它 0.45 总成本 3.6 总成本 价格4.2价格2.6 薄膜电池耗用原材料非常少,有更好的利润。 ■更短的能源回收期薄膜电池的生产用耗电量是晶体硅的7-8%,有非常短的能源回收 期。这就是为什幺赛维和尚德分别选择苏州和上海作为其生产基地。每瓦晶体硅的生产会 耗用25度电力,而使用寿命20年中能够发电50度,仅为生产耗电量的2倍。国内电力 70%靠火力发电,所以第一代晶体硅的生产企业实际上是把国内的煤炭提炼出口 每瓦生产耗用电能/度 能源回收期/年 薄膜 0.76 晶体硅 25 10 晶体硅的耗电量是薄膜的12倍。 ■回避了难度非常大的西门子法薄膜的主要原料是硅烷。在玻璃上用硅烷镀膜,这就避 免了价格昂贵而且技术难度较大的西门子法。这是薄膜太阳能电池降低成本的根本原 因 ■更适合量产用PECⅦD方法在玻璃上镀非晶硅薄膜,和液晶工艺非常相似,更加自动化, 效率更高 独特的玻璃幕墙应用BIPV从长远来看,轻质、柔性、透明的薄膜电池将会应用在摩天 大楼的窗面上,在减少温室效应的同时,为建筑发送电能 第17页
上海交通大学 5 兆瓦/25 兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 第 17 页 2.1.3 替代产品 产品差异性 第二代薄膜电池相对第一代晶体硅电池有着相当的优势： ◼ 更少的原材料成本 晶体硅需要 180-280 微米厚的硅片作为原材料，价格高昂，而薄膜的 厚度仅为 0.5 到 2 微米。双结非晶硅-微晶硅的成本是$1.5/W，而晶体硅的是$3.6/W。这 为平价上网和大规模太阳能电站提供了很好的解决方案。 晶体硅 $/W 薄膜 $/W SiHCl3 0.7 设备折旧 0.37 多晶硅 0.7 导电玻璃 0.28 Wafer 1.3 清洁气体 0.21 电池片 0.3 设备维护 0.17 组件 0.7 其它 0.45 总成本 3.6 总成本 1.5 价格 4.2 价格 2.6 薄膜电池耗用原材料非常少，有更好的利润。 ◼ 更短的能源回收期 薄膜电池的生产用耗电量是晶体硅的 7-8%，有非常短的能源回收 期。这就是为什幺赛维和尚德分别选择苏州和上海作为其生产基地。每瓦晶体硅的生产会 耗用 25 度电力，而使用寿命 20 年中能够发电 50 度，仅为生产耗电量的 2 倍。国内电力 70%靠火力发电，所以第一代晶体硅的生产企业实际上是把国内的煤炭提炼出口。 每瓦生产耗用电能/度 能源回收期/年 薄膜 1.9 0.76 晶体硅 25 10 晶体硅的耗电量是薄膜的 12 倍。 ◼ 回避了难度非常大的西门子法 薄膜的主要原料是硅烷。在玻璃上用硅烷镀膜，这就避 免了价格昂贵而且技术难度较大的西门子法。这是薄膜太阳能电池降低成本的根本原 因。 ◼ 更适合量产 用 PECVD 方法在玻璃上镀非晶硅薄膜，和液晶工艺非常相似，更加自动化， 效率更高。 ◼ 独特的玻璃幕墙应用 BIPV 从长远来看，轻质、柔性、透明的薄膜电池将会应用在摩天 大楼的窗面上，在减少温室效应的同时，为建筑发送电能
上海交通大学5兆瓦/25兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 BIPV玻璃幕墙虽然现在成本较高,但最终是一个发展趋势 更好地适应极端气候薄膜有更好的耐高温性。在高温高湿的环境下,晶体硅的性能会 大打折扣,其承受的极限温度仅为25℃,而薄膜的性能要远好于晶体硅。所以,最近 中东各国对薄膜电池青睐有佳,在沙漠中做大型电站,土地成本几乎为零,光照也充足 很容易实现平价上网 Better performance under high temperature F Source: Asian Institute of Technology. 1999 非晶硅薄膜电池的耐高温性使其更适合热带和亚热带地区的评价上网趋势 更好的弱光性晶体硅电池仅能够在早晨9点开始工作,并且只能铺设在向南的屋顶上 而薄膜能够在7点就开始工作,且可以铺设在东西两侧的屋顶上。这样将大大弥补薄膜电 池转换效率偏低的不足 第18页
上海交通大学 5 兆瓦/25 兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 第 18 页 BIPV 玻璃幕墙虽然现在成本较高，但最终是一个发展趋势 ◼ 更好地适应极端气候 薄膜有更好的耐高温性。在高温高湿的环境下，晶体硅的性能会 大打折扣，其承受的极限温度仅为 25℃，而薄膜的性能要远好于晶体硅。所以，最近 中东各国对薄膜电池青睐有佳，在沙漠中做大型电站，土地成本几乎为零，光照也充足， 很容易实现平价上网。 非晶硅薄膜电池的耐高温性使其更适合热带和亚热带地区的评价上网趋势 ◼ 更好的弱光性 晶体硅电池仅能够在早晨 9 点开始工作，并且只能铺设在向南的屋顶上， 而薄膜能够在 7 点就开始工作，且可以铺设在东西两侧的屋顶上。这样将大大弥补薄膜电 池转换效率偏低的不足
