中国薄膜电池行业研究报告

薄膜电池行业 （2008/6） 数据中华 二八年五月 目录 目 录 1 行业简介. 1 1.1 薄膜电池介绍（定义）. 1 1.2 研究价值. 1 1.3 产品特点. 3 1.4 主要产品分类. 3 1.5 发展历史. 4 2 行业现状. 5 2.1 行业规模. 5 2.2 集中度 . 6 2.3 资本密集度+技术密集 . 6 2.4 生命周期. 7 3 市场特征. 9 3.1 市场需求 . 9 3.1.1 主要市场分布 . 9 3.1.2 主要国家具体政策 . 10 3.2 市场结构.11 3.3 需求决定因素. 12 4 企业特征. 14 4.1 进入企业分类. 14 4.2 世界主要企业产能扩张战略. 15 4.3 重点企业分析. 15 4.3.1 CdTe 薄膜核心企业 . 15 4.3.2 CIGS CIS 薄膜核心企业 . 23 4.3.3 硅基薄膜（A-Si（单 双 三结） 非晶/微晶）核心企业 . 28 4.3.4 企业研究小结 . 31 4.4 生产企业汇总名录. 32 4.4.1 CdTe 薄膜核心企业 . 32 4.4.2 CIGS CIS 薄膜核心企业 . 32 4.4.3 硅基薄膜（A-Si（单 双 三结）非晶/微晶）核心企业. 33 4.5 中国企业特点. 34 4.6 上游供应商情况 . 35 5 行业预测 . 40 5.1 行业有利因素. 40 5.2 原材料硅价格预测. 42 5.3 行业风险. 43 5.4 行业发展预测. 43 数据创造价值 研究引领投资 图目录 图目录 1 20032007 硅电池与薄膜电池产量增速对比. 5 2 2007 薄膜电池行业集中度，单位:MW. 6 3 全球与美国薄膜装机增长率比较. 9 4 全球装机增长率与组件价格对比. 13 5 First Solar2007-2010 新增产能 . 16 6 盈利能力增长轨迹. 17 7 经营能力走势. 18 8 First Solar 成本分解. 20 9 Daystar 成本分级图. 28 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 10 XsunX 生产规模与单位成本走势. 29 图 11 20052007XsunX 成本分类及走势. 30 图 12 各项新能源使用预测. 40 图 13 美国与欧洲光伏组件的终端安装价格变化趋势. 41 数据创造价值 研究引领投资 表目录 表目录 1 20032007 世界薄膜电池产量. 5 2 薄膜电池生产设备所需资本. 6 3 各种流水线所需人员一览. 7 4 20002005 美国市场硅电池和薄膜电池装机容量. 9 5 世界主要国家太阳能发电补贴政策一览.11 6 各市场太阳能价格与其它能源比. 12 7 First Solar 产能扩产速度. 16 8 First Solar 产能，单位瓦特成本一览. 16 9 First Solar 盈利能力. 17 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 10 First Solar 偿债能力. 18 表 11 First Solar 经营能力. 18 表 12 First Solar 运营状况分解. 20 表 13 2003-2007 First Solar 研发费用一览. 21 表 14 First Solar 股票价格一览. 22 表 15 First Solar 市盈率变化 . 22 表 16 2007-2008 First Solar 损益表 . 22 表 17 2003-2007 First Solar 损益表 . 23 表 18 2003-2007 资产负债表. 23 表 19 Ascent Solar 生产进度一览表. 24 表 20 2006-2008 Ascent Solar 损益表 . 