最新太陽(yáng)能電池行業(yè)分析報(bào)告

1、最新太陽(yáng)能電池行業(yè)分析報(bào)告目錄（完整）最新太陽(yáng)能電池行業(yè)分析報(bào)告（完整版）內(nèi)容簡(jiǎn)記:30年前出現(xiàn)的非晶硅薄膜，由于轉(zhuǎn)換效率太低及效率衰退的問(wèn)題，被束之 高閣多年。前幾年的硅材料供應(yīng)危機(jī)，強(qiáng)烈刺激了薄膜太陽(yáng)能電池研究和投資。 2008年全球薄膜太陽(yáng) 能電池產(chǎn)量達(dá)892MV，同比增長(zhǎng)123%。權(quán)威估計(jì)，2050年 太陽(yáng)能在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中會(huì)占到1/5的份額，意味著它的經(jīng)濟(jì)規(guī)模將在100萬(wàn) 億以上。本報(bào)告從太陽(yáng)能電池發(fā)電整體市場(chǎng)角度，詳細(xì)分析了薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)展的 現(xiàn)狀，列舉各種 薄膜太陽(yáng)能電池的技術(shù)特點(diǎn)，收集了國(guó)內(nèi)外主要薄膜太陽(yáng)能電 池生產(chǎn)廠(chǎng)家的情況，分析了薄 膜太陽(yáng)能電池存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)展前景

2、等。、太陽(yáng)能電池行業(yè)近年發(fā)展概況及前景展望太陽(yáng)能電池產(chǎn)品分為晶體硅電池、 薄膜電池兩類(lèi)：前者包括單晶硅電池、 多晶硅電池兩 種，占據(jù)全球該行業(yè)絕大多數(shù)的市場(chǎng)份額； 后者主要包括非晶硅電池、 銅銦鎵硒電池和碲化 鎘電池等，目前市場(chǎng)份額較小。圖1太陽(yáng)能電池產(chǎn)品分類(lèi)傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池容量大，對(duì)太陽(yáng)光的轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到20% ,技術(shù)成熟，但是它存在的最大問(wèn)題就是主要原料多晶硅或單晶硅制造工藝復(fù)雜、耗能大，成本高，而且必須 加工 成堅(jiān)硬的板塊狀電池板，限制了它的許多用途。DisplaySearch在09年第三季最新發(fā)行的全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)能數(shù)據(jù)庫(kù)與趨勢(shì)季度研究 報(bào)告中指出：從2008年1月到2009年7月

3、為止，全球總共新增了11.4GW （114億瓦）的新的太陽(yáng)能第2頁(yè)共30頁(yè)電池產(chǎn)能，這龐大的新增產(chǎn)能是 2009年在需求不佳的情形之下產(chǎn) 能仍大幅成長(zhǎng)56%勺最主要原因；截至2006年為止，日本擁有全球最大的產(chǎn)能，但中國(guó)大陸廠(chǎng)商自2005年起積極投入新 廠(chǎng)產(chǎn)能擴(kuò)建，并在2007年成為全球最大的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)地， 預(yù)計(jì)在2009年占全球太 陽(yáng)能電池產(chǎn)能的三分之一；2009年薄膜（Thin Film） 太陽(yáng)能電池的產(chǎn)能達(dá)到3.58GW （35.8 億瓦），其中有30%采用了 600mmx 1,200mm的基板尺寸。這個(gè)尺寸也是碲化鎘（CdTe）太陽(yáng)能電池的標(biāo)準(zhǔn)基板尺寸，并 且目前為 First S

4、olar等廠(chǎng)商所采用。一般稱(chēng)之為5代的1,000 x 1,200mm到1,100 x 1,400mm尺 寸的玻璃基板產(chǎn)能則在薄膜太陽(yáng)能電池中排名第二，占了所有薄膜的18%2005年時(shí)全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)能有95%屬于結(jié)晶系，5%屬于薄膜技術(shù)。2009年時(shí)薄膜技術(shù)預(yù)計(jì)達(dá)到全球總產(chǎn)能的20% 2013年時(shí)預(yù)計(jì)成長(zhǎng)到30%針對(duì)非晶硅的生產(chǎn)產(chǎn)能，2009年的主要四家設(shè)備供貨商為 AMAT Oerlikon、ULVAC以 及EPV這四家設(shè)備廠(chǎng)商所供應(yīng)的產(chǎn)能達(dá)到了946MW（9億4,600萬(wàn)瓦），也就是所有非晶 硅產(chǎn)能的一半；2030年以后光伏發(fā)電的成本會(huì)繼續(xù)降低，電池的轉(zhuǎn)換效率將進(jìn)一步提高，光伏系統(tǒng)組 件將

5、發(fā)展成建筑物通用的構(gòu)件，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，幾乎所有新建筑都將安裝光伏陣列。歐盟希望在2030年安裝的光伏發(fā)電裝置增加到200GW左右，全球可能會(huì)達(dá)到1000GW歐洲聯(lián)合委員會(huì)研究中心（JRC）的預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占 到80%以上，其中太陽(yáng)能發(fā)電占到60%以上，充分顯示出其重要的戰(zhàn)略地位。統(tǒng)計(jì)顯示，2002年以前國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電裝機(jī)容量一直徘徊在5MW左右。2002年到2004年,國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)大幅攀升。2008年我國(guó)太陽(yáng)能電池以 2050MW勺產(chǎn)量躍居全球第一，但國(guó)內(nèi)裝機(jī)容量?jī)H為20MW，我國(guó)制造的太陽(yáng)能電池幾乎全部出口。估計(jì)2008年中國(guó)累計(jì)安 裝量 達(dá)到115

