我國光伏的發(fā)展現狀課件

1、歐洲和我國光伏發(fā)展與分析主要內容光伏意義與實用性思考光伏產業(yè)的形成與興起歐洲光伏發(fā)展現狀與前景預測我國光伏發(fā)展現狀與問題光伏發(fā)展前沿與關鍵問題光伏發(fā)展前景展望我國光伏發(fā)展的思考與建議光伏意義與實用性思考太陽輻射特征： - 波長：: 300-3000 nm,由紫外線（9%）、可見光（45%）到近紅外（46%; - 能量：E= h/ = h - 壽命：50億年光伏效應： - 固體半導體材料：硅 - 光子能量-電子運動：電流 - 光伏發(fā)電無污染硅的意義： - 除氧以外的豐度第二的元素（25%），無毒，可循環(huán)利用 - 電子器件、集成電路基礎 電子時代、信息時代 - 太陽電池：陽光+ 硅-光伏發(fā)電- 永

2、恒的能源，人類發(fā)展物質條 件光伏產業(yè)的形成與興起 從沙子到太陽電池的工業(yè)產業(yè)鏈：石英沙 SiO2冶金級硅 Si (SiO2 + C, 97-99%)三氯氫硅 SiHCl3 (Si + HCl, 9N-12N)多晶硅原料 poly-Si feedstock (SiHCl3 + H2, 6N-9N)晶體生長 (mono-Si, poly-Si)硅片 (wafer)太陽電池 (solar cell)太陽電池組件 (solar module)光伏系統(tǒng) (PV system)光伏產業(yè)的形成與興起多晶硅 美國、德國、日本、挪威 我國峨嵋，新光、洛陽中硅已有生產， 湖北、江蘇等地建設之中硅片 德國、挪威、日

3、本 單晶硅片：河北寧晉、遼寧錦州、江蘇揚州、常州、浙江 多晶硅片：保定天威英利、新余塞維LDK、寧波、北京中聯(lián)等光伏產業(yè)的形成與興起 典型的具備完整產業(yè)鏈企業(yè)：REC,挪威， 從硅材料到組件Solar World, 德國，從硅材料到組件Kyocera,日本，從硅片到組件天威英利， 從硅片到組件（硅材料）常州天合，從硅片到組件光伏產業(yè)的形成與興起光伏產業(yè)的形成與興起光伏產業(yè)的形成與興起太陽能光伏發(fā)展現狀- 太陽電池發(fā)展歷程1976 -1996 太陽電池生產緩慢發(fā)展，0.32 MW（USA）- 88.6 MW 1999 201.3 MW2004 1194 MW2005 1817.7 MW美國197

4、6 -1983，1993 -1998產量領先日本1984 -1992，1999-2006產量領先我國2004年太陽電池產量（52 MW ）開始超過印度（36 MW ）1999年非晶硅電池占12%，逐年下降，到2004維持在4%1998年多晶硅電池超過單晶硅，至今為止保持第一位，從2001年開始大于50%晶體硅電池大于90%，占主導地位，10-20年內不會改變！從2005年起，我國太陽電池產量僅排在日本、德國之后，名列第三位德國是最大的光伏市場、日本其次我國光伏市場沒有形成，產品主要用于出口 生產廠Rank2005, 2004, 2003Production and shares2003Prod

5、uctionand shares 2004Productionand shares 2005Rank and production plans and capacity end of 2006Sharp1 1 1 197.9 26.4%324.0 25.8% 427.5 23.5% 1 500 600Q-Cells 2 4 928.2 3.8%75.0 6.0% 165.7 9.1% 2 234 350Kyocera 3 2 272.0 9.6%105.0 8.3% 142.0 7.8% 3 175 240Sanyo 4 7 835.0 4.7%65.0 5.4% 125.0 6.9% 4 1