24 表 21 2006-2008 Ascent Solar 资产负债表. 25 表 22 2006-2008 Ascent Solar 盈利能力. 25 表 23 2006-2008 Ascent Solar 偿债能力. 25 表 24 Ascent Solar 生产所需资金一览 . 25 表 25 Ascent Solar 达产年份以及成本 . 26 表 26 Daystar 生产进度表. 27 表 27 2005-2008Daystar 损益表. 27 表 29 2005-2007XsunX 主要成本一览 . 30 表 30 20032007XsunX 损益表和资产负债表. 31 表 31 标杆企业各项评价指标一览 . 32 表 32 中国薄膜生产商产能一览. 35 表 33 各设备生产商流水线，所需资金，转换率，生产成本，人员，占地面积一览37 表 34 各设备商和对应企业和产能一览表. 38 表 35 各国对太阳能使用路线图. 41 数据创造价值 研究引领投资 摘要 摘 要 当今社会，对环境的保护越来越重视，太阳能作为可再生能源，应用也越来越广泛。2004 年，德国率先制定太阳能发电收购标准，将光伏应用推入崭新平台，但随着越来越国家加入 太阳能应用的范围，硅电池的原料，高纯度硅的供给出现了严重的供不应求，价格从 30 美 元 /公斤飙升到 300 美元/公斤，占据了硅电成本的 70%-80%。在此背景下，薄膜电池由于其 只需要极少数的硅甚至不用硅，在价格上拥有相对优势，某种程度上具备了替代硅电池的能 力。于是，国际薄膜电池生产企业开始兴起，国内企业也纷纷上马薄膜电池的制造。但对于 硅价格的走势，薄膜电池的技术水平和市场接受程度，还存在着一定争议，认为薄膜电池无 法与硅电池竞争。文章通过对国内外硅生产企业差距，硅生产阶段以及供需增长速度进行分 析，认为硅价格在短期内不会明显回落，薄膜电池的发展环境良好，其主要应用领域将是硅 电池的替代品，具备替代能力，未来发展前景广阔。并且，本文通过对各种薄膜产品的特点 介绍，结合标杆薄膜生产企业的财务分析，成本分解分析，发展路径研究，认为单位瓦特的 生产成本对薄膜电池非常重要，降低单位瓦特生产成本的主要手段是扩大产能，这两项指标 构成企业主要价值评估标准 同时，文章提供了中国企业的生产名单以及相应产能，对国内企业的发展阶段进行了判 断，为有意向进入该行业的企业提供数据和决策依据。 报告中，所有上市公司数据都来自纳斯达克官方平台，行业相关数据来自权威门户 solarbuzz, PV international, PV NEWS，EIA 等。 数据创造价值 研究引领投资 行业简介 1 行业简介 1.1 薄膜电池介绍（定义） 薄膜光伏电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料底衬上附上通常厚 度只有几微米的感光材料制成，其产品形式可以是薄膜状态，也可能 是玻璃板。比起用料较多的晶体硅电池，薄膜电池的最大优势就是成 本低廉、价格便宜。 薄膜电池根据附着的半导体材料不同来分类，比如硅基薄膜电池 （amorphous silicon or a-Si），碲化镉薄膜电池（CdTe）,铜铟硒薄膜 电池（CIGS）。也有根据附着材料分类的，比如玻璃，不同的金属或 者是塑料。 晶体硅光伏电池 多晶硅电池 单晶硅电池 太阳能电池 薄膜光伏电池 硅基薄膜电池 碲化镉薄膜电池 铜铟硒薄膜电池 相关上下游 20 余种原材料和化学物质（TCO 玻璃，硫化物，铅等） 薄膜电池生产 组件，系统合成 发电站，建筑一体 1.2 研究价值 更低的成本替代硅电池 薄膜电池最大的优点是可以不使用硅，或者使用极其少的硅（大 数据创造价值 研究引领投资 1 行业简介 约只有硅电池的 1/100），面对价格居高不下的原材料硅，薄膜电池的 成本相对更低。目前，原材料硅占太阳能电池总成本的 70%左右。 并且多晶硅在生产过程中能耗极高，而非晶硅生产的耗电量仅为多晶 硅的 7%到 8%。