6、MW/中國(guó)光伏應(yīng)用仍然以獨(dú)立系統(tǒng)為主，并網(wǎng)光伏發(fā)電應(yīng)用比例還很小。據(jù)中國(guó)電力科學(xué)院預(yù)測(cè)，2010年我國(guó)電力供應(yīng)缺口為 52.9GW,占需求的7.7% ; 2020年 為91GW占8.2% /可見(jiàn)國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求為光伏產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用發(fā)展提供了有力支撐。國(guó)家發(fā)改委提出了 2010年光伏組件及系統(tǒng)累計(jì)安裝 450MV的目標(biāo)/預(yù)計(jì)2008-2010年 太陽(yáng)能光伏裝機(jī)容量的年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到80.86%。到2020年，我國(guó)光伏累計(jì)裝機(jī)容 量將達(dá)到1.8GW/科技市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)isuppli2009nian 9 月4日發(fā)表研究報(bào)告指出，以生產(chǎn)量來(lái)看，2009第3頁(yè)共30頁(yè) 年全球前10大太陽(yáng)能電池制

7、造商依序?qū)镕irst Solar（市占率由08年的 7.5%攀升至 12.8%） 尚德（市占率由 08年的 7.3%下滑至 6.9%） Sharp Electronics（ 市占率由08年的7.6%下滑至6.8%）、Q-Cells（市占率由08年的8.5%下滑至 6.3%）、英利綠色能源（市占率由08年的4.2%攀升至5%）晶澳太陽(yáng)能（市占率由08年的 4.1%攀升至4.7%）、SunPower（市占率由08年的3.5%攀升至4.6%）、京瓷（市占率由08 年 的4.5%攀升至4.6%）、茂迪（市占率由08年的4%攀升至4.2%）、昱晶（市占率由08年的 3.3%攀升至 4.1%） /表1

8、2009年世界太陽(yáng)能電池生產(chǎn)企業(yè)前十名排序HankSupplier20UProduction (MW)MarketShreProduction (MW)Market Shire1First Solfif_ J5037.5%1100応就2Sulecti4947 3%5956 9%3 |Sharp EJactronlc-s；St t7 6%J5S06 8%1 4 i5745406 3%*5Vingh 3reen Energy2&24 2%4305 0%6JA Solar2774血4004 7%7 iSunPcwer23613.5%390HST8k/DceriL -3004強(qiáng)3904 6%|9 iM

9、otech industries*2724%I360nGirtecb Energy2203.33504455%3335401%B570 I、現(xiàn)有各種薄膜太陽(yáng)能電池的特點(diǎn)薄膜（Thin film）光伏電池，其薄膜厚度一般在 23卩m其中包括硅薄膜型（主要包括多晶硅、非晶硅和微晶硅）、化合物半導(dǎo)體薄膜型（主要包括非結(jié)晶型（a-Si: H , a-Si: H: F , a-Six-Gel - x: H 等）、III - V 族砷化鎵、磷化銦（GaAs, InP 等）、II -V I 族硫化 鎘（Cds系）和 磷化鋅（Zn3 P2 ）。不同材料研新材料薄膜型電池（主要包括聚合物薄膜太陽(yáng)能電池和染料敏化

10、太陽(yáng)能電池） 究已經(jīng)達(dá)到的應(yīng)用水平如下：材料效率（%鎵硒/磷化銦/鍺混合材料35鎵硒25磷化銦22晶硅25PV多晶硅20銅銦鎵硒20TF PV碲化鎘17TF非晶硅10TF PV有機(jī)材料4-8（一）、多晶硅薄膜光伏電池利用狀況僅實(shí)驗(yàn)室除某些空間利用外尚未廣泛應(yīng)用僅實(shí)驗(yàn)室市場(chǎng)中最常用的材料廣泛應(yīng)用市場(chǎng)中份額正在增長(zhǎng)PV場(chǎng)中增長(zhǎng)迅速，但大多來(lái)自一家公司中最為常見(jiàn)尚未應(yīng)用，但有幾家公司正積極嘗試商業(yè)化從70年代中期人們就已經(jīng)開(kāi)始在廉價(jià)襯底上沉積多晶硅薄膜，但由于生長(zhǎng)的硅膜晶粒 太小，未能制成有價(jià)值的太陽(yáng)能電池。目前制備多晶硅薄膜電池多采用化學(xué)氣相沉積法，包括低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）和等離子增強(qiáng)化

11、學(xué)氣相沉積（PECVD）工藝,另外還有液相外延法（LPPE）和濺射沉積法?；瘜W(xué)氣相沉積主要是以 SiH2CI2、SiHCI3、SiCI4或SiH4為反應(yīng)氣體,在一定的保護(hù) 氣氛下反應(yīng)生成硅原子并沉積在加熱的襯底上，襯底材料一般選用 Si、SiO2、Si3N4等。但是，在非硅襯底上很難形成較大的晶粒，并且容易在晶粒間形成空隙。解決這一問(wèn)題辦法是先用LPCVD在襯底上沉一層較薄的非晶硅層，再將這層非晶硅層退火，得到較大的晶粒然后 再在這層籽晶上沉積厚的多晶硅薄膜，這就是再結(jié)晶技術(shù)，目前采用的技術(shù)主要有固相結(jié)晶 法和中區(qū)熔再結(jié)晶法。多晶硅薄膜電池除采用了再結(jié)晶工藝外，另外采用了幾乎所有制備單 晶硅光

