光伏產(chǎn)業(yè)知識

1、光伏產(chǎn)業(yè)知識介紹光伏產(chǎn)業(yè)是新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是國家七大 戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)對于轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式 和用能方式、促進節(jié)能減排、帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有十分重 要的意義。一、光伏產(chǎn)業(yè)鏈簡述利用太陽能的最佳方式是光伏轉(zhuǎn)換，就是利用光伏效 應，使太陽光射到硅材料上產(chǎn)生電流直接發(fā)電。以硅材料的 應用開發(fā)形成的產(chǎn)業(yè)鏈條稱之為“光伏產(chǎn)業(yè)”，包括高純多晶 硅原材料生產(chǎn)、太陽能電池片生產(chǎn)、太陽能電池組件生產(chǎn)、 相關生產(chǎn)設備的制造等。光伏產(chǎn)業(yè)鏈：硅礦到工業(yè)硅（由石英礦石即二氧化硅和 炭粉在高溫條件下反應生成粗硅，粗硅先后與氯氣和氫氣在 高溫條件下反應得到工業(yè)硅）T多晶硅提純（一般采用改良 西門子

2、法，以氯化氫和工業(yè)硅粉合成形成三氯氫硅，然后對 三氯氫硅進行分離提純并與氫氣還原生成高純多晶硅）T單 晶硅棒生長（用拉晶爐把多晶硅加熱融化，根據(jù)硅的熔點采 用上冷下熱的方法使其上端固化，緩慢旋轉(zhuǎn)提拉制成單晶硅 棒）T硅片切割（利用專業(yè)切割設備將單晶硅棒切成片，經(jīng) 過清洗等工序，制成硅片）-太陽能電池片（在硅片上加入 摻雜物，并以鋁漿或銀漿印柵，燒結(jié)后制加電極即為電池片）T太陽能組件封裝（以光伏玻璃、背板等封裝電池片后即成 為電池組件）-光伏發(fā)電系統(tǒng)（由太陽能電池、蓄電池、控 制器和逆變器等組成）。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈太陽能光伏產(chǎn)業(yè)弛包括多晶硅臆料生產(chǎn)、硅捧、硅錠生產(chǎn)、太陽能電池制造、 期牛封裝，、

3、光憂產(chǎn)/生產(chǎn)和光伏發(fā)電系統(tǒng)等壞節(jié).坷下掰所示：一.光伏產(chǎn)業(yè)相關原料及產(chǎn)品介紹曲g G 一、兀伏產(chǎn)業(yè)相關原料及產(chǎn)品介紹y：；.、|1.、圳、硅料：硅料包括工業(yè)硅料、天然硅料、高純硅料、光學硅料、化學硅料，多晶硅使用的是天然硅料（石英礦）, 我國的石英、天然硅砂質(zhì)量最好的在海南、江蘇，江蘇省主 要產(chǎn)地是東海縣，東?？h天然水晶和脈石英儲量豐富，質(zhì)量、儲量位居全國之首。2、四氧化硅：也叫氯化硅，改良西門子法生產(chǎn)多晶硅的中間產(chǎn)品，可循環(huán)利用提煉硅礦和多晶硅。氯化硅可溶于 水，有刺激性氣味，對環(huán)境有污染，融入潮濕空氣中會分解 為硅酸和氯化氫。在生產(chǎn)過程中，普通工業(yè)方法（如特華， 其轉(zhuǎn)化率約18%）每生產(chǎn)1

4、噸的多晶硅會產(chǎn)生15-20噸的四氯 化硅（副產(chǎn)品），形成環(huán)境隱患，因此循環(huán)利用四氯化硅成 為光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關鍵問題，同時也是降低產(chǎn)業(yè)成本的 重要環(huán)節(jié)。3、多晶硅：主要用于光伏材料和半導體，2009年光伏 材料的使用量首次超過半導體。多晶硅按其硅含量即純度來 區(qū)分使用途徑，太陽能級是6n（ 99.9999%），半導體級或是電子級是9n（ 99.9999999% ）。2010全球多晶硅產(chǎn)能32.3 萬噸，產(chǎn)量近17萬噸，其中中國國內(nèi)產(chǎn)量約4.4萬噸（僅 次于美國和德國），協(xié)鑫產(chǎn)量為1.78萬噸，位列全球企業(yè)第 三位。4、單晶硅：單晶硅的制法通常是由多晶硅用直拉法從 熔體中生長出棒狀單晶硅。直徑

5、越大的圓片，所能刻制的集 成電路越多，芯片的成本也就越低，但大尺寸晶片對材料、 設備和技術的要求也越高。5、硅片：硅片是單晶硅棒或多晶硅棒切割出來的，按 其直徑分為可分為6英寸，8英寸、12英寸及18英寸等， 其中6英寸（125規(guī)格，直徑156mm）和8英寸（156規(guī) 格，直徑200mm）是最常見的硅片，其厚度一般約0.2-0.3 毫米左右，最薄的現(xiàn)在已經(jīng)做到0.05毫米，但是太薄的硅片 不利于運輸，也會降低光電轉(zhuǎn)化率，同時對硅片后序工藝比 如刻線、印漿的工藝要求也大幅增加。多晶硅片為正方形， 而單晶硅片四角均有弧度。6、太陽能電池組件：太陽能電池板橫截面有五層，分 別為光伏玻璃、EVA、太陽