根据最新 solarbuzz 统计，最低单晶硅电池为 4.35 美 元 /瓦特（多晶硅电池为 4.17 美元/瓦特），最低薄膜电池为 3.74 美元 /瓦特。低廉的零售价，使企业更有兴趣将薄膜技术作为一种替代选 择。 最新薄膜电池的生产采用印刷技术，大大缩减了制造时间，快速 提高生产规模，这又进一步压缩了成本，为替代传统硅电池创造了可 能。 更宽的应用领域增加需求 由于薄膜电池可以在塑料上喷化学材料，意味制造出来的电池可 以任意弯曲，将薄膜电池的应用领域从发电站拓宽到建筑一体化，甚 至电子产品一体化。 建筑一体化上(BIPV)的具体优越性 1）可原地发电、原地使用，减少电流运输过程的费用和能耗 2）避免了放置光电阵板的额外占用宝贵的建筑空间与建筑结构 合一，省去了单独为光电设备提供的支撑结构 3) 使用新型建筑维护材料，节约了昂贵的外装饰材料（玻璃幕 墙等），减少建筑 物的整体造价，且使建筑外观更有魅力 4) 因日照处在高压电网用电高峰期，BIPV 系统除保证自身建筑 内用电外，还可以向电网供电，舒缓了高峰电力需求，解决 电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益； 5) 杜绝了由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于 环保要求更高的今天和未来极为重要； 6) 由于光伏陈列安装在屋面和墙面上，并直接吸收太阳能，避 免了墙面温度和屋顶温度过高，降低了空调负荷，并改善了 室内环境。 直接嵌入可移动电子设备,(EIPV) 苹果在一份申请专利中提到了太阳能电池在其产品中的应用。据 该网站介绍，这项专利可以把太阳能电池整合到轻便笔记本电脑和 iPhone、iPod 中，使得这些产品可以真正获得超级续航能力。将太 阳能板集成到便携式设备的液晶显示屏后面，这样太阳能板就能够吸 收透过设备的液晶显示屏进来的光线，同时太阳能板又没有占用的额 外面积，保持了设备的便携性。 数据创造价值 研究引领投资 2 行业简介 1.3 产品特点 实验室转换率试运营转换率批量生产转换率实际运用 转换率； 电池效率的光致衰退效应。初期产品的效率较低（4-5%） 再加上 30%以上的衰退率，使硅基薄膜电池低成本的优势 被较低的效率所抵消。所有这些造成硅基薄膜电池的产量 从 80 的代末至 90 年代初期间处在停滞不前的徘徊阶段； 商业化投产需要国外认证： UL, IEC and TV ，认证费用 也在不停的上调 ,07 年为 40 多万一系列了,08 年已经上涨 到 50 多万了； 国际市场接受程度尚不高。 1.4 主要产品分类 根据附着材料的不同，常见的薄膜电池包括：碲化镉（CdTe） 铜 铟硒（CIS、CIGS）和非晶硅（a-Si，硅基薄膜电池） 碲化镉（CdTe）： 电池转换率在三种薄膜电池中最高，并且易于大规模生产，但只 能在玻璃上生产，限制了建筑一体化应用，并且由于镉有剧毒，会对 环境造成严重的污染，由于其中的镉元素有毒，生产企业一般都承诺 回收所有废弃电池。 铜铟硒（CIS、CIGS）： CIGS 电池由于所含元素多使其生产稳定性难以把握，重复性较 差使其进行大规模产业化生产比较困难。不过所有薄膜电池中，只有 非晶硅电池和铜铟硒电池可以以塑料为载体，而其中，铜铟硒薄膜电 池的转换率比非晶硅电池高，同时抗衰减。 非晶硅（a-Si，硅基薄膜电池）： 生产最普遍，生产历史最长，生产前置期短，产业群相对完善， 方便大规模生产，组件中不包括有毒或重金属，相对安全，并且抗高 温（65 摄氏度依然照常工作，其他种类的电池则要衰减 1020）， 抗衰减，在清晨或黄昏时仍能发电，可以运用在不规则曲面，适合用 在建筑一体，但转换率相对低。 数据创造价值 研究引领投资 3 行业简介 1.5 发展历史 20 世纪 70 年代：技术出现 第一次石油危机发生之后，欧、美、日开始发展太阳能技术，当 时主流技术是非晶硅太阳能薄膜电池，20 世纪 80 年代时，由于成本 较低、价格便宜，太阳能薄膜电池在市场中占的比例相当大，大概占 整个市场容量的一半左右。