12、伏電池的技術(shù)，這樣制得的光伏電池轉(zhuǎn)換效率明顯提高。液相外延（LPE）法的原理是通過(guò)將硅熔融在母體里，降低溫度析出硅膜。由于多晶硅薄膜電池所使用的硅遠(yuǎn)較單晶硅少，又無(wú)效率衰退問(wèn)題，并且可以在廉價(jià)襯底材料上制備其成本遠(yuǎn)低于單晶硅電池，而效率高于非晶硅薄膜電池，可能成為薄膜太陽(yáng)能電池當(dāng)中發(fā)展速度最快的一個(gè)品種。（二）非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池非晶硅太陽(yáng)電池是 1976年出現(xiàn)的新型薄膜太陽(yáng)能電池 ，它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電 池 的制作方法完全不同，硅材料消耗少、電耗低。制造非晶硅太陽(yáng)能電池最常見(jiàn)的方法有輝光放電法、反應(yīng)濺射法、化學(xué)氣相沉積法、電子束蒸發(fā)法和熱分解硅烷法等。輝光放電法是將一石英容器抽成真空，

13、充入氫氣或氬氣稀釋的硅烷，用射頻電源加熱，使硅烷電離，形成等離子體。非晶硅膜就沉積在被加熱的襯底上。若硅烷中摻人適量的氫化磷或氫化硼，即可得到N型或P型的非晶硅膜。襯底材料一般用玻璃或不銹鋼板。這種制備 非晶硅薄膜的工藝，主要取決于嚴(yán)格控制氣壓、流速和射頻功率，對(duì)襯底的溫度的要求也很 嚴(yán)格。非晶硅太陽(yáng)能電池有各種不同的結(jié)構(gòu)，其中有一種經(jīng)典的結(jié)構(gòu)叫PiN型，它是在襯底上先沉積一層摻磷的 N型非晶硅，再沉積一層未摻雜的 i層，然后再 沉積一層摻硼的 P 型非晶硅，最后用電子束蒸發(fā)一層減反射膜，并蒸鍍銀電極。此種制作工藝，可以采用一連串沉積室，在生產(chǎn)中構(gòu)成連續(xù)程序，以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。同時(shí)，非晶硅太陽(yáng)

14、 能電池很薄， 可以制成疊層式，或采用集成電路的方法制造，在一個(gè)平面上，用適當(dāng)?shù)难谀９に?，一?制作多個(gè)串聯(lián)電池，以獲得較高的電壓。非晶硅可以生長(zhǎng)在很薄的不銹鋼和塑料襯底上，制備出超輕量級(jí)的太陽(yáng)能電池。這種電池具有很高的電功率/重量比，首先被用在太陽(yáng)功率飛機(jī)上 ，并在1990年完成了首次跨越 美國(guó)的飛行，創(chuàng)造了太陽(yáng)功率飛行的新記錄。目前，非晶硅太陽(yáng)能電池存在的問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低 ，國(guó)際先進(jìn)水平為10%左右， 且不夠穩(wěn)定，常有轉(zhuǎn)換效率衰降的現(xiàn)象，制約著非晶硅電池作為大型太陽(yáng)能電源 ，只能應(yīng) 用 于弱光電源。非晶硅太陽(yáng)能電池還存在穩(wěn)定性秒高等缺點(diǎn)，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。由于非晶硅光學(xué)禁帶為

15、1.7eV，使得材料本身對(duì)太陽(yáng)輻射光譜的長(zhǎng)波區(qū)域不敏感，這樣一 來(lái)就限 制了非晶硅太陽(yáng)能電池取得更的高的轉(zhuǎn)換效率。此外，其光電效率會(huì)隨著光照的時(shí) 間的延續(xù) 而衰減，即所謂的光致衰退效應(yīng)，使得電池性能不穩(wěn)定。解決這些問(wèn)題的途徑就 是制備疊層太陽(yáng)能電池，疊層太陽(yáng)能電池是由在制備的單結(jié)太陽(yáng)能電池上淀積一個(gè)或多個(gè) 多電池制得 的。目前，非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的研究取得兩大進(jìn)展：第一，三疊層結(jié)構(gòu)非 晶硅太陽(yáng)能電 池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 13%創(chuàng)下新的記錄；第二，三疊層太陽(yáng)能電池年生產(chǎn)能力 達(dá)5MW/美國(guó) 聯(lián)合太陽(yáng)能公司(VSSC制得的單結(jié)太陽(yáng)能電池最高轉(zhuǎn)換效率為9.3%，三疊層電池最高轉(zhuǎn) 換效率為13%估計(jì)效率衰

16、降問(wèn)題克服后，非晶硅太陽(yáng)電池將促進(jìn)太陽(yáng)能利用的大發(fā)展，因?yàn)樗杀镜?重量輕，應(yīng)用更為方便，它可以與房屋的屋面結(jié)合構(gòu)成住戶(hù)的獨(dú)立電源。(三) 多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池在發(fā)展硅系太陽(yáng)能電池的同時(shí)，為了避開(kāi)硅系太陽(yáng)能電池存在的普遍問(wèn)題，人們也在研 制其它材料的太陽(yáng)能電池。這其中主要包括砷化鎵III - V族化合物、硫化鎘及銅銦硒薄膜電池等。砷化鎵III- V化合物及銅銦硒薄膜電池由于具有較高的轉(zhuǎn)換效率受到人們的普遍重視。砷化鎵屬于III - V族化合物半導(dǎo)體材料,其能隙1.4eV,并且耐高溫性強(qiáng)，在二百多度的溫 度下,光電轉(zhuǎn)換性能仍不受到太大的影響,并且由于其最高光電轉(zhuǎn)換,效率約30% ,特別適 合

