太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈解析

1、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈解析 孫九蘇 一、太陽能光伏的概念與趨勢1.1基本概述太陽能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。通常說的太陽能發(fā)電指的是太陽能光伏發(fā)電，簡 稱“光電”。光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技 術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝保護可形成大面積 的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。理論上講，光伏發(fā)電技術可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源， 大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電 池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。其中，單晶和多晶電

2、池用量最大，非 晶電池用于一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。由一個或多個太陽能電池片組成的太陽能電池 板稱為光伏組件。光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面:一是為無電場合提供電源;二是太陽能日用電子產(chǎn)品， 如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草地各種燈具等；三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達國家 已經(jīng)大面積推廣實施。1.2太陽能光伏發(fā)電原理：太陽電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應的材料有許多 種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶 體為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P-N結。當光線照射太 陽電池表面時，一部分光子被硅材料吸收

3、；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷， 成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將 會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的的實質(zhì)是：光子能量轉換成電能的 過程。n-type semiconductor p-typeseonioonductorpositive etectrude1.3太陽能電池與組件有光照(無論是太陽光，還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照)情況下，電池吸收光能，電池兩 端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”這就是“光生伏特效應。在光生伏打效應的 作用下，太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。太陽能電

4、池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。鋼化玻璃：其作用為保護發(fā)電主體(電池片)，透光選用的要求：1、透光率必須 高(一般91%以上)；2、超白鋼化處理EVA：目的是用來粘結固定鋼化玻璃和發(fā)電主體(電池片)，透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣 直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發(fā)黃，會影響組件的透光率，從而影 響組件的發(fā)電質(zhì)量。除了 EVA本身的質(zhì)量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如 EVA膠連度不達標，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠，都會引起EVA提早老化，影響組 件壽命。電池片：主要作用就是發(fā)電，發(fā)電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜

5、 太陽能電池片，兩者各有優(yōu)劣。晶體硅太陽能電池片，設備成本相對較低，但消耗及電池片 成本很高，光電轉換效率也高，在室外陽光下發(fā)電比較適宜；薄膜太陽能電池，相對設備成 本較高，消耗和電池成本很低，光電轉化效率相對晶體硅電池片低，但弱光效應非常好，在 普通燈光下也能發(fā)電，如計算器上的太陽能電池。背板：作用是用來密封、絕緣、防水。一般都用TPT、TPE等材質(zhì)必須耐老化，大 部分組件廠家都質(zhì)保25年。鋁合金：保護層壓件，起一定的密封、支撐作用。接線盒：其作用是保護整個發(fā)電系統(tǒng)，起到電流中轉站的作用，如果組件短路接 線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統(tǒng)。接線盒中最關鍵的是二極管的選用，根據(jù)組 件內(nèi)電

6、池片的類型不同，對應的二極管也不相同。（7）硅膠：密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處有些公司使 用雙面膠條、泡棉來替代硅膠，國內(nèi)普遍使用硅膠，工藝簡單，方便，易操作，而且成本很 低。1.4各類型發(fā)電方式比較光伏發(fā)電水電風電核電火電儲量約 10A7GW約 10A4GW約 10A5GW由鈾儲量決定由煤儲量決定投資飽和度極低極高低低高建設地要求有陽光照射即需有較高水流需有一定風力需靠近水源地靠近煤礦、人煙可1量稀少地建筑面積J可調(diào)節(jié)較大大較大1 仲 J7 LLj較大環(huán)境友好度高有爭議高高，但有風險低安全性高高高高，但有風險般發(fā)電成本平均約0.15美元/度約0.07美元/度陸上約0

7、.07美 元/度，海上約0.22美元/度約0.1美元/度平均約0.09美元/度，中國可達1.5未來發(fā)展趨勢目前光伏能源的開發(fā)比例卻很低，我們認為主要有以下原因：光伏行業(yè)起步時間較晚，大規(guī)模的生產(chǎn)應用在2004年以后才開始，因此行業(yè)基礎 較其他能源相比稍薄弱。發(fā)電成本較高。目前光伏發(fā)電的成本約0.15美元/度，與火電0.050.09美元/度的成本相比確實較為高昂。依賴于政府補貼。較高的發(fā)電成本限制了光伏的經(jīng)濟性，投資光伏在很大程度上依 賴于政府補貼，因此光伏前期的發(fā)展速度受限于政府對光伏的補貼意愿、補貼能力與補貼程 度。歸根結底，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前尚受限于每瓦成本。但隨著光伏技術的不斷進步，光伏 發(fā)電的度電成本將逐年降低；而一次能源的不斷消耗也將抬高傳統(tǒng)發(fā)電的成本，未來光伏與 火電的成本差價將逐步抹平。根據(jù)我國資源綜合利用協(xié)會發(fā)布的中國光伏發(fā)電平價上網(wǎng)路 線圖，到2020年前后，光伏就將實現(xiàn)發(fā)電側的平價上網(wǎng)，屆時可以不依賴于政府補貼，成 為具備競爭力的能源。因此，光伏從目前的替代能源地位向未來的主要能源地位發(fā)展的趨勢毋庸置疑。國際能 源總署預計，