光伏电池及光伏行业新产品开发与管理分析

摘 要：太阳能光伏技术是利用半导体材料的光电效应将太阳能直接转化为电能的一种技术形式，是太阳能利用的一种重要形式。根据目前世界能源形势走向，光伏能源在未来将扮演举足轻重之角色。论文介绍了光伏行业的发展情况及光伏电池新产品的评价指标，最后通过两个案例分别分析了新产品上市成败的关键因素：准确市场预测、政府政策支持、产业链支撑等。最后提出了我国光伏行业新产品开发、管理与盈利需要重点关注的因素。

关键词：太阳能光伏，评价标准，新产品

1光伏行业市场发展概况

太阳能光伏技术是利用半导体材料的光电效应将太阳能直接转化为电能的一种技术形式。按目前的发展趋势，煤、石油和天然气等化石能源包括核电站所用铀材料在100-200年终将消耗殆尽，2030年光伏发电将占到世界能源供给的10%左右，2050将占到25%，2050年以后逐步成为最主要能源形式，由补充能源转变为主力能源。

中国光伏市场迅速发展。全球光伏市场（按交付使用的总装机容量）在2005-2009年实现了复合年增长率45%的高成长，全球光伏发电的总装机容量由1460MW增长到6430MW。在中国，光伏行业也迅速发展，光伏行业作为“绿色GDP”受到各地政府的追捧，在贷款、土地等方面取得了政府支持，各地纷纷上项。根据我国可再生能源中长期发展规划给出的数据，同样看出中国未来的能源和电力来源也必然是太阳能。

2005年起，我国已经逐步形成了以太阳电池生产较完整的光伏产业链，从上游到下游依次包括：多晶硅原材料制造、硅锭/硅片生产、太阳电池制造、组件封装和光伏系统集成应用等。中国光伏产业在2005-2008年每年以200%的速度增长，2008年上半年已经成为世界第一大太阳电池生产国，年产值2000亿元，就业人数20万，然而98%的产品销往国外，国内安装量仅占2%。2008年下半年，金融危机风暴席卷全球，光伏发电市场也迅速下滑，中国的光伏产业受到极大冲击。中国光伏行业却仍增长了58%，远高于世界平均水平45%。目前，中国已经成为世界第一大光伏产品制造国。

2光伏电池新产品主要评价指标

（1）光伏电池新产品可用程度评价指标

能量回收期定义：光伏系统几年内能把自己寿命期内消耗的能量回收回来。显然，回收期愈短愈好。能量回收期越快表示在太阳能电池使用地电池可用程度。按照测算结果，商业化薄膜太阳电池的能量回收期大约只有1年。产品完全可以利用光伏发电来使用光伏电池。

TP = EP / ES

式中：TP（年）为光伏电池能量回收期；EP为制造光伏系统所消耗的能量；ES为阳光下光伏发电系统的发电量；EP与所采用的光伏电池种类，光电转换效率，生产这种电池所采用的工艺技术路线，以及光伏电池、光伏组件、光伏系统（含配套部件）的所有制造过程的能耗紧密相关。ES与当地的阳光资源，系统设计的合理性，所采用的上网控制逆变器的DC/AC转换效率有关。能量回收期TP（年）与EP成正比，而与ES成反比。

（2）光伏电池新产品光电转换效率评价指标

光伏电池的光电转换率表示入射的太阳光能量有多少能转换为有效的电能。

η=（光伏电池的输出功率/入射的太阳光功率）*100% = （Vop *lop/Pin* S）*100%其中Pin是入射光的能量密度，S为太阳能电池的面积，当S是整个太阳能电池面积时，η称为实际转换效率。Vop *lop为输出功率（产品会标识该指标）。

光伏电池转换率将决定哪家企业成为竞争中的优胜者。各种技术的成本均有大幅下降空间，且随成本下降其对总成本影响边际效应减弱，不如通过提高转换率技术的杠杆效应大，各种技术的转换率将在未来成为主要的竞争因素。

3决定光伏电池新产品成败的关键：经典案例分析

新产品经历开发、基于过程的管理、市场导入、试销等环节后最终需要通过市场销售与盈利情况来评价新产品的成败。以下以光伏行业巨头无锡尚德电力的新产品成功和失败的案例，分析探讨决定光伏电池新产品成败的关键决定因素。

3.1准确的市场预测与政府政策支持使得新产品迅速获利

2000年前中國市场没有高品质多晶硅光伏电池，相对于中国市场而言是新产品。2000年，尚德尚未成立，学习太阳能留学归来的施正荣博士在沿海各地宣讲为创业以筹集资金，并召集一批人作为尚德电力早期的创始人。无锡尚德电力创始人施正荣、杨怀进、张凤鸣和泰德等人认为光伏技术具有巨大的市场潜力，预测判断以下因素将继续驱动光伏工业的发展，同时这些因素也将使光伏产品的需求量将上升：