17、做高溫聚光太陽(yáng)電池。因此，是一種很理想的電池材料。已研究的砷化鎵系列太陽(yáng)能電池 有單晶砷化鎵、多晶砷化鎵、鎵鋁砷砷化鎵異質(zhì)結(jié)、金屬-半導(dǎo)體砷化鎵、金屬2絕緣體2半導(dǎo)體砷化鎵太陽(yáng)能電池等。砷化鎵等III - V化合物薄膜電池的制備類(lèi)似硅半導(dǎo)體材料的制備，有晶體生長(zhǎng)法、直接拉制法、氣相生長(zhǎng)法、液相外延法等。除砷化鎵外，其它III - V化合物如GaSb Ga InP 等 電池材料也得到了開(kāi)發(fā)。1998年德國(guó)費(fèi)萊堡太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所制得的砷化鎵太陽(yáng)能電池 轉(zhuǎn)換效率為24. 2% ,為歐洲最高記錄。首次制備的Ga InP電池轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到為 14.7% 另外，該研究所還采用堆疊結(jié)構(gòu)制備GaAs, Ga

18、Sb電池，該電池是將2個(gè)獨(dú)立的電池堆疊在一 起,GaAs作為上電池,下電池用的是 GaSb,所得到的電池效率達(dá)到31. 1%。銅銦硒Cu InSe2簡(jiǎn)稱(chēng)CIS。是以銅、銦、硒三元化合物半導(dǎo)體為基本材料制成的太陽(yáng)能電池。它是一種多晶薄膜結(jié)構(gòu)，C IS 材料的能降為1. leV,適于太陽(yáng)光的光電轉(zhuǎn)換。另外，CIS薄膜太陽(yáng)能電池不存在光致衰退問(wèn)題。CIS電池薄膜的制備一般采用真空鍍膜、硒化法、電沉積、電泳法或化學(xué)氣相沉積法等工藝來(lái)制備，材料消耗少，成本低，性能穩(wěn)定，光電轉(zhuǎn)換效率在10%以上。真空蒸鍍法是采用各自的蒸發(fā)源蒸鍍銅、銦和硒。硒化法是使用H2Se疊 層膜硒化，但這種方法很難得到組分均勻的C

19、IS。近來(lái)還發(fā)展用銅銦硒薄膜加在非晶硅薄膜 之上，組成疊層太陽(yáng)能電池，提高了太陽(yáng)能電池的效率，并克服了非晶硅光電效 率的衰降問(wèn)題。C IS薄膜電池從80年代最初8%的轉(zhuǎn)換效率發(fā)展到目前的15%左右。預(yù)計(jì)到2000年CIS電池的轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到20% ,相當(dāng)于多晶硅太陽(yáng)能電池。C IS作為太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料,具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。銅銦硒薄膜太陽(yáng)能電池對(duì)宇宙射線(xiàn)的耐受性比其他電池高，是一種成本低、質(zhì)量輕的宇宙用太陽(yáng)能電池，可作為人造衛(wèi)星的電源等。1954年雷諾茲發(fā)現(xiàn)了硫化鎘具有光生伏打效應(yīng)。1960年采用真空蒸鍍法制得硫化鎘太陽(yáng)能電池，光電轉(zhuǎn)換效率為 3. 5%。1964年美國(guó)

20、制成的硫化鎘太陽(yáng)能電池，光電轉(zhuǎn)換效率提高到4%6%除了燒結(jié)型的塊狀硫化鎘太陽(yáng)能電池外，人們更著重研究簿膜型硫化鎘太陽(yáng)能電池。它是用硫化亞銅為阻擋層，構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，按硫化鎘材料的理論計(jì)算，其光電 轉(zhuǎn)換 效率可達(dá)16. 4%盡管非晶硅薄膜電池在國(guó)際上有較大影響，但是至今有些國(guó)家仍指望發(fā)展硫化鎘太陽(yáng)能電池，因?yàn)樗谥圃旃に嚿媳容^簡(jiǎn)單，設(shè)備問(wèn)題容易解決。鎘碲薄膜 電池在薄 膜電池中歷史是最久的，典型的CdTe光電池結(jié)構(gòu)的主體是由約2卩m層的p型CdTe層與后 僅0. 1卩m的n型CdS形成。CdS層的上沿先結(jié)合 TCO,再連接基材 CdTe上 沿接合背板，以 形成一個(gè)光電池架構(gòu)。CdTe光電池的制備方法

21、目前有多種工藝可以采用。最常見(jiàn)的方法有濺鍍法、化學(xué)蒸鍍、ALE、絲網(wǎng)印刷、電流沉積、化學(xué)噴射、密集堆積升華法等，其中電流沉積法是最便宜的方法之一，沉積操作需要的溫度較低，所耗用碲元素也最少，也是工業(yè)界采用的主要方法。綜 上所述,盡管多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池的效率較非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于其組成元素大都劇毒，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重 的污 染，有的素比較稀有。因此，這種電池并不是晶體硅太陽(yáng)能電池最理想的替代品。（四）聚合物薄膜太陽(yáng)能電池在太陽(yáng)能電池中以聚合物代替無(wú)機(jī)材料是剛剛開(kāi)始的一個(gè)太陽(yáng)能電池的研究方向。其原理是利用不同氧化還原型聚合物的不同氧化還原

22、電勢(shì)，在導(dǎo)電材料（電極）表面進(jìn)行多層復(fù)合，制成類(lèi)似無(wú)機(jī)P- N結(jié)的單向?qū)щ娧b置。 其中一個(gè)電極的內(nèi)層由還原電位較低的聚合物 修飾，外層聚合物的還原電位較高，電子轉(zhuǎn)移方向只能由內(nèi)層向外層轉(zhuǎn)移；另一個(gè)電極的修飾正好相反，并且第1個(gè)電極上2種聚合物的還原電位均高于后者的2種聚合物的還原電位。當(dāng)2個(gè)修飾電極放入含有光敏化劑的電解液中時(shí)，光敏化劑吸光后產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移到還原電 位較低的電極上，還原電位較低電極上積累的電子不能向外層聚合物轉(zhuǎn)移，只能通過(guò)外電路 通過(guò)還原電位較高的電極回到電解液，因此外電路中有光電流產(chǎn)生。聚合物薄膜太陽(yáng)能電池的制備的關(guān)鍵步驟是聚合物半導(dǎo)體的層的形成。目前主要有3種技術(shù)1）真空技

