近年來，太陽能發(fā)電的移動(dòng)應(yīng)用日趨廣受關(guān)注。在移動(dòng)能源時(shí)代到來的今天，屋頂?shù)奶柲軣崴骰蚴堑孛娴奶柲茈娬径家殉蔀檫^去，眾多玩家開始入局薄膜太陽能。薄膜太陽能因輕薄柔、弱光性好、顏色可調(diào)、形狀可塑的優(yōu)勢(shì)特性在BIPV(建筑光伏一體化)、汽車、便攜式穿戴用品結(jié)合等方面存在差異化的競爭力。以漢能為例，就基于先進(jìn)的銅銦鎵硒薄膜太陽能技術(shù)，開發(fā)了漢瓦、漢墻、漢傘、漢包、漢紙等一系列終端應(yīng)用產(chǎn)品。
與此同時(shí)，2015年以來國家能源集團(tuán)(原神華集團(tuán))、中建材等大型國有企業(yè)及錦江集團(tuán)等大型民營企業(yè)，先后為布局薄膜太陽能市場(chǎng)投入資金超過了470億元。薄膜太陽能已被列入國家戰(zhàn)略，國內(nèi)銅銦鎵硒的產(chǎn)能呈規(guī)模化擴(kuò)張，推動(dòng)國家能源供給側(cè)改革，滿足日漸增長的移動(dòng)能源需求。與此同時(shí)，銅銦鎵硒中的“銦”，因其儲(chǔ)量和產(chǎn)能均不高的稀有性，會(huì)不會(huì)成為制約薄膜太陽能產(chǎn)業(yè)的掣肘，也引發(fā)了部分行業(yè)人士的擔(dān)憂。
應(yīng)用規(guī)模不足以觸動(dòng)供求關(guān)系
銦(Indium)于1863年由德國化學(xué)家賴希(H.Richter)在鋅精礦中發(fā)現(xiàn)的，屬稀散金屬，且迄今未發(fā)現(xiàn)單一的或以銦為主要成分的天然銦礦床。在自然界中，銦礦物均以微量的形式分散伴生于其它礦物中，目前有工業(yè)回收粗銦價(jià)值的礦物主要為閃鋅礦。許多合金在摻入少量的銦之后，可以提高強(qiáng)度、延展性、抗磨損與抗腐蝕的性能等，從而使銦得到了“合金的維生素”這樣的美名，也有人稱之為“奇妙的銦效應(yīng)”。
盡管中國銦儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的73%以上，是全球第一大銦儲(chǔ)量國，但目前，由于未發(fā)現(xiàn)獨(dú)立銦礦，工業(yè)通過提純廢鋅、廢錫的方法生產(chǎn)金屬銦，回收率約為60%-70%。此外，根據(jù)USGS(美國地質(zhì)勘探局)的統(tǒng)計(jì)，全球銦(粗銦)探明儲(chǔ)量預(yù)估5萬噸，其中目前可開采的占50%。由此計(jì)算，在探明儲(chǔ)量、可開采量不增長以及銦回收率不提升的基礎(chǔ)上，目前能夠得到可以使用的銦大約有1.5萬噸-1.8萬噸。
但現(xiàn)階段看，銦尚不構(gòu)成對(duì)銅銦鎵硒應(yīng)用的影響。“國家能源集團(tuán)方面相關(guān)研發(fā)人員表示：”倘若將全球1.8萬噸可使用的銦，全部生產(chǎn)銅銦鎵硒電池，能生產(chǎn)1800吉瓦，即使只有十分之一的量用到生產(chǎn)銅銦鎵硒也能生產(chǎn)180吉瓦，就目前的銅銦鎵硒產(chǎn)能而言，銦資源還是十分豐富的。
另外據(jù)了解，中國不僅是全球第一大銦儲(chǔ)量國，還擁有株冶集團(tuán)、中金嶺南、鋅業(yè)股份等多家全球領(lǐng)先的銦生產(chǎn)商，能夠?yàn)槌掷m(xù)增長的需求量提供強(qiáng)有力的供給?？v觀金屬銦近10年的價(jià)格走勢(shì)，除了2014年炒作導(dǎo)致銦一度狂飆至5000元/千克，近幾年基本都一直徘徊在成本價(jià)附近，大概在1400-1580元/千克之間。在偶發(fā)因素的刺激下，價(jià)格出現(xiàn)一定幅度的上漲是正?，F(xiàn)象，但從綜合存儲(chǔ)量和產(chǎn)能等各方面看，銦價(jià)波動(dòng)不會(huì)偏離正常價(jià)格區(qū)間太多。
積極探索降本方法降低銦用量
國家能源集團(tuán)方面相關(guān)研發(fā)人員同時(shí)也表示，“但中長期看，若銅銦鎵硒組件得以在BIPV、汽車、飛機(jī)，甚至工商業(yè)分布式、大型地面電站等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并且在回收銦的技術(shù)上沒有突破的前提下，那么，囿于銦的儲(chǔ)量、生產(chǎn)，大概率會(huì)影響銦的供求關(guān)系，從而影響銅銦鎵硒的生產(chǎn)成本。”
實(shí)際上，以漢能為代表的新能源企業(yè)在規(guī)模化擴(kuò)張銅銦鎵硒產(chǎn)能的同時(shí)，也都在積極探索降本方法。如開發(fā)新型等離子噴涂靶材技術(shù)、靶材噴涂中損耗及殘靶上的銦回收、RC鍍膜產(chǎn)生固廢銦回收、芯片切割及Web邊緣的銦回收等手段，都是目前較為可靠的方案，可以大幅降低對(duì)銦的市場(chǎng)需求。此外，在銅銦鎵硒電池中適當(dāng)增加鎵的成分、減薄電池膜層等方式，也可以減少銦的用量。
經(jīng)測(cè)算，靶材噴涂中損耗及殘靶上的銦回收率為98%，RC鍍膜產(chǎn)生固廢及無效Web上的銦回收率為95%，銅銦鎵硒芯片轉(zhuǎn)換效率以及生產(chǎn)良率的持續(xù)穩(wěn)步提升，也能夠降低約15%左右的銦用量需求。隨著銅銦鎵硒研發(fā)技術(shù)提升，轉(zhuǎn)換效率提高，生產(chǎn)良率提高，回收技術(shù)的充分利用，1吉瓦的銅銦鎵硒銦凈用量將降低到10噸以下，而中期目標(biāo)則為5噸/吉瓦-6噸/吉瓦。
據(jù)了解，漢能以濺射法生產(chǎn)銅銦鎵硒組件的技術(shù)路線，薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)19%，量產(chǎn)冠軍組件(AA)達(dá)到18%，為銅銦鎵硒柔性濺射法的世界紀(jì)錄。制備此薄膜太陽能電池的過程中采用的一項(xiàng)名為《一種制備合金金屬粉末的霧化裝置》的專利技術(shù)近日獲頒“中國好專利”獎(jiǎng)項(xiàng)，此《薄膜太陽能電池大規(guī)模生產(chǎn)的制造裝置與方法》獲“中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)”。
隨著開采技術(shù)、鉆探技術(shù)、提純技術(shù)、回收利用技術(shù)以及銅銦鎵硒電池的制備技術(shù)不斷提高，銦的供需已經(jīng)進(jìn)入到相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期。銅銦鎵硒薄膜產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入更低成本的高速發(fā)展期，萬億級(jí)薄膜太陽能市場(chǎng)將全面開啟。稀有金屬“銦”也將物盡其用，在穩(wěn)步發(fā)展中迎來更廣闊的施展空間。