光伏产业知识

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1、光伏产业知识介绍光伏产业是新能源产业的重要组成部分，也是国家七大 战略性新兴产业之一。发展光伏产业对于转变能源发展方式 和用能方式、促进节能减排、带动相关产业发展具有十分重 要的意义。一、光伏产业链简述利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效 应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的 应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”，包括高纯多晶 硅原材料生产、太阳能电池片生产、太阳能电池组件生产、 相关生产设备的制造等。光伏产业链：硅矿到工业硅（由石英矿石即二氧化硅和 炭粉在高温条件下反应生成粗硅，粗硅先后与氯气和氢气在 高温条件下反应得到工业硅）T多晶硅提纯（一般采用改良 西门子

2、法，以氯化氢和工业硅粉合成形成三氯氢硅，然后对 三氯氢硅进行分离提纯并与氢气还原生成高纯多晶硅）T单 晶硅棒生长（用拉晶炉把多晶硅加热融化，根据硅的熔点采 用上冷下热的方法使其上端固化，缓慢旋转提拉制成单晶硅 棒）T硅片切割（利用专业切割设备将单晶硅棒切成片，经 过清洗等工序，制成硅片）-太阳能电池片（在硅片上加入 掺杂物，并以铝浆或银浆印栅，烧结后制加电极即为电池片）T太阳能组件封装（以光伏玻璃、背板等封装电池片后即成 为电池组件）-光伏发电系统（由太阳能电池、蓄电池、控 制器和逆变器等组成）。太阳能光伏产业链太阳能光伏产业弛包括多晶硅臆料生产、硅捧、硅锭生产、太阳能电池制造、 期牛封装，、

3、光忧产/生产和光伏发电系统等坏节.坷下掰所示：一.光伏产业相关原料及产品介绍曲g G 一、兀伏产业相关原料及产品介绍y：；.、|1.、圳、硅料：硅料包括工业硅料、天然硅料、高纯硅料、光学硅料、化学硅料，多晶硅使用的是天然硅料（石英矿）, 我国的石英、天然硅砂质量最好的在海南、江苏，江苏省主 要产地是东海县，东海县天然水晶和脉石英储量丰富，质量、储量位居全国之首。2、四氧化硅：也叫氯化硅，改良西门子法生产多晶硅的中间产品，可循环利用提炼硅矿和多晶硅。氯化硅可溶于 水，有刺激性气味，对环境有污染，融入潮湿空气中会分解 为硅酸和氯化氢。在生产过程中，普通工业方法（如特华， 其转化率约18%）每生产1

4、吨的多晶硅会产生15-20吨的四氯 化硅（副产品），形成环境隐患，因此循环利用四氯化硅成 为光伏产业健康发展的关键问题，同时也是降低产业成本的 重要环节。3、多晶硅：主要用于光伏材料和半导体，2009年光伏 材料的使用量首次超过半导体。多晶硅按其硅含量即纯度来 区分使用途径，太阳能级是6n（ 99.9999%），半导体级或是电子级是9n（ 99.9999999% ）。2010全球多晶硅产能32.3 万吨，产量近17万吨，其中中国国内产量约4.4万吨（仅 次于美国和德国），协鑫产量为1.78万吨，位列全球企业第 三位。4、单晶硅：单晶硅的制法通常是由多晶硅用直拉法从 熔体中生长出棒状单晶硅。直径

5、越大的圆片，所能刻制的集 成电路越多，芯片的成本也就越低，但大尺寸晶片对材料、 设备和技术的要求也越高。5、硅片：硅片是单晶硅棒或多晶硅棒切割出来的，按 其直径分为可分为6英寸，8英寸、12英寸及18英寸等， 其中6英寸（125规格，直径156mm）和8英寸（156规 格，直径200mm）是最常见的硅片，其厚度一般约0.2-0.3 毫米左右，最薄的现在已经做到0.05毫米，但是太薄的硅片 不利于运输，也会降低光电转化率，同时对硅片后序工艺比 如刻线、印浆的工艺要求也大幅增加。多晶硅片为正方形， 而单晶硅片四角均有弧度。6、太阳能电池组件：太阳能电池板横截面有五层，分 别为光伏玻璃、EVA、太阳