23、術(shù)是目前制備薄膜普遍采用的方法之一，主要包括真空鍍膜濺射和分子束外延生長(zhǎng)技術(shù)；（2）溶液處理成膜技術(shù)。常用的溶液成膜技術(shù)主要有電化學(xué)沉積技術(shù)、甩膜技術(shù)、鑄膜技術(shù)、預(yù)聚物轉(zhuǎn)化技術(shù)、Langmuir2Blodgett 技術(shù)、分子組裝技術(shù)、印刷技術(shù)等；（3）單晶技術(shù)。制備聚合物半導(dǎo)體單晶的方法有：電化學(xué)法、擴(kuò)散法和氣相法。由于有機(jī)材料柔性好，制作容易，材料來(lái)源廣泛，成本底等優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)大規(guī)模利用 太 陽(yáng)能，提供廉價(jià)電能具有重要意義。新型有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池在原有的兩層構(gòu)造中間加 入一種混合薄膜，變成三層構(gòu)造，這樣就增加了產(chǎn)生電能的分子之間的接觸面積，從而大 大提高 了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換率。可折疊薄膜的太陽(yáng)能電

24、池是一種利用非晶硅結(jié)合PIN光電二極管技術(shù)加工而成的薄膜太陽(yáng)能電池。此系列產(chǎn)品具有柔軟便攜、耐用、光電轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)；可廣泛應(yīng)用于電子消費(fèi)品、遠(yuǎn)程監(jiān)控/通訊、軍事、野外/室內(nèi)供電等領(lǐng)域。有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池使用塑料等質(zhì)輕柔軟的材料為基板，因此人們對(duì)它的實(shí)用化期待很高。研究人員表示，通過(guò)進(jìn)一步研究，有望開(kāi)發(fā)出轉(zhuǎn)換率達(dá) 20%、可投入實(shí)際使用的有機(jī) 薄 膜太陽(yáng)能電池。專(zhuān)家認(rèn)為，未來(lái)5年內(nèi)薄膜太陽(yáng)能電池將大幅降低成本，屆時(shí)這種薄膜太陽(yáng)能電池將廣泛用于手表、計(jì)算器、窗簾甚至服裝上。（五）染料敏化太陽(yáng)能電池染料敏化電池的原理是TiO2表面吸附一層對(duì)可見(jiàn)光具有良好的吸收性能的染料光敏化劑后，染料分子在可見(jiàn)

25、光的作用下，通過(guò)吸收光能而躍遷到激發(fā)態(tài) ，通過(guò)染料分子和TiO2表面的相互作用,電子躍遷到較低能級(jí)的導(dǎo)帶,進(jìn)入TiO2導(dǎo)帶的電子被導(dǎo)電電極薄膜收集，通過(guò)外回路，回到反電極產(chǎn)生光電流。染料敏化薄膜太陽(yáng)能電池主要由以下幾部分組成：透明導(dǎo)電玻璃、納米TiO2多孔半導(dǎo)體薄膜、染料光敏化劑、電解質(zhì)和反電極。透明導(dǎo)電玻璃作為導(dǎo)電電極，就是在普通玻璃上 鍍上一層摻F或Sb的SnO2的透明導(dǎo)電膜，也可以是ITO薄膜，在導(dǎo)電膜和玻璃之間最好 擴(kuò)散一層幾納米的 SiO2。正、負(fù)電極電子的傳輸和收集主要是通過(guò)導(dǎo)電玻璃進(jìn)行的，其制備方法主要有：磁控濺射、化學(xué)氣相沉積等。光陽(yáng)極通常是由納米 TiO2多孔半導(dǎo)體薄膜組 成

26、。很多成熟的薄膜制備方法都可以用于制備光陽(yáng)極。反電極也稱(chēng)為光陰極，是有透明半導(dǎo)體膜構(gòu)成，主要用于收集電子和催化作用，加速I(mǎi)- / 1-3以及陰極電子之間電子交換速度。另 外，光陰極中厚厚的一層鉑還起光反射作用。染料的性能決定電池的光電轉(zhuǎn)換效率。電 解質(zhì)主要作用是傳輸1-3和I-。納米晶TiO2太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡(jiǎn)單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10%以上，制作成本僅為硅太陽(yáng)電池的1 /51 /10，壽命能達(dá)到20年以上。(六) 柔性光伏電池柔性太陽(yáng)能電池重量輕，而且可以折疊、卷曲，甚至可以粘貼在其他物體表面，例如： 汽車(chē)玻璃、衣服等。2002年美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的科學(xué)家借

27、助納米技術(shù)和聚合物研制出一種太陽(yáng)能電池，整個(gè)太陽(yáng)能電池兩側(cè)的電極之間夾著幾百納米的有機(jī)薄膜，最關(guān)鍵的是其中的硒化鎘納米棒這種納米棒受到特定波長(zhǎng)的光的照射后產(chǎn)生電子空穴對(duì)，從而產(chǎn)生電勢(shì)差，其太陽(yáng)能的利用 率為1. 9%。荷蘭、法國(guó)和葡萄牙的科學(xué)家在從事一項(xiàng)命名為H - Alpha Solar (H AS)的柔 性電池的研制工作，H AS的效率約為13% ,生產(chǎn)成本低、通用性好。研制人員稱(chēng)其 產(chǎn)品將在3年內(nèi)出現(xiàn)。日本夏普公司2004年發(fā)明出一種如紙張一般薄的電池，這種太陽(yáng)能電池像 2張名片一樣大，厚200um,重1g,發(fā)電能力為2. 6瓦，光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá) 28. 5%。佳能公司發(fā) 明了一種由新材

