最近“5.31新政”出臺以后，光伏組件售價持續(xù)下降，7月份已經(jīng)出現(xiàn)了1.8元/W的售價，而成本2018上半年已經(jīng)降低到了2元/W左右，成本下降相對比較緩慢。短期的價格波動帶來的壓力雖大，要找規(guī)律還需要看比較長時期的歷史數(shù)據(jù)。碲化鎘和晶體硅累計出貨量和成本下降的曲線類似摩爾定律，組件成本隨著累計出貨量的數(shù)量級呈線性下降，就是產(chǎn)業(yè)規(guī)模要以數(shù)量級的增長來換取成本下降。不過，碲化鎘的摩爾曲線始終在晶硅的下方。目前第6代大面積碲化鎘組件已經(jīng)可以達到1.3元/W的生產(chǎn)成本，仍然可以和“5.31新政”后預測的低價晶硅組件競爭。

平價上網(wǎng)不只是組件和系統(tǒng)成本，最終要算全運行周期度電成本。碲化鎘目前做到什么水平?2015年最低的上網(wǎng)報價是內華達州的3.87美分，即0.28元人民幣/千瓦時，現(xiàn)在度電的水平在6美分到4美分每度的范圍，可以和煤電、燃氣發(fā)電競爭抗衡了，到這個水平就算得上是平價上網(wǎng)了，已經(jīng)和傳統(tǒng)電力成本相當?shù)?。這是在集中式地面電站的數(shù)據(jù)。

國外碲化鎘大規(guī)模的應用已經(jīng)比較普遍，前幾年維基百科上可以搜得到，全球前十大光伏地面電站里面有五個全部采用碲化鎘組件，應用的規(guī)模之大已經(jīng)不是小眾技術。此外，碲化鎘半透明組件也應用到了建筑光伏一體化領域，可以做出藝術圖案效果，在差異化應用的場景中碲化鎘薄膜技術也得到了推廣。

在發(fā)電能力方面，同樣標準功率下在不同光照的地區(qū)，碲化鎘年發(fā)電量比晶硅更有優(yōu)勢。就中國大部分區(qū)域模擬計算結果而言，碲化鎘相對同樣標稱功率的晶硅系統(tǒng)應該至少有3%到5%的發(fā)電量增益;在高溫高濕的熱帶氣候環(huán)境中，發(fā)電量增益甚至可以達到20%。從電站運營的角度這樣的增益是非常有吸引力的。

在電池結構上，晶硅和碲化鎘沒有本質上的區(qū)別。但晶體硅需要達到150微米，碲化鎘只需要2-3微米。在生產(chǎn)工藝上晶硅和碲化鎘卻有很大的區(qū)別：晶硅產(chǎn)業(yè)鏈至少分硅料生產(chǎn)、鑄錠、切片、電池片、組件等;碲化鎘薄膜工藝直接使用碲化鎘原材料進入生產(chǎn)線，生產(chǎn)出來的就是組件。因此碲化鎘組件生產(chǎn)所需時間只有3.5小時，晶硅組件全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)時間則需要約三天。

三、全球碲化鎘技術發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在，全球最大的碲化鎘企業(yè)是美國First Solar公司，另外兩家是中國企業(yè)——中建材和杭州龍焱，還有其他廠家的項目正在推進中。First Solar第四代組件效率約16.5%-17%，今年新的第六代大面積產(chǎn)品效率達到17.9%-18.8%，中建材是12%-13%之間，龍焱也是12%-13%之間。

中建材的生產(chǎn)線正在做生產(chǎn)調試，其尺寸介于五代到六代之間：1.6米×1.2米。龍焱以常規(guī)的尺寸為主，即1.2×0.6米，新的兩條產(chǎn)線仍然是四代的尺寸，有想法要做三倍的尺寸，但是新的兩條產(chǎn)線仍然是四代的尺寸。在生產(chǎn)成本上，F(xiàn)irst Solar目前保持著領先優(yōu)勢，已見報道的是1.3元/W，龍焱去年宣稱實現(xiàn)成本低于2元/W。單線產(chǎn)能上，F(xiàn)irst Solar G3的產(chǎn)能單線80MW，現(xiàn)的在G6一條產(chǎn)線350MW，因為面積大效率也更高;中建材的單線設計產(chǎn)能117MW，還沒有達成;龍焱新的產(chǎn)線是40MW，正在建。

碲化鎘光伏生產(chǎn)成本還可以做的更低，可以從產(chǎn)業(yè)和技術兩個方面實現(xiàn)：在產(chǎn)業(yè)上，F(xiàn)irst Solar已經(jīng)降低到這個水平，如果中國碲化鎘光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來，可以充分發(fā)揮中國光伏全產(chǎn)業(yè)鏈的人才、設備、產(chǎn)業(yè)鏈配套等優(yōu)勢，有希望可以做的更低;技術上，碲化鎘技術無論是實驗室效率還是從產(chǎn)線的效率都有比較大提升的空間。

