光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展詳細(xì)報(bào)告

光伏產(chǎn)業(yè)報(bào)告2010-10-18概述光伏產(chǎn)業(yè)介紹 光伏發(fā)電一.光伏產(chǎn)業(yè)介紹光伏定義光伏興起的背景光伏產(chǎn)業(yè)鏈光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀光伏產(chǎn)業(yè)的未來1.1光伏定義

太陽能光伏效應(yīng)，簡稱光伏(PV)，又稱為光生伏特效應(yīng)，是指光照在不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的部位間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。1.2光伏興起的背景21世紀(jì)三大支柱產(chǎn)業(yè)

信息，能源，材料b.自然界能源的主要形式

水力發(fā)電，化石能源，風(fēng)能，地?zé)崮?，核能，太陽能?.2光伏興起的背景現(xiàn)代人類社會(huì)的能源構(gòu)成1.2光伏興起的背景d.能源危機(jī)

1.2光伏興起的背景e.環(huán)境污染（1956-1996）

可再生能源，取之不盡，用之不竭；清潔能源，地球環(huán)境得到保護(hù)；工作時(shí)無傳動(dòng)部件，無噪音，使用壽命長，攜帶和安裝方便f.太陽能特點(diǎn)傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)對(duì)環(huán)境污染日益加劇，溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球年經(jīng)濟(jì)損失達(dá)4300億美元1.2光伏興起的背景g.光伏興起

當(dāng)煤、石油、天然氣等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來越多的國家開始實(shí)行“陽光計(jì)劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。光伏產(chǎn)業(yè)正在興起。1.3光伏產(chǎn)業(yè)鏈非晶硅電池玻璃電池發(fā)電系統(tǒng)鍍膜硅烷控制系統(tǒng)1.3光伏產(chǎn)業(yè)鏈晶體硅電池1.3.1硅的冶煉石英砂為二氧化硅，中國儲(chǔ)量豐富冶煉過程簡單，技術(shù)難度低，國內(nèi)大量生產(chǎn)粗硅純度為95－99％,可用于合金摻雜，如變壓器上的矽鋼片1.3.2硅的提純提純方法三氯氫硅氫還原法（SiHCl3，改良西門子法）硅烷法（SiH4）四氯化硅氫還原法（SiCl4

）二氯二氫硅還原法（SiH2Cl2

）從粗硅到高純硅，價(jià)格漲幅近100倍1.3.2硅的提純硅的提純特點(diǎn)龐大的化工系統(tǒng)，反應(yīng)過程復(fù)雜，系統(tǒng)化配套要求高建設(shè)周期長環(huán)境污染可能性大——要求閉式循環(huán)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)含量高高投資額，高風(fēng)險(xiǎn)高利潤石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅1.3.2硅的提純公司國家產(chǎn)量（t,2004）世界產(chǎn)能比海姆洛克(Hemlock)美國700025％瓦克(Wacker)德國550017.8％德山曹達(dá)(Tokuyama)日本480017.1%三菱硅(Mitsubishi)日本27009.6％先進(jìn)硅(ASiMi)美國26009.3%MEMC美國22007.8%太陽硅(SGS,SolarGradeSiliconLLC)美國22007.8％住友(Sumitomo)日本7002.5%石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅~28000t60%1.3.3硅棒（錠）1.單晶硅棒——直拉法2.多晶硅錠——鑄造法注：硅的熔點(diǎn)是1420℃