6、50 165Mitsubishi Electric 5 4 642.0 5.6%75.0 6.0% 100.0 5.5% 7 125 140Schott Solar 6 8 544.0 5.9%63.0 5.0% 95.0 5.2% 8 110 132BP Solar 7 3 369.3 9.2%84.9 6.8% 85.8 4.7% 10 105 200Suntech 8 10 16 8.0 1.1%35.0 2.8% 82.0 4.5% 4 150 300Motech 9 10 10 17.0 2.3%35.0 2.8% 60.0 3.3% 6 140 180Shell Solar 10

7、6 4 62.0 8.3%72.0 5.7% 59.0 3.2% - - - 合計 74.2% 73.8% Deutsche Cell (incl. Shell) 96.5 8 110 160Isofoton 11 9 735.2 4.7%53.3 4.2% Total Worldwide 750 1256 1818 2600 (40%)世界十大太陽電池生產廠2003-2005排名與產量(MW) 國家或地區(qū)200320042005日本365.4 48.7%594.1 47.3%824.3 45.3%歐洲202.3 27.0%344.1 27.4% 515.3 28.3%美國 96.3 12.8

8、%141.7 11.3% 154.8 8.5%中國14 1.9%51.8 4.1% 150.7 8.3%印度26.1 3.5%36.3 2.9% 26.6 1.5%澳大利亞26.2 3.5%33.1 2.6% 35.3 1.9%中東 1.4 0.1% 6.8 0.4%其他亞洲國家19.4 2.6%53.5 4.3% 103.9 5.7%合計 750 1256 1818 2003-2005太陽電池產量地區(qū)分布（MW, %） 1999200020012002200320042005Mono c-Si40.837.434.636.4Poly c-Si5

9、1.657.254.752.3Si-sheets 2.9a-Si4.7CdTe1.6CIS0.2 1999 - 2005各類太陽電池的產量百分比(%)1.4%52.5%26.8%92.1%24.0%11.0%83.3%1.1%-11.3%-2.6%172.6%15.1%200%757.1%100%0%107.8%Growth RateMWSharpQ-CellsKyoceraSuntechSanyoMitsubishiMotechSchottSola

10、r WorldBPSunPowerIsofotonFirst SolarNanjingErsolrPhotowattOthers1st2nd3rd4th5th6th7th8th9th10th11th12th13th14th15th16thCY061st2nd3rd9th4th5th10th7th6th8thNR11thNRNRNR12thCY05WorldCellProductionRanking（CY2006）NewsMarch2007歐洲光伏發(fā)展與前景預測歐盟會議主題：2020-20-20：多些可再生；多些環(huán)保到2020年，可再生能源發(fā)電占20%到2020年，二氧化碳減少20% （1995

11、）德國八國峰會：德國提出環(huán)保新目標：2050：二氧化碳減少50% （1990）2050：溫度上升限制在2 C德國光伏發(fā)展現狀與發(fā)展1991-1995，1000光伏屋頂，光伏并網發(fā)電回收政策開始1995-1998，鞏固時間2000，制定可再生能源法1991-2003 100000光伏屋頂，總共安裝300 MW2003年秋天10萬屋頂計劃完成2004，修正可再生能源法2004 安裝600 MW德國光伏發(fā)展現狀與發(fā)展1999-2006年每年光伏安裝數量: (MW)1999: 12 2000: 402003: 1502004: 6002005: 7502006: 750Until 2006, Tota

12、l 2500 MW ( until 1997 total 57MW)德國光伏發(fā)展現狀與發(fā)展 BSW (der Bundesverband Solarwirschaft)統(tǒng)計：2005年安裝750 MWp2006年安裝750 MWp德國總共安裝并網光伏2550 MWp Photon 統(tǒng)計：2005年安裝912 MWp2006年安裝1150 MWp德國總共安裝并網光伏3300 MWp德國光伏發(fā)展現狀與發(fā)展德國聯(lián)邦環(huán)境部：到2020年德國總共安裝并網光伏10 GWp 2006年已經安裝了按保守的數字也有2550 MWp，還有約7.5 GWp從2006年到2020年還有14年，按每年平均安裝540 M