上海交通大学5兆瓦/25兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 More sensitive to light intensity a-si has 8-10 higger yearlong production a-si/c-si a-si/c-si a-si/c-si 1c-si ifc-si Uc-si ic-si 8:00 10:00 14:00 16:00 18:00 非晶硅薄膜在早晨和黄昏的弱光优势弥补了转换效率不足的缺陷 更宽的光谱接受范围非晶硅-微晶硅薄膜电池的光谱吸收范围包括可见光和红外光,有 效地提高了转化率。 uC-si a-Si: H uC-SI: H 805406207007808609401020mm 非晶硅 非微晶 ←可见光→近红外 单节 双节 非晶 提高50%转换效率 非微晶双节 由于非晶硅-微晶硅薄膜能够吸收近红外光,转化效率比单节a-Si高50% 第19页
上海交通大学 5 兆瓦/25 兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 第 19 页 非晶硅薄膜在早晨和黄昏的弱光优势弥补了转换效率不足的缺陷 ◼ 更宽的光谱接受范围 非晶硅-微晶硅薄膜电池的光谱吸收范围包括可见光和红外光，有 效地提高了转化率。 由于非晶硅-微晶硅薄膜能够吸收近红外光，转化效率比单节 a-Si 高 50%
上海交通大学5兆瓦/25兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 市场份额 日晶体硅 ■薄膜 100% 2007200820092010201120122013 由于第二代薄膜电池的独特优势,其光伏市场份额占有量将会显着增长。 来源: NanoMarket 替代产品的相对价格表现骗%转换效率的薄膜电池售价$2.6/w,而晶体硅为$4.2/W。薄膜有着 绝对的价格优势 2.1.4潜在竞争者 学习曲线作为新型高科技产业,技术是光伏企业的核心。需要高学历和较高的专业背景。 资本需求60%的成本是设备,初期投资额较高,资本性支出较高,而运营资本较晶体硅低很 多 投资额/万美金 2007-2009的全球薄膜项目 百世德1GW ■应用材料 欧瑞康 1000 新奥0.5GW ■爱发科 ■ Xsunx ■大地 00 思博露/北 0 产能/兆瓦1000 投资额和产能成正比关系 参见附录3 第20页
上海交通大学 5 兆瓦/25 兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 第 20 页 由于第二代薄膜电池的独特优势，其光伏市场份额占有量将会显着增长。 来源: NanoMarket 替代产品的相对价格表现 9%转换效率的薄膜电池售价$2.6/W,而晶体硅为$4.2/W。薄膜有着 绝对的价格优势。 2.1.4 潜在竞争者 学习曲线 作为新型高科技产业，技术是光伏企业的核心。需要高学历和较高的专业背景。 资本需求 60%的成本是设备，初期投资额较高，资本性支出较高，而运营资本较晶体硅低很 多。 投资额和产能成正比关系 参见附录 3 市场份额 100% 80% 60% 40% 20% 0% 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 晶体硅 薄膜 新奥 0.5GW 百世德 1GW 投资额/百万美金 2007-2009的全球薄膜项目 应用材料 欧 瑞 康 爱发科 XsunX EPV 大 地 NanoPV Energo Solar 思博露/北仪
上海交通大学5兆瓦/25兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 转换成本相对较高。甚至对晶体硅企业,要转做薄膜,也是从一样的起点开始,因为工艺 和设备完全不同。 2.1.5现有竞争者 行业增长欧瑞康预测到2015年薄膜的复合增长率为75%。而根据 NanoMarket的预测,购 买需求将从2007年的0.7GW增长到2015年的26W。 口晶体硅/GW ■薄膜/GW 日总体光伏市场/GW 70 50 10 a I 0 2006200720082009201020112012201320142015 本项目组预测的市场增长率 来源: NanoMarket Installed solar cell Maufactunng capacity 2006-2015cAGR Thin film 75% Crystalline 50% Total 54% 口 Crystalline Silicon■ Thin Film 德意志银行和欧瑞康较激进地预测薄膜年复合增长率为75% 第21页
上海交通大学 5 兆瓦/25 兆瓦非晶硅薄膜太阳能项目商业计划 第 21 页 转换成本 相对较高。甚至对晶体硅企业，要转做薄膜，也是从一样的起点开始，因为工艺 和设备完全不同。 2.1.5 现有竞争者 行业增长 欧瑞康预测到 2015 年薄膜的复合增长率为 75%。 而根据 NanoMarket 的预测，购 买需求将从 2007 年的 0.7GW 增长到 2015 年的 26GW。 本项目组预测的市场增长率 来源：NanoMarket 德意志银行和欧瑞康较激进地预测薄膜年复合增长率为 75% GW 70 60 50 40 30 20 10 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 晶体硅/GW 薄膜/GW 总体光伏市场/GW