6、能電池片、EVA和背板，圖中 Tedlar薄膜即是背板（如圖）。弗框架窟乙一%件每生產(chǎn)1GW太陽電池組件需7000-8000噸多晶硅。2010年全球太陽能電池組件產(chǎn)能約27.2GW，實際產(chǎn)量約 15.2GW，其中中國內(nèi)地的產(chǎn)能約12GW，實際產(chǎn)量約7GW， 分別占全球的56.3%和47.1%。2010年全球太陽能電池組件產(chǎn)量比重圖中國,47%亞洲其他國家（地區(qū)）,12%歐洲,23%美國8%日本，9%2010年全球太陽能電池組件產(chǎn)量排名：家單位（GW）排名企業(yè)名稱生產(chǎn)總量國家地區(qū)1無錫尚德/晶澳1.585中國無錫/中國合肥2First Solar1.463美國3Q-cells1.411德國4臺灣

7、茂迪1.058中國臺灣5昱晶科技1.014中國臺灣6日本夏普/京瓷0.98日本7常州天合0.945中國常州8Sunpower0.915美國9新日光能源0.827中國臺灣10阿特斯太陽能0.65中國蘇州三、當前光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況和趨勢1、光伏產(chǎn)業(yè)潛力巨大2010年底，全球人口總數(shù)已接近70億，其能源總需求 以電量折算需14000GW，能源缺口達到30% ,其中中國電 力缺口近20%，尋求穩(wěn)定、清潔的能源成為全球經(jīng)濟發(fā)展的 關鍵環(huán)節(jié)，風電、光電等綠色能源成為最佳選擇。2010全 球新增太陽能裝機容量約16GW，全球總?cè)萘窟_到40GW， 據(jù)世界能源組織、歐洲聯(lián)合研究中心、歐洲光伏工業(yè)協(xié)會預 測，20

8、20年世界光伏發(fā)電將占總電力的1%，到2040年光 伏發(fā)電將占全球發(fā)電量的20%?？梢灶A言，在21世紀中葉， 太陽能光伏發(fā)電成為人類的基礎能源之一。2、多晶硅供應日趨緊張根據(jù)已上報國務院待批的“十二五”可再生能源發(fā)展規(guī) 劃“十二五”期間，光伏發(fā)電裝機總量目標已上調(diào)至10GW， 需多晶硅約8萬噸。隨著技術進步和循環(huán)利用，1GW太陽 能電池約消耗多晶硅可降至5000-6000噸，預計2020年全 球太陽能電池產(chǎn)量將超過200GW，多晶硅需求量約為120 萬噸，2030年太陽能電池產(chǎn)量超過1850GW，多晶硅需求 量約為1110萬噸（如下圖）。全球各國對太陽能能源的重視 將極大的促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展，拉動原

9、材料需求，因此未來多晶硅 供應將日趨緊張。全球多晶硅需求量預測圖1200100080060040020002010 年2015 年2020年2025 年2030年世界中國3、晶體硅電池仍為主流市場類 別單晶硅多晶硅非晶硅轉(zhuǎn)換效率17-24%14-18%8-11%使用壽命15-20年15-20年5-10 年平均價格旦也 昂貝較貴較便宜穩(wěn)定性好好差（會衰減）顏色黑色、深藍深藍晶體狀棕色主要優(yōu)點轉(zhuǎn)換效率高、工 作穩(wěn)定，體積小工作穩(wěn)定，成本 低，使用廣泛價低，弱光性好，多數(shù)用于 計算器，電子表等主要缺點成本高轉(zhuǎn)換效率較低效率最低，會衰減，同功率面 積比晶體硅大一倍以上晶體硅電池，包括單晶硅、多晶硅電池

10、兩種，它們占據(jù) 約85%的市場份額；薄膜電池，主要包括非晶體硅太陽能電 池、硒光太陽能電池、化合物太陽能電池，有機半導體太陽 能電池等，這類電池占據(jù)15%的市場份額。根據(jù)各類電池的 特性，晶體硅因其使用周期長而占有重要位置，目前隨著技 術進步，晶體硅電池組件的價格已降至1.45美元/瓦，預計 2012年可降至1美元/瓦，因此晶體硅電池仍是主流市場。4、技術是發(fā)展關鍵發(fā)電成本是制約光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，目前太陽能 電池組件售價約為1.45美元/瓦。光伏產(chǎn)業(yè)目前有著1美元 法則，即誰擁有最合理的采購網(wǎng)、最先進的生產(chǎn)工藝、最完 善的工業(yè)布局，使得太陽能電池組件售價壓至1美元/瓦，基 本達到薄膜太陽能的標準，誰將在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展占據(jù)先機。 目前來看，技術進步是發(fā)展的關鍵，光伏產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展主 要集中在三個環(huán)節(jié)，分別是多晶硅提純、硅片切割和光能轉(zhuǎn) 化。多晶硅提純：多晶硅占電池組件成本的80% ,因此降低 多晶硅成本是光伏產(chǎn)業(yè)的關鍵，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產(chǎn)效率，每生產(chǎn)1噸多晶硅 便產(chǎn)生15-20噸的四氯化硅，若全部循環(huán)利用可多生產(chǎn)3-5 噸的多晶硅；1臺鑄