13、Wp即可達到目標德國到2020，1000億歐元投入光伏發(fā)電份額占2%？價值大爭論繼續(xù)發(fā)展，但降低補助價格和設備價額，2008年7%幅度降低德國光伏硅片2006年產量、產能和2007年擴產計劃德國太陽電池2006年產量、產能和2007年擴產計劃德國太陽電池組件2006年產量、產能和2007年擴產計劃（1）德國太陽電池組件2006年產量、產能和2007年擴產計劃德國薄膜太陽電池2006年產量、產能和2007年擴產計劃 2006年德國太陽電池和組件進出口情況 (MW) 組件市場 700 電池產量 514 電池出口 (34%) 173 (加工組件) 自用電池 (66%) 341 進口組件 359說明：

14、在進口組件中本國生產電池為173 MW (48%), 實際使用的進口電池為186 MW (52%)2007年德國太陽電池和組件進出口情況 (MW)組件市場 2000電池產量 891電池出口(34%) 236 (加工組件)自用電池(66%) 656進口組件 1344說明： 在進口組件中本國生產電池為236 MW (17%)， 實際使用的進口電池為1.108 MW (83%) 國外太陽能光伏應用-世界并網補貼國家 補貼（歐元） 時間持續(xù)（年） 備注歐洲比利時 0.45 20 只在Flandern德國 0.55 20 法國 0.15 20 補貼0.30 在Korsika和在海外希臘 0.49 20

15、0.57在島上 意大利 0.45 20 比較復雜的規(guī)定葡萄牙 0.44 15西班牙 0.42 25捷克 0.20美國華盛頓州 0.43（美元） 10 部件必須在當地生產加利福利亞州 0.50（美元） 3 示范項目亞洲南韓 0.58(176 SKW) 15國外太陽能光伏應用-2004年德國并網補貼系統(tǒng)類型 安裝規(guī)模 補貼 （歐元/度）開闊地 0.457 （基本數）屋頂 30 kW 0.546 100 kW 0.540建筑集成(BIPV) 30 kW 0.596 100 kW 0.590補貼時間持續(xù)20年，從2005年起，每年5%遞減 國外太陽能光伏應用-2007年德國并網補貼 系統(tǒng)類型 安裝規(guī)模

16、 補貼 （歐元/度）開闊地 37.96屋頂 30 kW 49.21 30 100 kW 46.82 100 kW 46.30幕墻 30 kW 54.21 30 100 kW 51.82 100 kW 51.30*Photon, 1/2007, p.116 國外太陽能光伏應用-德國發(fā)展 2004年德國可再生能源發(fā)電：9.3%風能 25 TWh （4%）水力 21 TWh生物質能 9.4 TWh光伏發(fā)電 0.5 TWh （1） 合計 55.9 TWh2004年德國發(fā)電總量：55.9 x 100 / 9.3 = 601 TWhk=103（千），M=106（百萬），G = 109（10億），T=101

17、2（萬億） 國外太陽能光伏應用-德國發(fā)展 2006年德國可再生能源發(fā)電：11.6% 其中光伏發(fā)電 2.8% 西班牙光伏發(fā)展 歐洲光伏第二大市場市場容量小，相當于德國零頭: 2005: 21 MW, 2006: 38 MW光伏回收價格：0.41kWh適用于小規(guī)模， 0.22/kWh適用于大規(guī)模2010發(fā)展目標: 128-400 MW兩個主要光伏廠家：Isofoton, BP Solar，產能71 MW建設硅材料廠，第一期1500噸（2009），第二期3000噸意大利光伏發(fā)展光伏回收價格：0.37/kWh適用于地面安裝， 0.49/kWh適用于光伏建筑結合補助每年2%降低發(fā)展目標2200 MW,其

18、中2/3為地面安裝的大型系統(tǒng)希臘光伏發(fā)展日照情況好，光熱有很好的發(fā)展，但光伏發(fā)展很少發(fā)展海島光伏發(fā)電光伏補助 0.40-0.50%/kWh可再生能源發(fā)展目標：2010：20.10 %；2020：29% 光伏計劃：170 - 500MW法國光伏發(fā)展只發(fā)展光伏建筑一體化項目光伏建筑一體化并網補助價額最高達 0.55/kWh圣德班與Shell聯(lián)合發(fā)展薄膜太陽電池光伏建筑一體化是國際發(fā)展主流方向光伏建筑一體化定義： 太陽電池成為建筑本身的一部分，如屋頂瓦、幕墻、門窗、遮陽篷等 德國兩位建筑師撰寫“太陽能設計-光伏用于老建筑、城市和鄉(xiāng)村場所”德國Schueco實踐案例 光伏建筑一體化發(fā)展案例：太陽電池是