我国在 20 世纪 90 年代初的时候也引进了 这个项目。 20 世纪 90 年代初：应用受阻 但在实际应用中，人们发现这种电池在强光的照射下发生了很严 重的光电转换率衰减，因此造成客户对这种技术的不信任，市场急剧 萎缩。20 世纪 90 年代初，太阳能薄膜电池的市场份额已下降到 20%， 到 2004 年这一数字仅为 4.4%，但 2005 年、2006 年这一数字开始小 幅回升，稳定在 4.7%。这些年薄膜电池在太阳能电池领域中一直处 于一种非主流位置。 90 年代初-2000 年代：技术突破 到了 90 年代，太阳能薄膜电池的技术已有了突破，如新一代的 非晶硅太阳能薄膜电池采用了新型纳米材料、双叠层结构，克服了原 来的大幅衰减，使转换效率有了提高，薄膜电池的应用开始出现转机， 为未来太阳能发电创造了可能。 2004 年-至今 薄膜电池在 2004 年迎来了一个新的发展机遇。随着太阳能发电 市场的兴起，薄膜电池开始在该领域被逐步接受，当硅电池的原材料 出现价格暴涨后，薄膜电池生产因为不依赖硅，更是引起人们关注。 产量增长远远超过硅电池。 数据创造价值 研究引领投资 4 行业现状 2 行业现状 2.1 行业规模 表 2003 30MW 1 20032007 世界薄膜电池产量 薄膜电池 产量， 硅电池产 量 薄膜电池 增长率 硅电池增 长率 2004 55MW 2005 100MW 2006 196MW 2007 400MW 724MW 1194MW 1625MW 2204MW 3436MW 45 31 50 64 80 36 96 35 120 55 数据来源：数据中华整理 图 1 20032007 硅电池与薄膜电池产量增速对比 薄膜电池增长率 硅电池增长率 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 2003 2004 2005 2006 2007 数 数据来源：数据中华整理 产量增速明显高于硅电池 薄膜电池在过去两年中的增速高达 80%，2006 年发货量已经达到 196MW。而据欧盟委员会预计，2010 年薄膜电池在光伏电池中的比例 由 2006 年的 8%增加到 25%，乃至 30%并不是没有可能。（这句话不专 业，需要改）全球最大的晶体硅电池制造商日本夏普公司就宣布到 2010 年会将薄膜电池的产能提升至 1GW。 07 年薄膜太阳能电池产量(包括 a-Si、m c-Si、CdTe、CIGS 等 技术)增速持续超越整体产业，07 年薄膜太阳能电池产量达到 400MW， 较 06 年的 181MW 大幅增长了 120%，07 年薄膜太阳能电池市占率由 06 年的 8.2%提升至 07 年的 12%，薄膜电池的增长率从 2003 年开始 高于硅电池增长，并且趋势越来越明显。 数据创造价值 研究引领投资 5 行业现状 2.2 集中度 图 2 2007 薄膜电池行业集中度，单位:MW First Solar, 200 其他, 200 数据来源：数据中华整理 集中度高 07 年 First Solar 营收增长了 273%，其 07 年产量有 200MW 的规 模，占 07 年整体薄膜电池产量约 50%的份额。薄膜电池行业对大多 数企业都是新进入者，他们的生产计划基本都从 30MW 开始，并且时 间从 2008 年开始，从生产规模上看，First solar 领先绝大多数企 业 2 年，其生产规模在薄膜电池行业占据龙头地位，其他无法望其项 背。 2.3 资本密集+技术密集 表 生产规模（单位: MW） 10 25 40 200 2 薄膜电池生产设备所需资本 所需资金 2亿人民币 34亿人民币 7亿人民币 35亿人民币 数据来源：数据中华收集整理 资本密集度高于硅电池 购买 25 MW 非晶硅太阳能薄膜电池生产设备需要 3 亿4 亿元， 而同样为 25 MW 的多（单）晶硅电池生产线则只需 3 000 万4 000 万元，两者之间相差 10 倍。