First Solar (FSLR)：打造美国太阳能制造业冠军

太阳能热潮和中国的主导地位

在我们的文章中，太阳能时代——人类的光明未来“，我们解释了太阳能的兴起如何至少从长远来看引发我们能源供应的革命。

这在很大程度上是由于太阳能电池板成本不断下降，而其效率却不断提高。

来源: EIA

它为太阳能系统创造了一个巨大的市场，到 296 年价值 2025 亿美元，预计到 1.1 年将继续增长 2034 万亿美元，复合年增长率高达 16.4%。

来源: 优先研究

然而，从西方产业和政治秩序的角度来看，存在一个问题：太阳能生产的繁荣几乎完全是中国的事情，其余大型生产商也大多位于亚洲，通常通过组装中国零部件来完成。

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这对西方经济体来说是一个重大打击，尤其是在未来能源结构严重依赖太阳能的情况下。此外，绿色能源生态系统的其他部分，尤其是电池和稀土供应，也受到中国的严格控制，这无疑雪上加霜。

这就是特朗普政府与中国展开贸易战的原因，也是 3,521年2025月对东南亚太阳能电池板征收高达XNUMX%的关税.

而一家在美国大规模生产太阳能电池板的公司可能成为此次贸易紧张局势的最大赢家：First Solar。

硅、钙钛矿和碲化镉

硅片主导地位

到目前为止，大约 90% 的太阳能电池板都是使用基于硅的技术制造的，其中绝大多数采用多晶硅设计，取代了单晶硅的旧设计（单晶硅更耐用，但成本效益也较低）。

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然而，多晶硅技术研发也开始遇到收益递减点。因此，该行业正在寻找多种方法来提高太阳能电池板的效率。

另一种生产太阳能电池板的方法开始占据主导地位，这种方法本质上更能捕获更大范围的太阳能：钙钛矿。

钙钛矿的前景

钙钛矿，也常被称为薄膜太阳能电池，凭借其独特的晶体结构捕获太阳能。钙钛矿薄膜太阳能电池与碲化镉薄膜电池一起，是First Solar的技术重点。

“薄膜”一词源于产生电能所需的更薄的材料层，从而可以制造出更灵活、更轻的太阳能电池。

天然存在的钙钛矿由钙和氧化钛（CaTiO3）组成，但其他矿物可以具有相同的晶体结构，其化学式遵循“ABX3​​”规则。

钙钛矿太阳能电池可以与硅组合安装，也可以作为独立的太阳能电池安装。

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直到最近，薄膜电池才相对较新，主要用于对重量要求较高的应用。一个反复出现的问题是钙钛矿电池的衰减速度比多晶硅电池快得多，这一点一直困扰着人们。

自 2009 年制造出第一块钙钛矿太阳能电池以来，该技术已经取得了长足的进步，现在比多晶硅太阳能电池更高效。

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这是一个蓬勃发展的科学领域，过去几年来，研究实验室和大学取得了许多新的进展，例如：

• 使用氧化铝纳米颗粒将钙钛矿太阳能电池寿命提高 10 倍.
• 使用酰胺保护钙钛矿电池免于降解.
• 使用薄膜电池为自主无人机的更长飞行提供动力。
• 钙钛矿的许多非太阳能应用，从 钙钛矿发光二极管（PeLED） 至 气相沉积钙钛矿为下一代半导体提供动力, 基于钙钛矿的激光器， 甚至 基于钙钛矿的光子计算？

碲化镉替代品

碲化镉是另一种薄膜太阳能电池技术，其效率高于硅基电池。它是目前First Solar青睐的，也是最成熟的硅基太阳能电池替代品。

来源: 能源部

由于其生产流程基本自动化，因此受劳动力成本差异的影响相对较小。这使得其在西方国家的生产更具竞争力，尤其是在本地销售且省去了运输成本的情况下。

来源: 能源部

First Solar概述

First Solar 是一家历史悠久的太阳能公司，自 1999 年起活跃于市场。它是美国乃至整个西半球最大的太阳能电池板制造商，在美国、印度、马来西亚和越南设有生产基地。