19、最具美感的建筑材料之一德國，遮陽擋雨，14.2 kW德國， 光伏幕墻9 kW， 光熱幕墻100 kW德國，光伏幕墻 9.2 kW德國，光伏幕墻10 kW英國，光伏幕墻73 kW德國， 光伏走廊 10 kW荷蘭，裝飾性光伏屋頂意大利，外強裝飾，21 kW我國光伏發(fā)展現狀與問題就我國可再生能源技術的發(fā)展水平、產業(yè)規(guī)模和國際競爭水平，太陽能技術是發(fā)展最好的，這主要表現在太陽能光熱和光伏產品質量和產業(yè)規(guī)模等方面。像太陽能熱水器有山東皇明、清華陽光、山東力諾等為代表，而太陽電池有至今為止，已有9家企業(yè)在境外上市：如無錫尚德、浙江煜輝、蘇州阿特斯、常州天合、江蘇林洋、河北晶澳、中電光伏、塞維LDK和天威英

20、利等。此外，深圳珈偉和深圳拓日等也在積極籌劃上市我國的太陽能產品，像太陽能熱水器，特別是太陽電池組件大量出口德國、西班牙等歐洲國家。從太陽能產品的質量和生產技術來看，我國與國際發(fā)達國家的水平相差不大，甚至非常接近。從近幾年德國大量進口我國太陽電池組件產品的事實來看，可充分反映這一點。我國光伏發(fā)展現狀與問題在光伏發(fā)電的推廣方面，德國、日本光伏推廣模式都非常成功，值得借鑒。這兩個國家發(fā)展的基本思路是將晶體硅太陽電池作為主導產品，并采用屋頂計劃和并網發(fā)電的基本形式，發(fā)展的主要的推動力是政府的光伏發(fā)電補貼政策和銀行貸款的激勵機制。德國政府帶頭利用太陽能，像柏林的議會大廈、柏林火車站等許多公共設施與場所

21、，都大量采用光伏發(fā)電設備。我國的香港、深圳等城市也在公共建筑上安裝光伏示范系統(tǒng)，如香港科技園、深圳園博會等。其中深圳園博會光伏功率達到1MW規(guī)模，是目前我國最大的光伏并網發(fā)電系統(tǒng)。2008北京奧運會、2010年上海世博會及2010年廣州亞運會等，都應該成為我國太陽能利用大規(guī)模示范的理想場所，若干個5-10 MW的光伏發(fā)電規(guī)模無論如何應該能在3-5年內能夠實現。通過大規(guī)模的工程示范，既可充分展示我國太陽能技術的水平，也能從中發(fā)現與發(fā)達國家的發(fā)展差距，為大規(guī)模利用太陽能積累實際經驗和技術數據，這對我國太陽能企業(yè)的發(fā)展是非常重要的。 我國光伏發(fā)展現狀與問題 生產情況：太陽電池產能超過1000 MW太

22、陽電池組件產能更高 市場情況：組件出口燈具出口國內市場有待開拓 原材料和設備：硅材料、硅片進口生產技術與設備多晶硅爐，太陽電池關鍵設備進口光伏發(fā)展前沿與關鍵問題晶體硅太陽電池是光伏系統(tǒng)的核心器件。從上世紀五十年代到現在，與晶體硅電池效率提高相比，其生產技術水平的發(fā)展更為顯著，特別是最近幾年，德國與日本的光伏技術最新發(fā)展與動向必須引起我們充分關注?？傮w來說，光伏技術最新發(fā)展趨勢與動向主要表現在以下方面：- 生產技術：大規(guī)模生產技術與自動化設備得到很大發(fā)展。國外注重發(fā)展高度自動化生產設備，從早期的5-10 MW，發(fā)展到現在的一條生產線30 MW甚至60 MW以上規(guī)模。相比之下，盡管我國生產設備有了