6、能电池片、EVA和背板，图中 Tedlar薄膜即是背板（如图）。弗框架窟乙一%件每生产1GW太阳电池组件需7000-8000吨多晶硅。2010年全球太阳能电池组件产能约27.2GW，实际产量约 15.2GW，其中中国内地的产能约12GW，实际产量约7GW， 分别占全球的56.3%和47.1%。2010年全球太阳能电池组件产量比重图中国,47%亚洲其他国家（地区）,12%欧洲,23%美国8%日本，9%2010年全球太阳能电池组件产量排名：家单位（GW）排名企业名称生产总量国家地区1无锡尚德/晶澳1.585中国无锡/中国合肥2First Solar1.463美国3Q-cells1.411德国4台湾

7、茂迪1.058中国台湾5昱晶科技1.014中国台湾6日本夏普/京瓷0.98日本7常州天合0.945中国常州8Sunpower0.915美国9新日光能源0.827中国台湾10阿特斯太阳能0.65中国苏州三、当前光伏产业的发展概况和趋势1、光伏产业潜力巨大2010年底，全球人口总数已接近70亿，其能源总需求 以电量折算需14000GW，能源缺口达到30% ,其中中国电 力缺口近20%，寻求稳定、清洁的能源成为全球经济发展的 关键环节，风电、光电等绿色能源成为最佳选择。2010全 球新增太阳能装机容量约16GW，全球总容量达到40GW， 据世界能源组织、欧洲联合研究中心、欧洲光伏工业协会预 测，20

8、20年世界光伏发电将占总电力的1%，到2040年光 伏发电将占全球发电量的20%。可以预言，在21世纪中叶， 太阳能光伏发电成为人类的基础能源之一。2、多晶硅供应日趋紧张根据已上报国务院待批的“十二五”可再生能源发展规 划“十二五”期间，光伏发电装机总量目标已上调至10GW， 需多晶硅约8万吨。随着技术进步和循环利用，1GW太阳 能电池约消耗多晶硅可降至5000-6000吨，预计2020年全 球太阳能电池产量将超过200GW，多晶硅需求量约为120 万吨，2030年太阳能电池产量超过1850GW，多晶硅需求 量约为1110万吨（如下图）。全球各国对太阳能能源的重视 将极大的促进产业发展，拉动原

9、材料需求，因此未来多晶硅 供应将日趋紧张。全球多晶硅需求量预测图1200100080060040020002010 年2015 年2020年2025 年2030年世界中国3、晶体硅电池仍为主流市场类 别单晶硅多晶硅非晶硅转换效率17-24%14-18%8-11%使用寿命15-20年15-20年5-10 年平均价格旦也 昂贝较贵较便宜稳定性好好差（会衰减）颜色黑色、深蓝深蓝晶体状棕色主要优点转换效率高、工 作稳定，体积小工作稳定，成本 低，使用广泛价低，弱光性好，多数用于 计算器，电子表等主要缺点成本高转换效率较低效率最低，会衰减，同功率面 积比晶体硅大一倍以上晶体硅电池，包括单晶硅、多晶硅电池

10、两种，它们占据 约85%的市场份额；薄膜电池，主要包括非晶体硅太阳能电 池、硒光太阳能电池、化合物太阳能电池，有机半导体太阳 能电池等，这类电池占据15%的市场份额。根据各类电池的 特性，晶体硅因其使用周期长而占有重要位置，目前随着技 术进步，晶体硅电池组件的价格已降至1.45美元/瓦，预计 2012年可降至1美元/瓦，因此晶体硅电池仍是主流市场。4、技术是发展关键发电成本是制约光伏产业发展的重要因素，目前太阳能 电池组件售价约为1.45美元/瓦。光伏产业目前有着1美元 法则，即谁拥有最合理的采购网、最先进的生产工艺、最完 善的工业布局，使得太阳能电池组件售价压至1美元/瓦，基 本达到薄膜太阳

11、能的标准，谁将在光伏产业发展占据先机。 目前来看，技术进步是发展的关键，光伏产业的技术发展主 要集中在三个环节，分别是多晶硅提纯、硅片切割和光能转 化。多晶硅提纯：多晶硅占电池组件成本的80% ,因此降低 多晶硅成本是光伏产业的关键，降低多晶硅成本主要是提高 四氯化硅的利用度和多晶硅的生产效率，每生产1吨多晶硅 便产生15-20吨的四氯化硅，若全部循环利用可多生产3-5 吨的多晶硅；1台铸锭炉的年产量约80吨，若产能提高1 倍，可节约成本60%左右。硅片切割：目前硅片的厚度约为0.2-0.3毫米，1公斤的 多晶硅可切割35-40片，若硅片厚度降低一半，硅片成本可 降低40%。光能转化：太阳能电池板的光能转化率每提高1个百分 点，发电成本便可降低5-6%,因此提高太阳能电池转换效率 一直以来都是光伏领域所研究的重要课题。