碲化鎘光伏技術的優(yōu)勢是碲化鎘結構和成分非常單一，碲和鎘兩種單質在一起，化合之后只有1:1的碲化鎘一種生成物。工藝窗口很寬，即在很寬的溫度、氣壓范圍內都能夠得到高品質碲化鎘材料，所以高效率碲化鎘電池有許多不同的制備方法。此外，碲化鎘飽和蒸氣壓相當?shù)?，很適合真空生產(chǎn)過程。

當前主流的生產(chǎn)技術路線：First Solar是氣相輸運法(VTD)技術路線。中建材、龍焱用的是近空間升華(CSS)，玻璃基板加熱的溫度比原料溫度稍低， 碲化鎘原料從固態(tài)直接升華變成氣態(tài)，遇到玻璃板馬上凝結沉積。還有一種美國Reel Solar的電鍍方法，是在溫度低于水的沸點、約80攝氏度左右的含碲和鎘化合物的水溶液中陰極沉積碲和鎘，再用退火處理的方法得到高品質碲化鎘的薄膜。

VTD的碲化鎘生產(chǎn)路線除了生產(chǎn)速度快，還不需要停機加料，對大型碲化鎘沉積設備加熱升溫和停機降溫時間都是以天來算的。VTD設備原理上可以比較好的避免生產(chǎn)中斷。以往VTD的核心專利由First Solar持有，但2018年1月VTD專利已經(jīng)過保護期，成為公開知識。

四、碲化鎘電池還可以怎么降成本

如果國內掌握了大規(guī)模、穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)的技術，可以充分利用國內健全的產(chǎn)業(yè)鏈，進一步降低薄膜光伏生產(chǎn)成本，技術方面碲化鎘仍然有很大的提升空間，雖然從2011年以來碲化鎘電池實驗室效率紀錄已經(jīng)九次被打破了，但是仍然有比較大的提升空間。

電池當前的世界紀錄和理論值間的差距，碲化鎘有八個百分點，還有比較大的提升空間。晶體硅只有四個百分點左右，銅銦鎵硒的提升空間也有八個百分點左右，但是生產(chǎn)可行性有待解決，需要在降低生產(chǎn)成本上做進一步的研究投入。碲化鎘生產(chǎn)成本已經(jīng)比較低，效率也還有比較大的提升空間。2011年以來的效率提升都是在電流提高上做的工作，且已經(jīng)做到理論極限，接下來必須在提高電壓方面進行研究工作。

碲化鎘的實驗室技術自2015年以來有很多突破，美國亞利桑那州立大學用分子束外延技術制備出碲化鎘單晶薄膜器件少子壽命達到3.6微秒，這個指標比GaAs還高;開路電壓高達1.12伏，比傳統(tǒng)的0.8~0.9V有明顯提高，已經(jīng)做到了理論開壓的90%以上。這從原理上證明碲化鎘材料作為光伏半導體材料沒有本征缺陷，是一種優(yōu)秀的光伏材料。

接下來的任務是將單晶里面高開壓碲化鎘的技術轉移到多晶薄膜中，科羅拉多州立大學在碲化鎘薄膜中，使用氧化鋁雙面鈍化技術，獲得了最高的載流壽命達到430納秒，2001年的世界紀錄碲化鎘電池的載流子壽命只有10納米，現(xiàn)在已經(jīng)提高了一個數(shù)量級。多晶碲化鎘薄膜電池開壓普遍超過900mV已經(jīng)是可以指日可待了，已有明確的進一步提高電壓和效率的技術路徑。

五、碲化鎘電池的優(yōu)勢

一)碲化鎘電池成本相對晶硅電池更低，所需材料厚度只有晶硅的1%。

二)碲化鎘電池需要的純度大概是四個9到五個9，晶體硅需要六個9以上，純度越高材料成本越高，所以材料成本有一定的優(yōu)勢。

三)高溫高濕的環(huán)境下，碲化鎘電池相對同效率晶硅組件有更多的發(fā)電量，最多總發(fā)電量可超過晶硅20%，普遍可以多發(fā)3%到5%。

四)碲化鎘電池生產(chǎn)時間短，只需要2-3小時，度電成本上已經(jīng)做到人民幣5毛錢以下。

五)效率提升的速度最近幾年比較快，未來提升的空間比晶硅電池大。

當然，這不是說碲化鎘要替代晶體硅，但是如果市場規(guī)模增大一個數(shù)量級，可以給市場帶來另一個可靠的選擇。