23、較大的發(fā)展，但自動化程度低，生產規(guī)模小，而且形成不了連續(xù)的自動化系統(tǒng)。德國具有多家太陽電池設備制造商，并至少有3-4家專業(yè)公司，能夠提供成套的現代化生產線的交鑰匙工程。- 大面積、薄硅片、高效率：隨著生產設備和技術的提高，目前大規(guī)模生產的晶體硅電池的總體平均轉換效率不斷有明顯提高。多晶硅電池的平均效率向16-18%靠近，而單晶硅電池直逼20%。大批量的太陽電池的尺寸主要以125 mm x 125 mm、150 mm x150 mm為主，但現在已經開始向210 mm x 210 mm發(fā)展，德國Q-Cells已經開始生產210 mm x 210 mm多晶硅太陽電池。光伏發(fā)展前沿與關鍵問題- 薄硅片

24、技術：由于硅材料緊缺，薄硅片技術都到很快發(fā)展。從降低太陽電池成本和提高效率來看，薄硅片同樣具有明顯優(yōu)勢。最近幾年硅片從最初的330m到270、240、220、180 m甚至更薄發(fā)展。有關工廠正在開發(fā)100m硅片技術，計劃3-5年能夠實現。德國FhG-ISE研制的40m單晶硅電池效率達到20%。有關研究表明單晶硅的極限厚度可到80m，這樣薄的硅片由于具有柔性而更不易破碎。但多晶硅片由于晶界的脆弱易碎，極限厚度可到100 m。薄硅片將對我國現有電池生產工藝是一種嚴重挑戰(zhàn)，我國必須盡快建立適應薄硅片的電池制造技術。薄硅片電池也許還將導致太陽電池組件工藝產生重大改變。光伏發(fā)展前沿與關鍵問題- 環(huán)保、高

25、效生產：現代太陽電池生產線開始用物理方法代替化學過程，以實現環(huán)保和安全的生產工藝。如磁控濺射制備多晶硅電池的氮化硅減反膜（無硅烷過程）、激光工藝代替等離子化學氣相刻蝕或濕化學腐蝕過程，進行太陽電池邊緣去除。這些工藝不僅環(huán)保而且使生產過程更加高效。此外，環(huán)保、高效的摻雜過程也在推廣。- 薄膜電池：在大幅度降低成本和提高效率方面，薄膜太陽電池具有很好的發(fā)展前景。但晶體硅的主導地位在近期很難改變。德國Schott Solar 除了主要發(fā)展晶體硅電池外，還發(fā)展薄膜太陽電池，預計在2010-2015年加大薄膜電池的發(fā)展進程。高效率電池最終要走薄膜技術路線，采用多薄層、多p-n結的結構形式，可實現40 -

26、 50%以上的光電轉換效率。FhG-ISE的理論計算，具有5個p-n結的薄膜電池的理論效率可到57%以上。光伏發(fā)展前沿與關鍵問題鑒于國際光伏發(fā)展的趨勢，我國應該采取相應對策。我們認為當前我國光伏發(fā)展重點要放在以下幾方面： - 加快發(fā)展多晶硅生產技術和繼續(xù)提高晶體硅電池的生產技術水平。加強非晶硅、銅銦（鎵）硒（硫）及多晶硅薄膜等薄膜太陽電池的研究開發(fā)，為開發(fā)低成本的太陽電池找到一條解決的途徑。 - 優(yōu)先發(fā)展太陽能技術。理由之一是我國現有的太陽能技術，包括光熱和光伏，是在可再生能源技術中發(fā)展最好的，產品大量出口，并主要在發(fā)達國家使用。理由之二是我國是地震、臺風等多自然災害發(fā)生地區(qū)，太陽電池構成的光

