BIPV推广叠加新一代技术不断发展成熟，薄膜电池今年来再次被推上风口。
国内头部券商称，随着各企业加速产线布局，预计到2025年全球薄膜电池产能将达40GW，国内产能将超20GW。这个数字较2022年分别增长2.64倍、11.5倍。目前，全球薄膜电池产能约为11GW，国内产能约1.6GW。
诞生于1976年的薄膜电池已历经逾40年沉浮，能否再次焕发生机重回光伏舞台中央？
(资料图片仅供参考)
一、薄膜电池四十余载沉浮
薄膜电池主要分为硅基类（非晶硅、微晶硅等）、化合物类（钙钛矿、碲化镉、铜铟镓硒等）、有机质类（有机太阳能电池等）。
1976年，RCA（Radio Corporationof America，美国无线电公司）实验室研制的硅基薄膜电池诞生。1976年至1980年，其实验室效率从2.4%快速提升至8%。
得益于材料用量少、节能降耗的低温工艺技术以及简洁的生产工序，薄膜电池迎来了第一个高光时刻。1988年，硅基薄膜电池的市场销量份额一度达到30%。
然而，由于光致衰退效应导致硅基薄膜电池效率难以继续提升，再加上从一开始硅基薄膜电池的效率就低于晶硅电池（硅基薄膜电池效率为个位数时，晶硅电池效率已达20%），硅基薄膜电池竞争力自1990年开始一路下滑，一直到2004年，薄膜玻璃才再度迎来发展契机。
这一年，美国第一太阳能公司（First Solar，世界领先的太阳能光伏模块制造商之一）成功推出化合物薄膜电池——碲化镉，并实现产业化。2008年底，First Solar将薄膜电池成本降到了0.98美元/W。
其间自2005年开始，由于光伏需求井喷，多晶硅供不应求价格飙升（从2005年的约70美元/公斤涨至2008年4月的463美元/kg），导致晶硅电池成本大增。2009年，薄膜电池市占率得以回升至近20%。
但市场风云变幻，2008年后随着多晶硅供需逐渐恢复平衡，价格断崖式下跌，晶硅电池成本优势显现，加上效率大幅领先，薄膜电池一度被逼近了“死胡同”。
2021年，全球薄膜太阳能电池产能为10.7GW，产量约为8.28GW，薄膜组件市场占有率仅为3.8%，同比再降0.2个百分点。
二、薄膜电池为何重获关注？
2022年以来，第三代薄膜电池技术——钙钛矿技术的发展令薄膜电池重获市场关注，而我国BIPV的发展则加速了薄膜电池的应用。
当前，碲化镉电池实验室最高转换效率、量产大组件最高转换效率分别为22.1%、19.5%，铜铟镓硒电池实验室最高转换效率、量产小组件最高转换效率分别为23.4%、19.2%。
“钙钛矿薄膜电池理论转化效率更高。”有业内人士称，尤其HJT+钙钛矿叠层电池可进一步提升转换效率和降低生产成本，未来具备较大发展空间。
钙钛矿叠层电池不断创造“光伏发展新历史”，新方法制备的组件稳态光电转换效率最高达28.0%。成本方面，目前钙钛矿仍处于商业化早期，预计小批量阶段其生产成本有望降至1元/W以下。
嘉实基金电新行业主分析师宋阳认为，钙钛矿如果能够实现使用寿命和涂布工艺上的提升，那么薄膜电池的发展有望迎来新阶段。
当前我国薄膜电池应用领域主要以BIPV幕墙为主。事实上，薄膜电池在BIPV领域，尤其是建筑物立面，比晶硅电池更加合适。这是因为在BIPV场景下，客户对电池的“美观”要求高于“实力”要求。
相较于晶硅电池组件100多微米的电池片厚度，薄膜电池组件厚度仅为0.3-2微米，在形状多样性、外观均匀程度方面均优于晶硅电池，设计应用能力显著增强。
