来源：文汇报
用一种类似于印刷机的机器，将一种能够吸收太阳能的液体喷涂在一层薄薄的金属片上。这种太阳能电池薄膜的成本，只有目前主流的“太阳能电池板”的十分之一，一台机器每分钟可以生产出几百张；而且可以随时随地，根据不同屋顶的具体形状制作和安装……
这是2007年美国《大众科学》杂志评选出的年度最佳发明——太阳能薄膜电池。三年多的时间过去了，薄膜电池发展虽有起伏，但是也正在不断进步，逐渐为人们所熟悉。2010年年底，国内目前一次性建成投运单位面积最大、容量最大的屋顶薄膜太阳能光伏发电项目——光大―杜邦太阳能光伏发电项目在深圳建成启用。让太阳照进现实，发展太阳能正在成为一种趋势。
薄膜电池是个“大家族”
仰望苍穹，太阳普照普罗大众。理论上讲，太阳能储量丰富，只要能够利用太阳能辐射总量的百分之一，就可以满足全球的能量消耗。而且太阳能不产生二氧化碳，也不存在其他环境问题，是典型的绿色能源。
太阳能发电技术主要分为聚光发电技术与光伏发电技术。聚光发电技术需要通过反光镜或者透镜等装置将太阳光聚集到一点，再进行光能到太阳能的转化；光伏发电技术则是直接通过太阳能电池将光能转换为电能。
与“聚光”相比，太阳能光伏发电的最大区别体现在电池上。光伏发电的电池一般分为晶硅电池和薄膜电池两种，不管是晶硅电池还是薄膜电池，都是建立在光电转换效应的基础之上的，其工作原理大致相同——当太阳光照射到电池上时，电池吸收光能产生光生电子-空穴对，在电池内建电场的作用下，光生电子和空穴被分离，空穴漂移到一侧，电子漂移到另外一侧，从而在太阳能电池的两个电极之间形成电势差；外电路接通时，产生电流。不过，相对于光电转化率高达16-17%的晶硅电池而言，薄膜电池的转化率较低，目前国内生产的电池通常只能达到8%左右，这个数字看上去虽然很低，但已经是它们“极限”了。
专家指出，薄膜太阳能电池虽然“年纪轻轻”，但它却已经有一个“大家族”。目前已经进行大规模产业化生产的薄膜太阳能电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)和碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)。至于像砷化镓电池，虽然转换效率非常高，但是原料成本昂贵，目前还主要应用于航天领域，比如卫星使用的太阳能帆板等。因此，国内近年来新发展的，多为硅基薄膜太阳能电池技术。
目前，商业化的三种薄膜太阳能电池技术中，硅基薄膜技术是最便于推广的；碲化镉技术中由于镉是重金属，所以存在潜在的环境污染风险；而铜铟镓硒技术则由于需要使用的铟、镓、硒三种元素均为稀有稀土元素，其产量有限，所以就大规模商业化角度而言，存在着一定的障碍。硅基薄膜技术所需的硅材料十分普遍，一般公司都可以拿到技术和生产线，具有大规模商业化的可能。
采访中记者获悉，国内一些“后发”省份和企业为了快速占据市场，更倾向于薄膜电池技术。比如，广东省为了追赶江苏、江西等光伏产业发达省份，采取跳跃式推进的方法——极力推进薄膜电池的生产和应用。其中，中建材、广东爱康太阳能科技有限公司等企业在选择落户广东的同时，还推动成立了中国薄膜太阳能电池标准工作委员会，以期在薄膜太阳能技术领域能够拥有更多话语权。正将触角伸向新能源领域的正泰集团也非常看好薄膜电池，目前已经在技术和产能上提前布局。
薄膜电池Vs晶硅电池
在不少人看来，薄膜电池就是一种革新性的技术。按照科学家的设想，薄膜电池只是一层像油漆一样薄的薄膜，造价、运费和安装费用都大大降低，应该能够普及到城市的每个角落。但是，在实际应用中，显然还必须考虑到技术的成熟度、市场的接受度，以及商业上的利益，等等。那么，薄膜电池和晶硅电池谁优谁劣呢？
薄膜电池在早晚、阴天等弱光条件下，仍可产生电能，因此，在同样地理和气象条件下，全年发电量比晶体硅电池高出10-15%。而晶硅电池在温度超过50℃之后，转换能力会有明显衰减。因此，在阳光照射强的地区，晶体硅电池效果反而差。而薄膜电池在高温下只有微弱衰减，特别适合用于高温、荒漠地区建设电站。
转换效率仅为6%的薄膜电池，其生产用电约1.9度/瓦，能量返回期1.5-2年，即电池发出的电能超过生产电池所消耗的电能所需要的时间。这是普通晶硅电池无法比拟的。虽然业界对普通晶硅电池的回收期仍存在争议，但目前主流的观点，一般认为回收期在3年左右。从这点看，薄膜电池优于晶硅电池应该无可争议。此外，因为单片面积较大，薄膜电池更加便于安装。