石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅1.3.3硅棒（錠）單晶硅棒（直拉法）Since1980石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅單晶融化單晶生長單晶硅棒1.3.3硅棒（錠）多晶硅錠（鑄造法）石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅多晶融化冷卻凝固切方1.3.4硅片硅棒通過線切割，切成180微米左右厚度的硅片石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅多晶錠多晶硅片1.3.5硅晶電池硅片通過擴(kuò)散、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)等步驟，形成能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)化為直流電的器件石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅1.3.6硅晶組件單片晶硅電池（125x125mm）的電壓大概為0.55V，電流為4.5A,功率約為2.5W單片功率太小，無法直接使用，因此將電池串聯(lián)和并列，達(dá)到所需要的電流電壓條件（一般為12V或24V）組件規(guī)格一般為165W,175W,180W（8x9片）和230W（8x12片）石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅1.3.6硅晶組件單片焊接串焊疊層層壓裝框清洗電性能測試包裝入庫石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅1.3.7發(fā)電系統(tǒng)核心部分，將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽能電池組控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)太陽能控制器一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池蓄電池（組）太陽能直接輸出12/24/48VDC。需要將直流電轉(zhuǎn)換成220VAC交流電,需要逆變器。逆變器石英砂高純硅料硅棒（錠）硅片電池組件發(fā)電系統(tǒng)粗硅1.4光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.發(fā)展歷史早在1839年，法國科學(xué)家比克丘勒發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體在電解質(zhì)溶液中會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)1954年美國貝爾研究所的Pearson,Chapin和Fuller首先應(yīng)用這個(gè)原理試制成功硅太陽電池（光電轉(zhuǎn)換效率4.5%）1958年，美國的“先鋒一號(hào)”人造衛(wèi)星就是用了太陽能電池作為電源，成為世界上第一個(gè)用太陽能供電的衛(wèi)星我國1958年開始進(jìn)行太陽能電池的研制工作，并于1971年將研制的太陽能電池用在了發(fā)射的第二顆衛(wèi)星上上世紀(jì)90年代后期，研制成高效太陽能電池（>20%）2002年后，世界和中國的光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展1.4光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2.數(shù)量和規(guī)?！?002年后，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，每年以30%的速度遞增，成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)單晶、多晶硅片企業(yè)：20家以上晶硅電池企業(yè)：30家以上非晶硅電池企業(yè)：5家以上晶硅組件：600多家各種配套企業(yè)上千家

絕大部分企業(yè)盈利豐厚1.4光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀3.技術(shù)方面單晶硅電池：國內(nèi)制造技術(shù)成熟，轉(zhuǎn)換效率普遍在16.0-18.0%之間，南京中電、無錫尚德已達(dá)到國際領(lǐng)先水平，目前平均轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到17.3以上多晶硅電池：普遍效率在15.0-16.0之間，落后于國外非晶硅薄膜電池：技術(shù)尚不成熟1.4光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀4.缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

硅片質(zhì)量、電池效率、性能衰減等5.“三頭在外”—中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展不平衡，受國外制約原料——多晶硅原料90%以上依賴進(jìn)口市場——95%以上的市場在國外（主要在歐洲）設(shè)備——重要的光伏設(shè)備大部分在國外產(chǎn)業(yè)發(fā)展不穩(wěn)定，起伏很大1.4光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀原料問題A.高純多晶硅的生產(chǎn)長期受美、德、日三國八大公司壟斷，其每年賺取超高額的利潤（利潤率>400%）B.國內(nèi)多晶硅企業(yè)特點(diǎn)1.國內(nèi)上馬的多晶硅項(xiàng)目有30多家;2.洛陽中硅、新光硅業(yè)、峨嵋半導(dǎo)體、徐州中能、揚(yáng)州順大已有多晶硅產(chǎn)出，但產(chǎn)量較低（100-500噸）;3.技術(shù)落后，多采用非閉式循環(huán)（轉(zhuǎn)化率低、有大量副產(chǎn)品）4.生產(chǎn)成本高，大約需要30-40美元/公斤（國外低于23美元）C.國家已將高純多晶的生產(chǎn)作為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目1.4光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀市場問題由于目前光伏組件發(fā)電的價(jià)格遠(yuǎn)高于常規(guī)能源，因此市場主要依賴于國家對(duì)光伏發(fā)電的政策補(bǔ)貼目前光伏組件主要出口歐洲，以德國和西班牙為主日本市場很大，但自產(chǎn)自銷新的市場：美國、中東、意大利、澳大利亞、韓國等中國市場在孕育08年國外市場大概為1200MW，國內(nèi)市場不超過60MW當(dāng)中國市場發(fā)展起來后，我國的光伏行業(yè)將迎來更大的發(fā)展1.4光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀設(shè)備問題A.目前生產(chǎn)高純多晶硅的反應(yīng)爐，硅棒線切割機(jī)，電池生產(chǎn)過程中的PECVD、絲網(wǎng)印刷機(jī)和燒結(jié)爐，薄膜光伏設(shè)備、全自動(dòng)組件設(shè)備等各種高精密設(shè)備都來自于國外，價(jià)格昂貴B.電子科技集團(tuán)2所、48所、西安理工大學(xué)晶體生長設(shè)備研究所、無錫奧曼特、北京京運(yùn)通、上海思恩電子、秦皇島博碩光電、捷佳創(chuàng)、七星華創(chuàng)、上海太陽能科技、北京德雷射科、常州華盛天龍、上海漢虹、紹興精工、珠?；浢す獾纫慌鷥?yōu)秀的國內(nèi)設(shè)備廠商正致力于光伏設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)，并取得了可喜的成績C.