该公司位于俄亥俄州的工厂是西半球最大的太阳能制造工厂，预计 2025 年将在阿拉巴马州投产新工厂。

该公司没有使用经典的晶体硅技术，而是使用 其专有的薄膜光伏发电它们以碲化镉为基础，比大多数硅电池效率更高，生产成本更低，而且易于大规模生产。

来源: 能源部

First Solar 的碲化镉薄膜太阳能电池板也更加耐用，89 年后仍能保持 30% 的原始性能，使其在薄膜电池和太阳能电池板领域均处于领先地位。通常，30 年以上的较长部署周期可以降低资源消耗。

来源: 第一太阳能

碲化镉还可在炎热气候下提供 4% 以上的年发电量，在高湿度条件下提供高达 4% 以上的年发电量，使其在高绝缘环境中表现更佳，在这种环境中，湿度和热量通常会降低多晶硅板的性能。

First Solar的增长和市场份额

该公司成立于 1999 年，最初在佩里斯堡拥有 74,000 平方英尺的工厂，创造了 50 个工作岗位。

如今，该公司正在迅速扩大产能，从目前的每年 16GW 额定产能到 25 年将达到 2026GW。其中，14GW 将位于美国俄亥俄州、阿拉巴马州和路易斯安那州。

该公司历史上也是一家非常注重研发的公司，累计研发投资已达 1.5 亿美元。

该公司的薄膜技术总体上比基于硅的太阳能电池板技术更加环保，在生命周期内，其碳足迹比硅板低 4 倍，水足迹低 4 倍。

每年，First Solar 产品通过其全球运营和供应链减少 7 倍以上的温室气体排放。

第一太阳能制造公司

不同的生产工艺

该公司专注于薄膜半导体技术，使其能够完全垂直整合，这与基于硅的太阳能电池板行业截然不同。

与设立多家工厂、每个参与者专注于多晶硅净化等一个环节不同，生产一块太阳能电池需要很多天的时间，而 First Solar 可以在不到 4 小时内从原材料到成品完成整个生产过程。

来源: 第一太阳能

最终，First Solar 使用的半导体材料比传统晶体硅技术减少了 98%。

垂直整合代表着一项战略优势，因为它使First Solar能够完全独立于中国供应链。相反，它可以利用半导体供应链，在短短18个月内完成新工厂的建设和运营。

资源与回收

碲化镉的生产是其他采矿活动的副产品，直到不久前还被认为是采矿废料，而非宝贵的资源。镉来自锌硫化矿的精炼，铅和铜的含量较少；而碲化物则产自铜和铜金斑岩型矿床。

这意味着无需启动新的采矿活动来生产 First Solar 的太阳能电池板，从而进一步改善其环保状况。

另一个因素是薄膜太阳能电池板的可回收性非常高，其材料回收率高达 90%。

这比其他类型的太阳能电池板更为重要，因为镉是一种重金属，如果在太阳能电池板使用寿命结束时管理不当，可能会污染土壤和水源。

剩余5-10%的回收组件废料主要由玻璃细颗粒组成，这些颗粒会被除尘系统和高效微粒空气（HEPA）过滤系统捕获。因此，这些“废物流”并不富含镉，也不会构成长期污染风险。

