近日，一則來自美國光伏巨頭First Solar的消息再次引發業界對薄膜太陽能前景的關注，據該公司宣布，其碲化鎘(CdTe)薄膜光伏組件的轉換效率首次超越多晶硅組件，達到創紀錄的18.6%。業內專家表示，當晶硅技術達到其理論上的轉換效率上限時，薄膜技術創新仍有較大提升空間，未來太陽能光伏將走進薄膜時代。然而，我國薄膜技術水平與國外差距較大，國內薄膜太陽能產業發展仍然緩慢也引起業界擔憂，薄膜太陽能的“中國式”困境亟需尋求破解之道。
薄膜太陽能的有利與不利 眾所周知，晶硅和薄膜是太陽能光伏電池的兩大主要技術陣營。“目前光伏產業中主流的電池產品為多晶硅電池，但成本過高。”太陽能電池領域知名專家、清華大學教授張弓表示，要想解決光伏產業中太陽能電池成本過高的問題，就要想辦法提高光電轉化效率和降低制造成本，那么，薄膜化則成為太陽能電池發展的必由之路。
薄膜太陽能技術最主要的競爭優勢是在成本。由于薄膜材料需要的反應溫度低，可以在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上淀積，易于大面積連續化生產，材料、器件、商品化的組件在一個車間內同時完成，節省了許多工序。同時，太陽能電池實現薄膜化后，用硅量極少甚至沒有，能極大的節省昂貴的半導體材料，也更容易降低成本。
其次，與晶硅太陽能電池比較，薄膜太陽能電池產品更加多元化，在一些不適應用晶硅電池的領域，薄膜電池更能發揮作用，比如在建筑屋頂、半透明外墻、遮陽系統等領域。由于柔性特點，薄膜太陽能電池甚至可以做在衣服上面、帳篷上面，而高效率的特點，使得薄膜太陽能電池可以應用于飛機、飛艇、太陽能電池汽車等領域。
但是，薄膜電池的廣泛應用也有市場障礙，當前多晶硅缺料的問題正在緩解，價格也大幅下降，這勢必沖擊各類薄膜電池在成本上的優勢。此外，有資料顯示，薄膜太陽能電池的設備投資，幾乎是晶體硅電池設備投資額的10倍，籌資難度增高。
中國薄膜產業的發展歷程 目前，制造薄膜太陽能電池的生產技術非常多，已實現量產的技術主要有非晶硅、碲化鎘(CdTe)，銅銦鎵硒(CIGS)三種，另外還有染料敏化、砷化鎵、高分子聚合物材質等不同薄膜太陽能電池技術，但均未達到量產條件。其中非晶硅薄膜太陽能電池技術發展最早、所占市場份額最大，也是目前中國廠商發展薄膜太陽能電池的主要方向。
我國從上世紀80年代中后期就已引進非晶硅電池技術，哈爾濱科羅拉太陽能電力公司成為當時最早引進非晶硅太陽能電池生產線的發電企業;九十年代初，深圳宇康太陽能電池公司(拓日前身)引進第二條1MW非晶硅薄膜太陽電池生產線;九十年代中下期，深圳創益、深圳日月環等多家企業紛紛復制宇康公司生產線，非晶硅電池產業進入穩步發展態勢。不過這段時期的產品均為單結非晶硅薄膜電池組件，產品轉換效率只有3%-5%。
進入本世紀后我國非晶硅電池產業進入快速發展時期。自2004年天津津能開始引進2.5MW技術水平更高的微非迭層電池(a-Si/uc-S)生產線后，常州源暢、贛能股份、河北新奧集團、煙臺通用光伏、南通強生光電、保定天威集團等廠商，紛紛宣布涉足薄膜太陽能電池產業，并在2007-2008年掀起了一波薄膜太陽能電池投資熱。2009年民營清潔能源巨頭漢能控股集團正式進軍太陽能領域，并在四川、廣東、海南、浙江、山東、江蘇等地迅速建成薄膜太陽能產業研發制造基地，截止2012年底總產能已達到3GW。
由此，中國太陽能光伏產業格局發生重大變革，薄膜太陽能電池占整個中國太陽能電池產能的比例，根據拓墣產業研究所預計，將有望超過20%。而經過多年的自主研發，我國的非晶硅電池組件的轉換效率也提高至6%~10%，并得到發達國家的認可。
