（报告出品方/作者：长江证券，范超、邬博华、李浩）

光伏发电的基本原理。光伏发电是根据光生伏打效应原理，即当半导体受到光照时，某光线的光子会被半导体晶体吸收，形成空穴-电子对，在半导体内部的PN结产生的内电场作用下，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差，由此形成了电源。

光伏电池的分类。根据不同的标准光伏电池可划分为不同的类别：按结构分类，可分为同质结、异质结、肖特基太阳电池；按结晶状态分类，可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形；按所用材料分类，还可分为晶硅阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池等。目前最常用的分类方法为按照材料进行划分电池类型，主要分为晶硅以及薄膜电池两大类。

晶硅电池：作为最早出现的光伏电池，被称为第一代半导体电池。由玻璃、EVA、电池片、背板和电池板等组成。硅材料是一种半导体材料，太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应形成空穴电子对，在内电场作用下形成电流。晶硅电池包括单晶硅及多晶硅两种，其中单晶硅依靠效率优势，目前占主导。

薄膜电池：第二代太阳能电池。薄膜电池是指在玻璃、柔性聚合物等基板上沉积一层厚度不大于20微米的薄膜，并在这层薄膜中制作PN结等形成的太阳电池。薄膜太阳电池主要包括硅基薄膜、铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）、钙钛矿及有机薄膜电池等。

当前晶硅电池占据绝对主导。复盘过往光伏电池历史，薄膜电池也曾占据重要位置，薄膜电池占比达到顶峰在30%以上，但随着光伏行业的快速放量以及晶硅电池的效率持续提升以及成本逐步下降，薄膜电池虽然总量持续增长但占比逐步下降。截至年，全球光伏电池市场中单晶硅电池占比约80.4%、多晶硅15.5%、薄膜电池约5.1%。

CdTe在薄膜电池中占据绝对主导。依据CPIA数据，全球薄膜电池的产能接近10GW，产量约为6.48GW，同比增长5.5%。从产品类型来看，年碲化镉薄膜电池的产量约为6.2GW，其中国外6.12GW，国内80MW，在薄膜太阳电池中占为95.7%；铜铟镓硒薄膜电池的产量约为MW，其中国外MW，国内50MW，占比为4.2%；硅基薄膜电池产量10MW，占比不到1%。

性价比优势明显，碲化镉电池成为主流。碲化镉薄膜电池具有较低的制造成本，主要由其电池结构、原材料及制造工艺等方面决定的：

首先，碲化镉薄膜电池是在玻璃或是其它柔性衬底上依次沉积多层薄膜而形成的光伏器件，相对结构大大缩短了生产时间，使制造成本明显下降。据美国FirstSolar数据显示，碲化镉薄膜太阳能电池组件全流程生产时间小于2.5小时。

其次，碲化镉的吸收系数在可见光范围高达/cm，因此碲化镉薄膜太阳能电池理论上吸收层厚度在左右，原材料消耗极少。最后，碲化镉属于简单的二元化合物系统，容易生产单相材料，制备方法容易实施，有效降低了制造成本，且相对铜铟镓硒的原料更容易获得也更便宜。

BIPV的全称为建筑光伏一体化（BuildingIntegratedPhotovoltaic,BIPV），即将光伏组件集成于建材，建筑利用太阳能的产品。在光伏发电端，随的不断进步，组件成本长期持续保持下行趋势，这使「光伏+建筑」的应用场景逐步具备商业价值。

分布式光伏刚刚起步。根据国家能源局，截至年底新增分布式光伏装机15.52GW，其中户用装机在10GW左右，其余基本为工商业装机规模。据此，按照每米装机Wp计算，可得户用装机面积在0.5亿，对应住宅类屋顶的渗透率为12.3%；工商业装机面积0.3亿，对应渗透率在10.6%；合计装机面积0.8亿平米，对应渗透率10%左右。