来源: 第一太阳能

回收过程的技术简便性帮助 First Solar 创建了“回收服务协议”，该公司在该协议中主动承担其太阳能模块寿命终止的责任。

这不仅有助于销售、降低污染风险，还能为公司提供碲化镉的循环供应。

“每售出一个模块，我们还会出售一项服务，即回收使用寿命终止的模块并进行回收。

那基本上比欧洲出台相关法规早了8年。现在我们有了电子废物指令，光伏是其中的一部分。

安德烈亚斯·韦德 – First Solar 全球可持续发展总监未来科技

这一流程还可以进一步改进，因为 First Solar 正在研发一种移动回收装置，可以将其运送到即将退役的太阳能发电场，以减少不必要的运输。

推进太阳能技术：First Solar 的下一步计划

First Solar 的研究和产品开发团队预测，到 25 年，薄膜 CdTe 电池效率将达到 2025%，到 28 年，电池效率将达到 2030%。

从长远来看，First Solar 希望将其在碲化镉薄膜方面的经验融入钙钛矿技术，从而使太阳能电池板更加高效。

来源: 第一太阳能

4 年第四季度，该公司开发了钙钛矿产能，以获得“开发线已准备好生产模拟制造条件的技术样品“。

使用钙钛矿薄膜和镉硅薄膜的串联电池也是可能的，并且可能代表该公司技术的最后阶段。

尽管 First Solar 目前主要专注于使用碲化镉的薄膜太阳能，但其在非硅太阳能电池板制造和薄膜大规模制造方面的专业知识可能使其在钙钛矿领域占据显著领先地位，尤其是考虑到其与该领域一些顶尖研究人员的深厚联系。

市场条件

美国制造

在关税、贸易战以及中国稀土出口禁运的背景下，西方国家可再生能源产业的未来难以预测。

稀土短缺可能严重影响供应链中的许多参与者，特别是那些与磁铁等部件（风力涡轮机、电动汽车）相关的参与者，或依赖从中国进口多晶硅或太阳能电池的参与者。

然而，事实上禁止从亚洲进口太阳能电池板对First Solar来说却是一个巨大的机遇。碲化镉不仅不是一种稀缺资源，也不依赖中国，而且该公司还制定了一项有意识的战略，从美国采购其他材料。

这包括其 100 系列模块采用 7% 美国玻璃和钢材，这是一个重要因素 进口钢铁和铝的关税将升至50%.

反过来，这些供应商又得到补充供应链的支持——例如，俄亥俄州生产的玻璃使用密歇根州开采的沙子和怀俄明州的纯碱。

需求大于供应

随着美国大力加快对太阳能的投资，这种“美国制造”供应链发挥了重要作用。

来源: 第一太阳能

更广泛的背景也很重要。美国正在寻求引领人工智能和再工业化，同时也在逐步摆脱对供暖、交通和制造业的化石燃料解决方案。

所有这些目标都将需要大量的新发电能力，从天然气到核能和太阳能，一切都将需要满足需求。

该公司目前面临不断增长的积压订单（仅 0.6 年第一季度就增加了 1GW），到 2025 年总计将达到 66.3GW。

来源: 第一太阳能

因此，即使新政府取消了部分太阳能补贴，但很明显，关税的影响、与中国脱钩的战略重要性、太阳能需求的增加以及美国因多种大规模趋势而不断增长的电力需求都将使 First Solar 受益。

结语

尽管第一太阳能公司拥有独特的优势，可以从贸易战中受益，但迄今为止，其股价并未体现出太大的利益，因为整个可再生能源行业都担心特朗普政府对该行业的敌意。

这确实会对风电项目、电动汽车生产、电池生产，甚至依赖硅技术的太阳能电池板制造商产生严重影响。

但这些都不适用于 First Solar，因此对于愿意尝试创新太阳能技术的投资者来说，这可能是一个机会。

撇开当前的地缘政治动荡不谈，长远来看，另一个关键因素是薄膜太阳能电池的产量优于硅基太阳能电池。目前只有钙钛矿技术能够挑战碲化镉的优势，但这些技术在制造工艺方面有很多共同之处，与硅基电池几乎没有重叠。

这并不是说中国企业不能在国际市场上成为强劲的竞争对手，尤其是隆基绿能科技（601012.SS) 34.85% 高效硅钙钛矿串联太阳能电池.

然而，似乎在美国拥有一个受到一定程度保护的市场可能会让第一太阳能获得迄今为止只有中国公司才能获得的规模和供应链控制权，从而导致其在太阳能行业占据主导地位。

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