28、料制成的柔性太陽(yáng)能電池，其特點(diǎn)是：由樹(shù)脂包封的非晶硅作為主要光電 轉(zhuǎn)換層平 鋪在柔性材料制成的底版上。2005年7月韓國(guó)電子和電信研究所太陽(yáng)能電池研究小組開(kāi)發(fā)出了全球效率最高的柔性太陽(yáng)能電池的原型產(chǎn)品。據(jù)介紹，這種太陽(yáng)能電池只有 0.4mm厚。美國(guó)Iowa Thin Film公司利用太陽(yáng)能電池制造技術(shù)生產(chǎn)PowerFilm光伏系列產(chǎn)品，這種技術(shù)允許半導(dǎo)體層沉積在一種如紙張一樣薄的耐用柔性聚合物的襯底上，從而實(shí)現(xiàn)卷曲 制造工藝。（七）鋁箔上生長(zhǎng)直立的納米柱太陽(yáng)能電池將整個(gè)電池封裝在透明的膠狀聚合物內(nèi)后就能制作出可彎曲的太陽(yáng)能電池，成本低于傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池。負(fù)責(zé)研究的是美國(guó)加州大學(xué)電氣工程和計(jì)算

29、機(jī)科學(xué)教授阿里？杰威。與傳統(tǒng)硅和薄膜電池相比，納米柱技術(shù)可使研究人員使用更為廉價(jià)和低質(zhì)的材料。更重要的是，該技術(shù)更適于在薄鋁箔上制作出可卷曲的太陽(yáng)能電池板，從而降低了制造成本。 一旦獲得成功，其生產(chǎn)成本將可低至單晶硅太陽(yáng)能板的1/10。這種太陽(yáng)能電池是將統(tǒng)一的500納米高的硫化鎘嵌入碲化鎘薄膜中制成的，這兩種材料 均是薄膜太陽(yáng)能電池中經(jīng)常使用的半導(dǎo)體。杰威及其同事在 自然？材料上發(fā)表的報(bào)告稱(chēng)，此種電池將光能轉(zhuǎn)換為電能的效率可達(dá)6%此前，也有科學(xué)家使用了這種立柱設(shè)計(jì)思想，但其方法較為昂貴， 且光電轉(zhuǎn)換效率不到 2% 截至到2008年底，已經(jīng)能進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化 生產(chǎn)的薄膜電池主要有 3種：硅基薄膜太陽(yáng)能

30、電池、銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池（CIGS、碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池（CdTe。表2現(xiàn)有各種太陽(yáng)能電池比較太陽(yáng)能電池類(lèi)型最高效率創(chuàng)制單位生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品效率單晶硅電池24,7%澳大利亞新戚爾大學(xué)17%單晶硅電池203%饒國(guó)16%硅基薄膜電池12.8%昊國(guó)USSC公司5.8%磕化錨池膜電池（cdte）応歟莫國(guó)國(guó)家呼再坐簿膜丈驗(yàn)室7.1%銅制粽硒薄膜電池199%美國(guó)國(guó)家吋再牛曲換實(shí)港審聚比屯池40.7%三、薄膜太陽(yáng)能電池標(biāo)桿企業(yè)一一美國(guó)第一太陽(yáng)能公司First Solar （國(guó)內(nèi)翻譯成第一太陽(yáng)能公司）是總部位于美國(guó)亞利桑那州一家從事碲化鎘第10頁(yè)共30頁(yè) 薄膜電池生產(chǎn)制造的廠(chǎng)商，成立于 1998年，2002年生

31、產(chǎn)出第一塊光伏電 池產(chǎn)品，2006年底在美國(guó)納斯達(dá)克上市，代號(hào)FSLR。First Solar作為薄膜電池標(biāo)志性廠(chǎng)商，是美國(guó)市場(chǎng)上享受最高估值水平的光伏股，2007年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入 5.39億美元（合人民幣約37億元），目前市 值達(dá)202億美元（合人民幣1380億元）。薄膜電池產(chǎn)品供不應(yīng) 求，訂單已排至2010年后，目前市值相當(dāng)于人民幣1380億元，成為投資者熱烈追逐的對(duì)象。自2002年實(shí)現(xiàn)碲化鎘薄膜電池量產(chǎn)以來(lái)，第一太陽(yáng)能一直以驚人速度擴(kuò)張，產(chǎn)量從2004年的6.5 兆瓦增至2008年的504兆瓦，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)139%, 2008年已成為產(chǎn)量?jī)H次于Q-Cells 的全球第二大光伏廠(chǎng)商。而從

32、2009年上半年的收入來(lái)看，第一太陽(yáng)能已躍身成 為全球最大的光伏廠(chǎng)商。表3 2009年上半年世界太陽(yáng)能列強(qiáng)的比較(單位：億美元)銷(xiāo)售收入公司婁犁蕪太陽(yáng)能公司9.44120.00薄般電池廠(chǎng)商舉國(guó)瓦克60,7!硅片査MEMC4 9737.60硅片裔尚禱捽般27J0簡(jiǎn)體建電池廠(chǎng)商5.1126,70晶休趙電池廠(chǎng)曲Q-ccells674095晶怵硅屯池廠(chǎng)商天威英利晶體醉電池廠(chǎng)商江西賽維5 1210.40確片商該公司的薄膜太陽(yáng)能電池單位制造成本已經(jīng)從2004年的2.94美元/瓦壓縮至2008年的1.08 美元/瓦。而在光伏產(chǎn)業(yè)掉頭向下的2008年四季度，第一太陽(yáng)能的平均生產(chǎn)成本降到了 每瓦0.98美元，是