其实，薄膜电池本来还有一个优势，它可以降低97%的硅原料使用并减少污染。但是，在去年由于金融危机后多晶硅价格一落千丈，原先凭借耗硅量少、生产成本低而尚可与晶硅电池一较短长的薄膜电池行业，集体陷入困顿。
相比薄膜电池，晶硅电池的技术更成熟，稳定性和转换效率更高，因此在一些大型光伏发电项目中，晶硅电池更受欢迎，而且经历了多晶硅价格暴跌之后，考虑到征地、支架等因素，晶硅电池的综合发电成本比薄膜电池实际要低不少。而在售价方面，薄膜电池每瓦的成本，单价虽低于晶硅电池，但由于转化率低，综合成本，还是要高于晶硅电池。
从全球范围内，传统的晶硅电池依旧占据着整个光伏电池市场80%的市场份额。就国内而言，2009年，薄膜电池的产量只占到总产量的2%，市场份额应该更低，且关键设备技术多数依赖国外。特别是去年8月，中国光伏电池行业的龙头——尚德电力做出了停产薄膜太阳能电池生产线，扩产晶硅太阳能电池生产线的选择。薄膜太阳能电池可说是“屋漏偏遭连日雨”。
以目前的技术条件和其他因素来看，断言薄膜电池与晶硅电池谁更有前途都为时尚早。比如，在尚德退出薄膜电池的时候，已在晶硅电池领域建立起垂直一体化产业链的天威保变，公布了配股募资11.81亿元投建1条年产46兆瓦薄膜电池生产线的计划。公司上马该生产线的原因，是希望可以借此摆脱对价格多变的多晶硅的依赖。
在逆境中前行发展
记者采访中了解到，虽然薄膜太阳能电池目前身处逆境，但仍是有不少企业在努力坚持薄膜电池的研发和应用。晶硅电池一般仅用于屋顶，而薄膜电池利用玻璃做基板，不仅用于屋顶，还非常适用于建筑物外墙。薄膜电池将自身与建筑材料牢牢的结合在一起，是建设低碳环保型建筑物必不可少的材料，潜在的市场需求十分巨大。
以本文开头提到的杜邦深圳项目为例，该项目采用杜邦太阳能的高性能非晶硅薄膜太阳电池组件，安装于主厂房约2.3万平方米的屋顶，总装机容量为1.3兆瓦，设计寿命超过25年，投运后每年可提供148万度电力，替代常规能源542吨标煤，每年可减少1480吨二氧化碳温室气体的排放。据悉，该发电项目使用的是杜邦太阳能生产的A系列100Wp非晶硅薄膜太阳电池组件，共计13000片，能量回收期少于晶体硅1/2，每千瓦发电量较晶体硅多10-20%。从整体看，光大―杜邦太阳能光伏发电项目采用屋顶建筑一体化设计，将光伏系统与原工业厂房屋顶结构相结合。
不过，杜邦中国区总裁苏孝世表示，公司设在深圳的薄膜电池生产线由于受到市场等多方面影响，目前还没有产生盈利，但是杜邦仍然会加大在该领域内的投资力度，等待投资回报期的到来。中投顾问发布的《2010-2015年中国太阳能光伏发电产业投资分析及前景预测报告》指出，杜邦设在中国的薄膜电池生产线只有50兆瓦左右的产能，并且刚刚投产，如此产能规模显然无法达到规模效应，所以该业务的盈利能力较弱。
专家指出，与人口稠密地区相比，薄膜太阳能电池在人口稀少的欠发达地区及荒漠、沙漠地区，更能发挥它的成本优势。与晶硅电池相比，相同功率下薄膜电池成本低，发电量大，但占用的土地面积偏大，因此在土地成本低、光照条件好的地方，比如沙漠地带建设薄膜光伏电站具有巨大的优势。2010年，全球最大的可再生能源项目Desertec工程取得重大进展。根据工程计划，Desertec项目最终在非洲北部地区产生的电能，可以满足整个欧洲地区15%的用电需求。在国内，甘肃省的敦煌地区于2009年建立了国内首个大型沙漠光伏发电站，总装机10兆瓦，这也预示中国市场开始逐渐成长。
与此同时，随着越来越多企业将眼光投向薄膜太阳能电池技术的改进上，其“后发优势”正逐渐显现。不久前，一种生产薄膜电池的关键设备——等离子体增强型化学气相沉积设备，由一家名为理想能源设备有限公司的上海本地企业研制成功。这套设备采用了超高频射频技术、强化了生产过程中的真空和温度控制，从而有效克服了薄膜的低转换效率和较严重的光致衰减效应。采访中记者获悉，目前该设备的技术指标已达国际先进水平，且生产成本只有国外同类设备的三分之一。
“该设备的研制成功，意味着国内薄膜太阳能电池的生产成本将出现大幅下降，这可以看作是薄膜电池发展过程中的一个标志性事件。”中投顾问研究院李胜茂表示。