（1）日益增长的能源需求与化石能源的价格不断升高；

（2）环保意识的增强与化石能源的限制使用；

（3）中国政府将支持绿色环保的太阳能产业发展；

（4）相比于传统能源及其他形式的可再生能源；

（5）使用太阳能与常规能源成本差距逐渐缩小。

于是，他们开始创建研发中心，招聘培训技术人员。作为新兴产业项目，多方投资者质疑其太阳能光伏技术投产的可行性，无锡尚德经历了艰难的初创时期。在这种情况下，经过创始人施正荣与无锡政府多次谈判最终通过了项目，并召开了投资者的会议。同时，从无锡市政府处取得了部分标准厂房的无偿使用权，尚德电力的前身无锡尚德于2001年正式成立。

2002 年8月，无锡尚德引用德国先进技术完成了国内最先进的多晶硅太阳能电池生产线的安装，生产出当时中国光伏高端市场上的新产品——多晶硅光伏太阳能电池。无锡尚德管理层认为自身的先进技术能够通过扩建产能产生的规模效益发挥优势。随着技术投入、产能规模的提高，原材料利用效率也会提高，进而降低单位产品的生产成本。如表所示，2002-2005年，无锡尚德预计技术市场前景下，为追求规模效益而不断扩建光伏电池产能。

准确的市场预测与德国政府政策出台为新产品光伏电池打开了销路。刚刚度过初创时期的无锡尚德摆脱了资金短缺的困境，产品销售情况也逐渐好转。第一条生产线投产两年后，欧洲太阳能市场尤其是德国市场的销售收入大幅度增长。原因在于德国修订《可再生能源法》，对太阳能出台了新一轮补贴计划。德国在全球光伏行业政策引导中具有示范效应，对全球光伏的发展影响较大。受此影响，2004年德国市场需求膨胀，并对全球光伏市场需求增长有促进作用。在此背景下，国内的光伏产业企业中尚德技术优势明显有能力拿到更多的德国市场的订单进行生产。2004年德国市场销量收入同比增长了23倍，占总销量的比重上升至72.1%，成为无锡尚德产品第一大市场。

准确的市场预测与政府政策支持使得新产品迅速获利。受主要市场德国需求增长的影响，无锡尚德收入增速显著提升，仅三年时间收入从13.9百万美元增长至226百万美元，增长15倍。收入增长的同时，无锡尚德产品结构发生改变，光伏组件替代光伏电池成为主导产品。在需求膨胀以及收入迅速增长的作用下，2002年仍然亏损的无锡尚德在2003年扭亏为盈，并且在接下来的两年时间无锡尚德利润迅速增长，2005年便实现高达30.6百万美元的净利润取得行业领先地位。

其于2004年被PHOTON International评为全球前十位太阳电池制造商，已经建成了国内最大、最先进的光伏产品生产线。经过短短几年的大发展，尚德公司的产品技术和质量水平已完全达到国际光伏行业先进水平。作为核心资产，无锡尚德集中尚德电力95%以上产能。施正荣整合股权后，高盛、英联等海外资本顺利入股，尚德电力转制为外资企业，公司于2005年12月14日在纽约证券交易所上市，并成为第一个在纽约证券交易市场成功上市的中国民营企业，尚德电力是上市壳公司，无锡尚德为实体企业。

3.2缺乏产业链支撑与低价替代品导致新产品亏损

光伏电池发电技术可以大致分为晶硅电池技术和薄膜电池技术两大类。目前，晶硅电池技术在光伏发电领域是占据着绝对优势的主流技术。晶硅电池技术主流下也不乏有反例，全球市值最大的太阳能上市公司美国First Solar并非使用主流的晶硅电池技术，而是薄膜电池技术的典型代表。较之多晶硅光伏电池，薄膜电池的光电转化率偏低，但其材料消耗量、生产成本、制造能耗和平均售价都比前者低出很多。在生产成本和产品毛利率上明显优于采用晶硅电池技术的生产厂商。同时，薄膜电池的市场前景看好，市场潜力巨大。薄膜电池具有成本优势与良好市场前景。

薄膜电池专业博士出身的无锡尚德电力总裁施正荣曾对其颇为重视。2007年5月，无锡尚德宣布将投资3亿美元发展薄膜电池，并计划在2010年形成400MW的产能。然而，2010年8月初，无锡尚德电力却突然停止了在上海的亏损的薄膜太阳能电池新产品生产，转型晶硅电池生产。是什么原因导致新产品薄膜电池非但没有发挥其成本优势与良好市场优势，反而给尚德电力带来巨额亏损？