33、全球首家生產(chǎn)成本低于每瓦1美元的太陽(yáng)能廠(chǎng)商。2009年其生產(chǎn)成本進(jìn) 一步降低，一季度和二季度分別為0.93美元/瓦和0.87美元/瓦。表4美國(guó)第一太陽(yáng)能公司薄膜太陽(yáng)能電池單位成本走勢(shì)20042005200620072002XMJQJ20O9Q2成洙夬元/瓦1.59L40L23LOSM30.87售價(jià)關(guān)元/瓦2.082252252.442A7產(chǎn)量兆瓦6.502(.4059.90206.30504.0ft美國(guó)第一太陽(yáng)能公司強(qiáng)勁表現(xiàn)顯示了薄膜電池的良好發(fā)展前景。2008年美國(guó)薄膜電池巨頭First Solar的財(cái)政收入從07年的5.04億美元增長(zhǎng)至12.463億美元。而在2008年第四季度全球光伏巨頭

34、大幅虧損之時(shí)，F(xiàn)irst Solar該季的純收入更是達(dá)到1.328億美元。First Soalr 。在2009年8月舉行的一次會(huì)議上，美國(guó)第一太陽(yáng)能表示，計(jì)劃2014年其碲化鎘(CdTe ) 薄膜太陽(yáng)能電池模塊每瓦制造成本將達(dá)到0.520.63 美元，轉(zhuǎn)換效率由目前10.9%拉升 至12.5% 提升1.6 個(gè)百分點(diǎn)。2009年上半年，它的優(yōu)異表現(xiàn)更使世界太陽(yáng)能業(yè)界看到薄膜太陽(yáng)能電池未來(lái)的希望， 消除了疑慮，對(duì)薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展前景充滿(mǎn)美好的期待。美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間2009年9月8日中國(guó)政府與美國(guó)第一太陽(yáng)能公司( First Solar )簽 署備忘錄，雙方計(jì)劃在內(nèi)蒙古鄂爾多斯建造200萬(wàn)千瓦的太陽(yáng)

35、能發(fā)電廠(chǎng)。這將是世界上最大的太陽(yáng)能發(fā) 電廠(chǎng)，可供 300萬(wàn)戶(hù)居民用電。這個(gè)合作項(xiàng)目帶給我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電企業(yè)的， 不僅是市場(chǎng)份額 的競(jìng)爭(zhēng)信號(hào)，更有深刻的戰(zhàn)略思考。四、近年薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況目前，世界上至少有 40個(gè)國(guó)家正在開(kāi)展對(duì)下一代低成本、高效率的薄膜太陽(yáng)能電池實(shí) 用化的研究開(kāi)發(fā)。2007年全球薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)量達(dá)到400MW較06年的181MW增長(zhǎng)120%;2008年全球 薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)量達(dá) 892MW同比增長(zhǎng)123%根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查公司 DisplaySearch 在2009 年8月11日發(fā)布的太陽(yáng)能電池產(chǎn)能趨勢(shì)報(bào)告，2009年薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)能約為358萬(wàn)千瓦。這家公司的報(bào)告還顯示

36、，2005年薄膜太陽(yáng)能電池在全部太陽(yáng)能電池產(chǎn)能中約占5%,到2009年預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)20%。盡管晶體硅單價(jià)下滑給晶體硅電池帶來(lái)更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，但薄膜電池市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大是事實(shí)。數(shù)據(jù)顯示，薄膜電池廠(chǎng)商的全球市場(chǎng)份額從2000年的10.1%提升至2008年的12.5%。席卷全球的金融危機(jī)使硅原料價(jià)格持續(xù)大幅下跌之后，薄膜太陽(yáng)能生產(chǎn)商們的日子變得暗淡，一些公司正在建設(shè)的薄膜電池項(xiàng)目進(jìn)展放緩，一些計(jì)劃中的項(xiàng)目也被取消。2009年一季度以后，薄膜太陽(yáng)能電池投資又開(kāi)始活躍，成為太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)最受關(guān)注的因素。中國(guó)薄膜太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用在2009年開(kāi)了個(gè)好頭。根據(jù)與中國(guó)政府簽署的諒解備忘錄，F(xiàn)irstSolar將在中國(guó)內(nèi)

37、蒙古自治區(qū)的鄂爾多斯市建造一個(gè)2GW的電廠(chǎng)，項(xiàng)目具體選址為該市 的沙漠地區(qū)，工程占地64平方公里，稍大于曼哈頓的面積。整個(gè)項(xiàng)目將分四期，將從2010第12頁(yè) 共30頁(yè) 年6月開(kāi)始建造第一期 30兆瓦的示范項(xiàng)目，第二和第三期項(xiàng)目 將分別是100兆瓦和870兆瓦，于2014年竣工。最后一期的1000兆瓦將于2019年前建成。五、世界主要薄膜太陽(yáng)能電池廠(chǎng)商發(fā)展概況(一)硅薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)導(dǎo)廠(chǎng)商發(fā)展概況硅薄膜技術(shù)是近幾年薄膜太陽(yáng)能電池中投入廠(chǎng)商數(shù)最多、量產(chǎn)最多、市占率最高的技術(shù)。全球硅基薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠(chǎng)家主要有夏普、美國(guó)聯(lián)合太陽(yáng)能、Bangkok Solar、日本 Kaneka Hybrid、Su