薄膜电池是BIPV最优选择

透光率可调且可满足定制化的需求。生产晶硅电池时，制绒环节中硅片表面腐蚀量的不同最终会导致电池片产生色差，常见的色差种类包括红片、花片和部分阴阳片。将晶硅电池封装加工成BIPV组件后，晶硅电池的色差会严重影响BIPV组件的美观性。即使通过分选将颜色相近的电池片封装在同一块组件中，电池片的颜色决定晶硅组件主要是深蓝、浅蓝等蓝色系色彩，比较单调，无法满足BIPV建筑对色彩的多样化需求。

碲化镉薄膜太阳能电池生产技术及其生产工艺的优势，电池组件透光率可调，尺寸大小可定制、颜色图案可变，色彩整体性强。如成都中建材通过激光细镂空技术提高透光率并通过UV彩打玻璃叠层技术实现花纹的定制等。此外，晶硅电池的韧性相对不佳，很难对其进行弧面设计，大大限制了晶硅电池的应用场景，而且晶硅电池因为高度标准化的原因，尺寸调整也较为不便。

弱光性强且温度系数低，适用性更好。CdTe是直接间隙材料，对全光谱吸收都较好，所以在清晨、傍晚、积雪、积灰、雾霾等弱光条件发光效果明显优于间接带隙材料的晶硅电池。在较低辐照度下，碲化镉比晶硅早发电1个多小时，说明碲化镉在弱光下有更高的电压。此外碲化镉薄膜太阳能电池组件的温度系数约为-0.21%/℃，晶硅电池的温度系数在-0.45%/℃左右。因此其发电量比标称功率相同的晶硅电池多，也更适合于高温环境。当组件工作温度在75℃时，发电能力比晶硅电池高出15%。

薄膜电池热斑效应小。当晶体硅光伏组件中某块太阳电池被遮挡时,电池电压将会被偏置成负载,消耗其他电池发的电。因此,这块电池的温度会比其他电池更高,从而产生热斑效应。长期的树叶，杆身，树木等阴影遮挡下，易导致热斑效应，局部温度过高，烧坏组件，极易产生火灾。而碲化镉等薄膜电池的垂直划线设计可将电力损失降到最低。因此在城市等复杂环境下，薄膜电池更加适用。（报告来源：未来智库）

政策支持加速薄膜电池发展

符合碳排放控制目标，薄膜电池是更清洁的可再生能源。美国能源部布鲁克文国家实验室的科学家就镉排放的问题，系统地研究了多个常规能源和核能的单位发电量的重金属排放量，在太阳能电池的分析中，考虑了将原始矿石加工得到制备太阳能电池所需材料、太阳能电池制备和使用等全寿命周期过程，研究结果表明天然气和碲化镉排放量都处较低水平。此外依据FirstSolar数据，碲化镉电池相较晶硅电池具备，具有最小的碳足迹、最快的能源回收时间和最低的行业生命周期用水。

政策导向明确，部分地区已经先行。年10月13日，住建部正式发布了国家强制性规范《建筑节能与可再生能源利用通用规范》，自年4月1日起实施。这是建筑节能与可再生能源利用领域国家全文强制性规范。要求新建及改扩建项目的可行性报告及设计文件必须包含可再生能源利用及建筑碳排放分析报告，且施工图设计文件必须明确相关系统运营的技术要求；且要求光伏组件设计寿命高于25年，对不同电池的衰减系数做出了明确要求。

此外从地方政策看，年9月安徽蚌埠发布《蚌埠市薄膜太阳能发电系统产品在建筑上推广应用工作方案》，提出在新建公共建筑及居住建筑均需按照一定比例安装薄膜电池；近日，国务院印发《关于支持北京城市副中心高质量发展的意见》，大力推广绿色建筑，新建大型公共建筑执行三星级绿色建筑标准、将安装光伏设施作为强制性要求。

绿色建筑及光伏相关补贴政策。近年来绿色建筑成为各地

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