原因一：替代品成本降低。无论是晶硅电池还是薄膜电池，其产品使用效果是一样的。金融危机以后，多晶硅价格从400美元/公斤一路下滑到了50美元/公斤上下，这让多晶硅从占据电池总成本的50%降到了25%。而与之相比，薄膜电池同期成本仅下降了10%。晶硅太阳能电池板的成本骤降，晶硅板仅售每瓦特1.85美元时，作为薄膜电池的替代品其竞争力越来越强。替代品成本下降导致生产薄膜电池的成本优势丧失。

原因二：国内没有产业链支持。为推出新产品薄膜电池，无锡尚德电力建立三条薄膜太阳能生产线。国内市场上没有完整的薄膜电池产业链，搭建新产品生产线的成本较高。例如：支持系统需要从国外采购，无锡尚德电力购买了美国应用材料公司的SunFab系统，来制造薄膜电池板，使得生产的薄膜电池板成本较高。一条薄膜电池生产线价格是晶硅电池的3倍左右，配套的相关设施价格也是晶硅电池数倍以上。国内没有成熟的产业链支撑，新产品开发的企业需要自己承担更高的引进与安装成本。

另一個由于缺乏产业链支持新产品开发的失败例子就是无锡尚德的新产品——冥王星电池。太阳能光伏电池领域最顶尖的技术叫做Pluto（冥王星）技术，全球只有中美两家公司研发。并且只有中国的无锡尚德研发成功。尚德与新南威尔士大学之间合作研究冥王星高效电池技术，通过进一步完善已经将该电池效率提高到了20.3%的世界纪录，标志着尚德冥王星系列高效电池的一个飞跃，将其原有的19.6%的转化效率提升到太阳能电池效率的一个新高点。然而，就是这样一个领先于世界的新产品却因国内产业环境与产业链不支持导致无法量产。

4光伏电池与光伏行业新产品分析的总结

光伏电池与光伏行业新产品开发、管理与盈利需要重点关注以下几点：

（1）光伏电池与光伏行业新产品开发的政府政策、市场环境与技术环境不稳定。受政府补贴政策和经济周期影响，光伏电池与行业市场并不稳定（例如：2009年西班牙降低光伏电价补贴，西班牙的市场迅速下降52%）。光伏行业还是一个未完全市场化的、受政策影响较大的行业。国内没有成熟的产业链技术支撑，国内企业新产品开发需要自己承担更高的引进与安装成本。

（2）我国光伏电池“两头在外”的商业模式使得新产品市场风险加大。长期以来我国光伏行业形成了“两头在外”的商业模式，即晶硅原材料的供应主要由海外控制，光伏产品的终端市场也主要由海外提供。我国光伏行业的高对外依存度使得丧失主动权。

（3）新产品开发需要警惕企业经营与财务风险。全球光伏电池市场的供需关系在2009年发生逆转。市场下滑和产品过剩导致激烈的竞争和价格大幅下降和全球范围内的产业洗牌。很多没有融资能力、降价能力和创新能力的企业都面临被兼并或破产的危险。行业老大尚德电力于2013年已经因产品生产线投资过度和财务危机破产重组。

光伏行业新产品开发投资机会与风险并存，需要在把握机会与控制潜在风险之间进行权衡。一方面，如果不进行新产品开发投资或是投入较少，一旦未来市场发展较好，企业就会因前期未及时投资而失去机会，进而无法取得投资收益；另一方面，企业进行新产品开发投产并且为满足融资需求而背负大量债务。未来市场出现萎缩导致投资不能取得预期回报，同时随着债务偿还压力加大，财务流动性风险也进一步加大。

光伏产业新产品技术发展及趋势如下：（1）商业化电池效率不断提高；（2）太阳电池组件成本大幅度降低；（3）薄膜电池的产业化进程加快；

参考文献：

[1]关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知（国发〔2009〕38号）.

[2]尚德电力（STP）招股说明书及年度报告（2000-2012）.

[3]无锡尚德：科技创新让“中国的太阳”照亮世界[N]，新华网，2009.06.07.

[4]中国光伏行业发展报告，2005-2013，中国可再生能源发展项目办公室.

[5]朱晋伟，吴媛媛等.尚德太阳能电力公司考察[M]，北京：经济管理出版社，2013.

作者简介：

陈旭，出生年月：1990.8.18，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：宁夏回族自治区银川市，当前职务：科长，学历：大学本科