38、nfilm、Malibu、宇通光能等，近年來(lái)的兩大領(lǐng)導(dǎo)廠(chǎng)商皆為美國(guó)的United Solar 與日本的Kaneka。1. United Solar Ovonic LLCUn itedSolar為美國(guó)的 En ergy Co nversion Devices(ECDOvo nics)的全資子 公司，成立于1990年，于全球共有九百多名員工。2007年，美國(guó)的UnitedSolar以48MW的產(chǎn)量成為薄膜太陽(yáng)能電池第二大生產(chǎn)商，也是硅薄膜技術(shù)的最大生產(chǎn)商， FY2007(2006/07/01-2007/06/30)的營(yíng)收為9,840 萬(wàn)美金。相較于多數(shù)硅薄膜太陽(yáng)能電池廠(chǎng)商的產(chǎn)品仍以單層a-Si 、

39、硬式玻璃基板為主，UnitedSolar卻是以摻鍺的三層結(jié)構(gòu)(a-Si/a-SiGe/a-SiGe TripleJu nctio n)、以可撓式的不銹鋼金屬基板為主力產(chǎn)品，產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)在于 容易與建筑、屋頂結(jié)合應(yīng)用。FY2007宣稱(chēng)其電池效率最高可達(dá)13%，模組效率最高可達(dá)8.5%。其販?zhǔn)鄣纳虡I(yè)化產(chǎn)品如 PVL-68模組，發(fā)電68W效率6.1%、大小為2849mm*394mm 重量4kg ； PVL-124模組則為124W 效率6.3%、大小為 5006mm*394mm重量7kg，平均 而 言重量上約為硅晶圓模組的一半，為可撓式厚度極薄，以應(yīng)用在BIPV為主。2. Kaneka Solartech

40、 Co.,Ltd日本 Kaneka自1980年代即開(kāi)始研發(fā)a-Si技術(shù)，1998年成立 Kaneka SolartechCo.,Ltd ， 為Kaneka Corporation的全資子公司，約有八百名員工，2007年以48MW勺產(chǎn)量成為薄膜太陽(yáng)能電池第三大生產(chǎn)商，F(xiàn)Y2007(2007/03-2008/05)的營(yíng)收為8,600萬(wàn)美金。Kaneka的主力銷(xiāo)售產(chǎn)品是玻璃基板的單層a-Si的太陽(yáng)能電池/模組，模組效率已可達(dá)8%產(chǎn)品約六成外銷(xiāo)德國(guó)，其馀銷(xiāo)售日本及歐洲其它國(guó)家。而為改善產(chǎn)品效率，Kaneka也 積極朝 Hybrid (a-Si/Poly-Si, tadem on glass)發(fā)展，未來(lái)

41、預(yù)計(jì)量產(chǎn)的是1200mn 998mm 基板尺寸、效率 12%勺 Hybridcell 。Kaneka, 2008 年產(chǎn)能規(guī)劃 70MW中有 40MM Hybrid。 另外Kaneka也研發(fā)see-through的可透視a-Si模組以開(kāi)發(fā) BIPV市場(chǎng)。3. 值得注意的潛力廠(chǎng)商：SHARP日本SHARP的硅晶圓太陽(yáng)能電池蟬聯(lián)多年全球年產(chǎn)量第一的寶座，直至2007年才降第13頁(yè)共30頁(yè)為第二名。近年來(lái)，SHARP以將其太陽(yáng)能事務(wù)的重心逐漸轉(zhuǎn)向薄膜太陽(yáng) 能電池/模組上。相 較于其它硅薄膜廠(chǎng)商目前仍多以量產(chǎn)單層a-Si產(chǎn)品為主，SHARP的薄膜主力產(chǎn)品是為 a-Si/卩c-Si的堆疊式(tandem)

42、產(chǎn)品，2007年產(chǎn)量21MVy為薄膜太陽(yáng)能 電池廠(chǎng)商第五大，也 是前十大薄膜太陽(yáng)能電池廠(chǎng)商中唯一商業(yè)化量產(chǎn)銷(xiāo)售a-Si/卩c-Si堆疊式產(chǎn)品的廠(chǎng)商。SHARP的薄膜太陽(yáng)光電部門(mén)成立于2005年，約30名員工，2007年a-Si/卩c-Si模組的 營(yíng)收約為200萬(wàn)美金，產(chǎn)品主要銷(xiāo)售于德國(guó)及日本。另外為了再提高效率，SHARP積極研 發(fā) Triple-junction(a-Si/卩 c-Si/a-Si)技術(shù)，效率可達(dá) 10%。SHARP預(yù)估 2012 年太陽(yáng)能電池的 世界市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 15GW 其中1/2為薄膜型，1/2是硅晶型。因?yàn)轭A(yù)見(jiàn) 到薄膜型的需求 將增加，未來(lái)在該集團(tuán)內(nèi)要把薄膜型太陽(yáng)能模組產(chǎn)能擴(kuò)大到6GVy但時(shí)程未定。SHARP現(xiàn)在與TEL(合資成立設(shè)備開(kāi)發(fā)公司東京ELECTROPV)進(jìn)行大型玻璃基板的生產(chǎn)設(shè)備的 開(kāi)發(fā)，目前以開(kāi)發(fā) TripleJunction用的PECVD為主，使用的玻璃基板尺吋為 （二） 碲化鎘太陽(yáng)能電池領(lǐng)導(dǎo)廠(chǎng)商發(fā)展概況碲化鎘（CdTe）薄膜太陽(yáng)能電池的供給者美國(guó)FirstSolar獨(dú)大，原先對(duì)于鎘毒性的憂(yōu)慮限制了 CdTe技術(shù)投入者的意愿，現(xiàn)在由于Fir