27、伏系統(tǒng)安裝安全、可靠性好。而大型近海風場和大型風力發(fā)電機的應用受一定的制約，特別是抵御自然災難的能力需要進一步技術論證和考察。 光伏發(fā)展前沿與關鍵問題 - 開展城市太陽能光伏并網發(fā)電示范和逐步推廣利用，繼續(xù)在西部缺電地區(qū)發(fā)展光伏發(fā)電，但也要積極在發(fā)達地區(qū)，特別是城市發(fā)展光伏并網發(fā)電。在合適的時機實施光伏發(fā)電的百萬屋頂計劃。德國、日本主要發(fā)展并網光伏發(fā)電和光伏建筑集成技術，我們應該從中學習并借鑒發(fā)展經驗。 - 分布式能源系統(tǒng)：風光互補以及將來與燃料電池結合是發(fā)展趨勢，也是分布式能源最佳形式。從能源安全和可持續(xù)發(fā)展，分布式能源系統(tǒng)是比較合理、科學的能源利用形式之一。 - 政府帶頭大力推廣太陽能技術

28、，有可能應率先在政府大樓、公共建筑、市政工程等推廣太陽能利用。 - 制定符合我國國情的太陽能為主的激勵政策，確定年度、中、長期發(fā)展目標，并建立檢測、評估與監(jiān)督機制。光伏發(fā)展前沿與關鍵問題c-Si 薄片、大面積、高效率、薄膜化a-Si 多結，柔性，與單晶、微晶或納米晶結合CIS 磁控濺射工藝，柔性高效多結薄膜電池 新材料，新結構有機太陽電池光伏發(fā)展前沿與關鍵問題薄膜太陽電池的結構與穩(wěn)定性高效率太陽電池的結構與性能多結太陽電池的結構與理論聚焦太陽電池的理論與實驗研究太陽能級硅材料理論與實驗太陽電池新材料、新結構光伏發(fā)展前景展望太陽能光伏發(fā)電發(fā)展百年預測光伏發(fā)展前景展望太陽電池每瓦耗能與能量回收期光

29、伏發(fā)展前景展望采用多個p-n結，可分段利用太陽光，從而實現高的轉換效率光伏發(fā)展前景展望光伏發(fā)電在2020-2030年將占有一定份額5-10%？2040-2050年以后成為主要能源之一，20-30%2100年光伏占發(fā)電占有量60-70%？薄膜太陽電池發(fā)展太陽電池與風力發(fā)電結合太陽電池與燃料電池結合高效太陽電池將進入市場（30%或更高）沙漠光伏電站太空太陽能電站我國光伏發(fā)展的思考與建議優(yōu)先發(fā)展太陽能應該成為我國可再生能源發(fā)展的基本策略。我國大部分地區(qū)太陽能資源豐富，從西部到東部沿海、有大量適合利用太陽能資源的海島、沙漠等場所，可結合旅游與生態(tài)資源建設，選擇一些省份，如云南、海南等地，作為太陽能光伏

30、利用的示范基地。在我國某些城市可率先實現太陽能光伏發(fā)電作為一種重要的能源形式是可能的。我國光伏發(fā)展的思考與建議來自世界各地的詢問： 我國何時具體實施可再生能源法？日本：京瓷、三洋及以下等國外公司等待我國市場？德國：Conergy, Schott Solar 美國：Solar Power（已經在深圳建廠）挪威：REC，電池擴產光伏發(fā)展的思考與建議863項目若干大型光伏電站建設（深圳園博園 1000 kW）在建光伏建筑一體化項目北京南站 400 kW廣東科學中心 10 kW廣東省中山圖書館 100 kW廣東煙草大廈？廣州新火車站？深圳光伏建設100 平米建筑面積，國家建設部項目（2010）深圳建科院80 kW深圳嘉普通200 kW深圳托日300 kW光伏發(fā)展的思考與建議澳門天華集團發(fā)展可再生能源計劃大型風力發(fā)電項目海南華能集團：西沙項目風力+光伏發(fā)電項目：4500 + 500 kW發(fā)展機會2008 北京奧運會2010 上海世博會2010 廣州亞運會光伏發(fā)展的思考與建議光伏發(fā)電試點：城市光伏建筑