初期投入的巨大差距是薄膜电池行业的 进入门槛之一。 但具备技术实力的企业，能够一定程度上自行设计， 减少设备采购费用，比如南通强生采购 25MW 的生产线只花费 2500 万美元。 数据创造价值 研究引领投资 6 行业现状 技术实力区别应用市场 技术能力直接决定产品的应用领域，比如 Acentsolar 具备在塑 料上涂层的技术，可以将薄膜电池应用的建筑一体化，而其他企业没 有此项技术，只能暂时在玻璃上涂层，产品应用于太阳能发电站。 非劳动密集型 根据各大重要设备生产商的流水线所需人数，统计表如下： 表 名称 各小型设备 ULVAC Oerlikon AMAT 3 各种流水线所需人员一览 流水线 5MW 25MW 20MW 3033MW 40MW 60MW 所需人数 100200 150 130 180 120 160 数据来源：数据中华收集 到目前为止，ULVAC,Oerlikon 和 AMAT 的设备处于垄断地位，大 多数企业仍处于 2050MW 的试生产，从上图可以看出，所需人员在 100 左右。但需要注意的是，薄膜电池的制造还处于刚起步阶段，生 产规模比较小，随着行业发展，雇员势必会增加。 2.4 生命周期 研发期 0-5MW 调试期 5-25MW 快速扩张期 25-100MW 规模生产期 100-1000MW 根据企业的产能扩张阶段，一般可以分成四个发展阶段。 1）研发期：0-5MW 该阶段的企业基本处于先期研发，没有实质的产量，同时大量 资本投入。 2）调试期：5-25MW 该阶段的企业一般已经熟悉生产过程，具备扩张能力，所生产 的产品开始销售，但仍不具备赢利能力。安装一条流水线 （25MW）所持续的时间根据不同类型的薄膜电池各有不同， 一般在 1 到 1.5 年之间。 3）快速扩张期：25-100MW 当企业安装完毕并商业投产 25MW 流水线后，企业已经熟悉 生产过程，进入快速扩张期，一条流水线（25MW）的安装时 间已经少于 1 年。如果企业的转换率能够达到 10%，此时单 数据创造价值 研究引领投资 7 行业现状 位生产成本就能接近，甚至达到$1/w,和火力发电一致。此阶 段企业已经具备赢利能力，资本开始回收。 4）规模生产期：100-1000MW 当企业的产能超过 100MW 时，就进入了大规模生产阶段，研 发费，管理费等百分比都出现大幅下降，企业赢利能力进一步 增强，此阶段企业可以将单位瓦特的生产成本降低到 1 美元以 下，具备在没有补贴的条件下，与火力发电竞争能力。 大部分企业处于调试期 调试期是企业从试验性生产到规模生产过渡的重要阶段， 调试 期周期比较长，需要投入大量人力物力财力研发。从全球范围和全国 范围来看，大多数企业仍处于该阶段，只有个别企业已经发展到下阶 段。 数据创造价值 研究引领投资 8 市场特征 3 市场特征 3.1 市场需求 3.1.1 主要市场分布 欧洲市场依然主导 对于薄膜电池的使用，沿袭了硅电池市场，欧洲以其高补贴政策 依然占据了主要消费市场。根据 First Solar 统计，该公司 98%的薄 膜电池出口到欧洲。由于欧洲最少有 5 个国家颁布了明确的太阳能发 电收购政策，并且这些政策的有效期在 10 年以上，所以欧洲为主要 市场的趋势在最近 2 年内不会有太大变化。 美国市场兴起 虽然欧洲是太阳能发电主导市场，但美国薄膜电池市场增长强 劲，增长率高于世界平均水平，表明美国在新产品领域存在比较强的 接受程度和市场前景。 