CIGS遭遇“中國式”困境 以First Solar為代表的CdTe技術線路，雖然達到多晶硅組件的轉換效率，仍難以避免人們疑慮Cd污染影響其推廣使用。在此情形下，兼具高轉換率和低材料成本的CIGS被視為性價比最高的薄膜太陽能電池備受推崇。全球第一個CIGS 薄膜太陽能電池商業化量產實現者為日本的Solar Frontier，其2007年初始轉換率為13%，如今更是提高至15%以上。
相比起來，中國國內CIGS產業起步更晚，受生產設備和技術瓶頸的制約，產業發展一直緩慢。相關數據顯示，2001年以前國內從事CIGS薄膜太陽能電池研究的單位極少，稍有影響的是天津南開大學光電子所和清華大學機械工程系功能薄膜研究室。南開大學光電子所教授孫云此前就表示，“從技術成熟度和生產成本上看，CIGS的產業化前景十分明朗，且其很多優勢(輕柔等)是晶硅所不具備的，將來的應用前景將會更加廣闊。”他呼吁，國際薄膜價值鏈已經逐步形成，中國企業需要提早布局規劃。
時至今日，國內確有多家企業參與到CIGS產業的投資中來，其中漢能薄膜發電更是通過一系列CIGS技術并購，成為全球領先的薄膜太陽能企業。另據行業機構預測，2015年中國CIGS薄膜太陽能電池總產能接近2GW，幾乎是目前全球所有CIGS薄膜廠商產能的2倍。這是否意味著中國CIGS薄膜太陽能的產業化進程將步入快車道?答案并非那么簡單。“與晶硅電池成熟的產業供需及配套大環境相比，中國CIGS薄膜廠商‘零敲碎打’、‘孤軍奮戰’的境遇顯而易見。” OFweek行業研究中心高級分析師馮輝說道。
自主創新與引進技術并重 不可否認，中國在發展CIGS薄膜太陽能電池產業上具有得天獨厚的有利條件。首先我國是全球最大的稀有金屬銦、鎵資源儲備和產出國，CIGS薄膜電池量產所需材料可以100%自給;其次，基于CIGS在下游終端市場的表現和上游制造環節的技術優勢，CIGS產業化大綱早被國家科技部列為“十二五”光伏規劃中，正在編制的“十三五”光伏規劃，應再次把CIGS薄膜電池技術作為我國未來發展重大科技項目。
但在孫云教授看來，相對資源和政策上的優勢，CIGS技術的不斷進步，才能在與晶硅技術的競爭中持續保持優勢。但對于起步相對較晚的國內CIGS產業而言，生產設備和技術瓶頸的制約也是顯而易見。在此背景下，我國發展CIGS薄膜太陽電池產業需要兩條腿走路：一是堅持核心技術自主創新，設備全球采購;二是對國外先進生產線進行“引進消化吸收再創新”。
如果說攻克CIGS薄膜生產設備是突破產業化最主要的技術瓶頸，那么引進生產線是在高起點平臺上自主創新加快實現產業化有效途徑。作為國內CIGS技術研發領域的先行者，孫云教授很清楚目前國內CIGS技術要取得突破的難度所在。他認為，中國企業在此時收購國外最先進技術及生產線，將其在中國落地，消化吸收再創新實現國產化，可使我國CIGS產業迅速達到世界前沿，大大縮短商品化時間，這也是我國快速發展的有效途徑之一。
在薄膜發電領域，漢能的一系列技術并購已經被證明是一個成功的案例。2012年3月，漢能控股集團收購了德國Q.cells SE公司的子公司Solibro;在接下來的兩年時間里，漢能控股集團先后將美國Miasole、Global Solar Energy和Alta Devices三家公司收至麾下。四家海外公司中，主攻CIGS的Miasole公司和主攻砷化鎵(GaAs)高效柔性薄膜技術的Alta Devices公司代表了當前世界在太陽能領域的頂尖水平，將成為漢能試圖進行技術嫁接的新跳板。
此外，孫教授還指出，CIGS作為薄膜發電最有前景的技術路線，本身有很多發展分支。每家企業所研發的銅銦鎵硒產品，它們各有各的技術優勢。“希望銅銦鎵硒不要再重蹈晶硅覆轍，拒絕價格戰，每家企業在各自的適用領域充分發揮不同產品的技術特性，共同把薄膜的行業盤子做大。”