國內(nèi)設(shè)備廠商需要一長段時(shí)間學(xué)習(xí)、模仿和開發(fā)先進(jìn)的光伏設(shè)備1.5光伏產(chǎn)業(yè)的未來

光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約因素

1.觀念：國內(nèi)對(duì)太陽能的使用，還局限于太陽能熱水器等，對(duì)光伏發(fā)電不甚了解 2.風(fēng)險(xiǎn)：一次性投資、技術(shù)革新

3.成本：價(jià)格（晶體硅組件+電氣控制部分）和使用年限

晶體硅組件：硅料價(jià)格、單片電池用硅量、電池轉(zhuǎn)換效率電氣控制部分a.硅料價(jià)格目前硅料的價(jià)格并不是由生產(chǎn)硅料的成本決定的，而是由供需關(guān)系直接決定國外高純硅材料產(chǎn)量2007年末達(dá)到4.47萬噸，2008年底達(dá)到7.875萬噸，2010年達(dá)到9.95萬噸由于國際硅材料廠商的擴(kuò)產(chǎn)，改善了供需關(guān)系，導(dǎo)致硅材料價(jià)格下降2002年2005年2008年23美元/公斤400美元/公斤100美元/公斤2009年2010年2012年120美元/公斤40美元/公斤65美元/公斤b.組件價(jià)格—單片電池用硅量單片耗硅量逐年下降（硅片越來越?。?/p>

單片電池用硅量（g）c.組件價(jià)格——效率提升電池效率的提高2002年——14%2003年——15%2006年——16%2008年——17%2010年——18%光伏發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)格通過硅料價(jià)格的下降、單片電池用硅量的下降和電池效率的提升，使得每瓦組件的價(jià)格逐漸下降電氣控制部分的價(jià)格也逐漸下降06年5月08年5月09年1月43元/瓦30元/瓦15元/瓦3.3元/度2.5元/度1.7元/度組件價(jià)格發(fā)電成本注：1.按每天5小時(shí)光照，一年180天晴天，組件使用20年計(jì)算，則組件總共工作18,000小時(shí)2.逆變器等電氣控制部分按15元/瓦算1.5光伏產(chǎn)業(yè)的未來預(yù)計(jì)到2012年，我國光伏發(fā)電系統(tǒng)價(jià)格低于0.9元/度預(yù)計(jì)到2015年，美國光伏系統(tǒng)發(fā)電價(jià)格為0.1美元/度（約0.68元/度）另外新型太陽電池（薄膜電池）有望大幅降低光伏發(fā)電成本而傳統(tǒng)能源發(fā)電成本日益上升1.5光伏產(chǎn)業(yè)的未來中國光伏系統(tǒng)安裝預(yù)計(jì)二.光伏的應(yīng)用光伏發(fā)電衍生應(yīng)用接線盒2.1.1太陽能光伏發(fā)電原理利用光電池的伏打效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)2.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)組成光伏組件控制器逆變器蓄電池負(fù)載2.1.2.1光伏組件又叫太陽能電池板，通常是由太陽能電池片，按照一定功率和尺寸要求，由電路連接組成，并由框架封裝在一起的一組發(fā)電單元。光伏組件串聯(lián)后并聯(lián)構(gòu)成組件方陣。100KWp級(jí)以上光伏發(fā)電系統(tǒng)由多個(gè)光伏方陣組成2.1.2.2控制器太陽能控制器是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。附加溫度補(bǔ)償，光控開關(guān)、時(shí)控開關(guān)等功能。2.1.2.3逆變器由于太陽電池產(chǎn)生的電是直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉(zhuǎn)換器，即逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，才能供電至家庭用電或并入電網(wǎng)。2.1.2.4蓄電池蓄電池是將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。2.1.2.5負(fù)載直流負(fù)載交流負(fù)載2.1.3光伏發(fā)電系統(tǒng)分類獨(dú)立（離網(wǎng)）光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2.1.3.1獨(dú)立直流系統(tǒng)2.1.3.2獨(dú)立逆變交流系統(tǒng)電扇負(fù)載蓄電池控制逆變?cè)O(shè)備交流2.1.3.3并網(wǎng)系統(tǒng)2.1.4光伏發(fā)電前景展望21世紀(jì)的主要能源是太陽能到2020年，太陽電池發(fā)電將供應(yīng)20多億人口和提供二百萬人的就業(yè)機(jī)會(huì)到2