表 4 20002005 美国市场硅电池和薄膜电池装机容量 年份 2000 2001 2002 2003 2004 2005 硅电池装机 85115MW 84651MW MW 97940MW MW MW 薄膜电池装机 2736MW 12541MW 7396MW 10966MW 21978MW 53826MW 总计 87851MW 97192MW MW MW MW MW 数据来源： 数据中华收集整理 图 3 全球与美国薄膜装机增长率比较 全球薄膜电池装机增长率 美国薄膜电磁装机增长率 200% 150% 100% 50% 0% 2003 2004 2005 数据创造价值 研究引领投资 9 市场特征 科技推动带动需求 美国通过技术研发，提高了薄膜电池的商业投产转换率，比如 First Solar，已经达到 10，每瓦特的生产成本已经达到$1.23($1 是火力发电成本)，日益下降的单位瓦特生产成本极大地推动了薄膜 电池的应用。Ascent Solar 研发出可以在塑料上喷化学物质的薄膜 电池，将建筑一体化推向实质商业投产阶段。强劲的科技发展水平和 势头，推动了美国本土的光伏应用。 市场逐步接受 持续维持高位的油价使得越来越多的美国人认识到能源已经不 再是可以随意消费的廉价商品。2006 年，.美国通过了总统太阳能 美国计划（Presidents Solar America Initiative），由美 国总统下令增加研发费用至 1.48 亿美金，2001 年，美国加利福尼亚 州政府就提出了著名世界的加州太阳能计划（California Solar Initiative），计划由州政府作出总预算 32 亿美金，在 10 年内安 装一百万个太阳能发电系统。政府大力倡导并积极推广可再生能源， 越来越多普通民众开始了解，熟悉并使用可再生能源。同时，美国的 投资机构认识到了这股趋势，纷纷对研发薄膜电池的公司进行注资扶 持，为企业的成长提供了积极环境。 3.1.2 主要国家具体政策 补贴范围进一步扩大 欧洲，澳大利亚和美国都积极对太阳能发电进行补贴，确保了该 行业长期稳定地发展，每年的补贴下调促使企业压缩成本。从上表看 出，德国的补贴程度最大，但需要注意的是，德国近期有意向大幅削 减补贴幅度，需要警惕。紧随德国之后，西班牙，葡萄牙等欧洲国家 都开始仿效，新兴国家也加入光伏使用。 数据创造价值 研究引领投资 10 市场特征 表 5 世界主要国家太阳能发电补贴政策一览 国家 主要政策 意大利 电力计价 德国 可再生能 源法 财政补贴 20KW,61欧/千瓦时 20-50KW,59欧千瓦时 50KW-1MW,54欧、千瓦时 竞价方式，每年少2 100KW,51.3欧/千瓦时 BIPV额外加5欧/千瓦时 地面安装：43.4欧/千瓦时 每年减少5；计划下调30 当前用电零售价格的70 容量 300MW 有效年限 20年 不受 限制 20年 50MW 电力部门 （SP）-90%(IPP):最大补贴分 标准 别为6.36欧/千瓦时 （SP）,8.17欧/千瓦时（IPP） 希腊 10年 日本 葡萄牙 西班牙 荷兰 澳大利亚 以市场为 导向 可再生能 源补贴 RD 436/2004 政府津贴 绿色电力 机制 联邦能源 5KW,根据情况分为0.5，0.35 欧 /千瓦时。06年4月，下调 20 100KW,21.99欧/千瓦时 33欧/千瓦时 20KW,47欧/千瓦时 2007年16月将下降 商用光伏系统：30%税收抵扣 2 年，之后为10% 不受 限制 15GW 15年 未规 定 25年 13年 美国 / 印度 政策法案 居民用光伏系统：30%税收抵 扣 2 年，$2000 封顶。 12卢比/千瓦时 数据来源：数据中华收集整理 3.2 市场结构 太阳能电池主要有三种用途： 1） 发电站发电 发电站由于受法律约束，必须采用一定量的可再生能源。对于其 来说，单位瓦特的成本是最关键的 2） 商业楼宇 太阳能电池正越来越多地被用于楼宇的用电供应，以减少用电开 数据创造价值 研究引领投资 11 市场特征 支。对其来说，单位瓦特成本和系统集成是最关键的 3） 家庭发电 家庭是装机发电的重要组成部分。因为家庭可用来发电的面积是 有限的，所以电池转换率是最重要参考标准。同时，美观也被经 常考虑。