同时，薄膜电池还具备颜色的多样性。常见的晶硅电池多为蓝色系，但薄膜电池可根据不同需求生产出各种颜色的组件，而且对比传统黑色薄膜电池20.1%的发电效率，彩色薄膜电池采用周期性二氧化硅/氧化铝等多层结构反射特定波段的光，在保证颜色的同时电池效率也不会产生过多损耗，比如绿色钙钛矿电池的发电效率为18.6%，较黑色薄膜电池仅降低1.5个百分点。
此外，薄膜电池的透光性和弱光性也优于晶硅电池，并且温度系数也更低（工作温度高于25℃时，每升高1℃晶硅电池、薄膜电池最大发电功率分别下降0.4%-0.45%、0.19%-0.21%），更加适用于城市建筑物。
光大证券认为，未来薄膜电池的“主战场”在公共设施和商业建筑领域外立面，BIPV将为薄膜电池提供良好发展契机，测算到2030年，该领域全国薄膜电池累计装机空间将达38GW，市场空间超700亿元。
三、薄膜电池产业能否焕发新生机？
不可否认，当前光伏下游主流市场仍由晶硅电池主导。据信达证券，2021年，晶硅电池市场占比高达约90%。
薄膜电池产业能否重新焕发生机，在光伏组件市场赢得更多份额？
拓日新能（002218.SZ）相关人士对第一财经表示，目前晶硅电池PERC组件效率高于同面积薄膜电池组件，价格却更低，并且具有更好的耐候性，客户对于这种产品也最了解。薄膜电池需要能够具有一定优势且不能存在明显短板，才能够拥有更多发展空间。
泰信现代服务业混合基金经理黄潜轶也表示，国内薄膜电池重新发展最需要解决的问题是综合成本下降，主要可通过提升转换效率、降低组件成本的下降，以及延长可使用寿命来实现。只有不断提升综合成本优势，才能获得持续发展空间。
转换效率方面，CPIA数据显示，虽然碲化镉（理论转换效率32.8%）、铜铟镓硒（理论转换效率33.6%）等薄膜电池的理论转换效率要优于晶硅电池的29.4%，但量产组件转换效率晶硅电池平均可达约23%，高于碲化镉的15%-18%、铜铟镓硒的15%-17%。
成本方面，明年硅料价格下降叠加N型电池量产效率提升，将再次拉大薄膜与晶硅电池的性价比差距。
因此宋阳预计，薄膜电池可能的发展路径预期主要集中在新型薄膜电池技术路线上，该类技术以钙钛矿为代表。“在单结技术量产效率持续提升的前提下，叠层的发展也将加速，钙钛矿潜力值得关注。”
“薄膜电池将更多通过差异化竞争，比如发展建筑外立面等特定场景的建筑光伏一体化来获得份额和发展，或者通过发展和晶硅电池的叠层技术来获得协同发展。”黄潜轶称，长期来看，综合成本和转化效率将决定晶硅电池和薄膜电池市场份额的变化。
四、哪些公司在布局薄膜电池？
现阶段晶硅电池性价比优势仍显著，而薄膜电池天然的高技术壁垒和非标特性，决定了其对晶硅电池的替代将是一个漫长的过程。但东方证券称，薄膜电池细分领域里的领军企业仍具备长期成长性。
当前我国布局钙钛矿电池的企业较多，碲化镉、铜铟镓锡薄膜电池主要由海外市场主导。有机械设备分析师称，国内公司主要选择钙钛矿路线的原因是其效率高成本低，未来国内碲化镉、铜铟镓硒的市场空间不是特别大。
1、钙钛矿相关企业
拓日新能是国内最早一批研究非晶硅薄膜电池并将其产业化的公司，目前选择的也是钙钛矿路线，正在进行杂质钙钛矿探测器和钙钛矿电池两个项目。这是因为薄膜电池技术与钙钛矿技术类似，公司部分设备可以通用，工艺也有相似处。此外，拓日新能表示，碲化镉含有剧毒元素，铜铟镓硒中铟稀缺，估计未来难以成为主流技术，目前17%左右的效率存在一定局限性。
拓日新能称，薄膜电池的主要壁垒在于工艺和设备上的结合，由于目前量产性能和耐候最佳的钙钛矿材料和工艺都处于探索期，所以在研发和生产过程中需要不断进行调整和优化，这对于企业的技术积累和研发能力考验较大。
协鑫光电新建的1m×2m尺寸钙钛矿组件为全球首条100MW量产线，已在昆山完成厂房和主要硬件建设，计划2023年投入量产。
同时，光伏组件龙头隆基绿能（601012.SH）、天合光能（688599.SH）分别处在密切跟踪、拥有技术储备阶段；捷佳伟创（300724.SZ）近日在互动平台表示，公司RPD设备即将发货到客户端钙钛矿中试线上。
2、碲化镉相关企业
碲化镉薄膜电池目前主要市场份额由First Solar把守，其市占率超90%。国内从事碲化镉电池业务的企业只有三家，分别是杭州龙焱能源科技、成都中建材光电材料和中山瑞科新能源。
2018年，成都中建材投产了世界第一条100MW大面积碲化镉发电玻璃工业生产线。2021年，该生产线转化效率达到16.18%。
成都中建材光电材料由洛阳玻璃（600876.SH）托管，托管期1年，后续拟根据新能源材料战略布局需要，适时收购标的公司的股权。
中山瑞科的控股股东为明阳智能（601615.SH）。2021年底，中山瑞科碲化镉薄膜光伏组件单块功率突破120W，并获得UL（Underwriter Laboratories Inc.美国保险商试验所）机构认证。这是国内碲化镉薄膜组件最高效率，也标志着国内碲化镉薄膜组件量产水平再上新台阶。
龙焱能源相关产品的转换效率已从2014年的13.04%上升至2021年的16.48%。同时，经过多次扩张后，公司当前碲化镉产能约200MW。
3、铜铟镓硒相关企业
铜铟镓硒薄膜电池的发展更可谓一波三折。南开大学光电子薄膜器件与技术研究所教授孙云称，在相关研究尚未明朗的情况下，部分项目急于求成，造成投资血本无归。同时，在学术界，铜铟镓硒电池也受到硅薄膜电池的挤压。
当前，主要从事铜铟镓硒相关业务的上市公司少之又少。
洛阳玻璃在托管成都中建材的同时，还托管着聚焦铜铟镓硒薄膜电池的凯盛光伏。
凯盛光伏产品技术主要来源于拥有国际铜铟镓硒顶尖技术的德国AVANCIS公司。据悉，凯盛光伏铜铟镓硒薄膜太阳能电池项目是携手蚌埠市共同推进实行的重大央企合略性新兴产业项目，总投资100亿元，规划建设10条铜铟镓硒薄膜太阳能电池生产线、形成1.5GW生产能力，全部建成后将成为国内最大的铜铟镓硒薄膜太阳能电池生产基地。
此外，从事配电自动化设备开发与生产的北京科锐（002350.SZ）2022年8月在互动平台表示，控股子公司普乐新能源持有安徽恒致铜铟镓硒技术有限公司42.5%股权，公司持有安徽恒致20%股权，安徽恒致已纳入公司合并报表范围。
4、TCO辅材相关企业
除了电池厂商外，生产薄膜电池所需辅材的公司也值得关注。
TCO（Transparent conductive oxide，玻璃即透明导电氧化物镀膜玻璃）是钙钛矿、碲化镉等薄膜电池上游关键辅件。由于TCO技术壁垒较高、设备专用性强，相关玻璃厂商投资较为谨慎。目前，国内厂商金晶科技（600586.SH）和旗滨集团（601636.SH）拥有较好的技术资金储备。
金晶科技目前有2条在产的TCO在线镀膜线，产能合计1100t/d；旗滨集团与阿克玛（在线镀膜领军企业）合作开发在线镀膜技术，是我国较早量产在线TCO镀膜玻璃的企业。
随着国内BIPV市场兴起，以及国产镀膜设备量产提速，华泰证券认为TCO玻璃国产化有望实现从0到1的突破，并测算在“十四五”期间，全球TCO镀膜玻璃市场有望达211亿元，钙钛矿叠层电池应用推广下需求还有望进一步增加。
