光伏产业战略研究----基于一个二三线城市的研究（七）
光伏行业技术环境分析当前光伏行业的新技术、新工艺、新材料不断出现，在此我们按光伏产业链进行分析1、太阳能电池 太阳能电池技术虽然经过多年发展，出现了一些纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池等新产品，但是都停留在实验室阶段。现阶段太阳能电池产业化较好的仍然是晶体硅电池和薄膜电池。砷化镓电池虽然也已经部分产业化，但是受制于高成本，目前应用仍然较少。 对于太阳能电池产品特性，重点关注的指标主要是光电转换效率和制造成本。从光电转换效率看，目前工业化比较成熟的仍然是晶体硅电池，目前商业化晶硅电池的效率达到 15％－20％（单晶硅电池16％－20％，多晶硅15％－18％），这也是晶体硅电池仍然占据太阳能电池接近90％以上规模的主要原因；。不过受制于较高的能耗和成本，导致晶体硅电池乃至光伏产业应用和推广较为困难。 非晶硅薄膜电池近年来受到极大关注，主要是由于其具有较低的制造能耗和制造成本，有益于降低光伏产业的成本，减少光伏产业成本和并网发电价格之间的差距，从而达到推广和普及光伏产业的目的。商业化非晶硅薄膜电池效率也不断提高，其中单结非晶硅电池5％～7％，双结非晶硅电池效率在6%－8%之间，非晶硅/微晶硅迭层电池效率在8％－10％之间，而且稳定性不断提高不过，受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。 对于碲化镉薄膜电池，主要发展瓶颈是Cd属于毒性物质，同时Te属于极其稀缺资源；而铜铟镓硒薄膜电池中In、Ga也均为稀缺资源，并且工艺难于稳定控制。这些都直接影响到了这几类电池的开发和发展。
表3.4对比了不同太阳能电池的特点。表3.5为各技术类型的发展现状和前途。
表 3.4 不同太阳能电池对比 数据来源：中国太阳能电池协会
电池种类
光电转换效率（%）
光伏组件效率（%）
受光面积（kwp）
制造能耗
制造成本
主要障碍
材料来源
晶体硅
单晶硅
16-17
13-15
7㎡
高
高
硅提纯工艺
丰富
多晶硅
14-15
1%-14
8㎡
较高
较高
硅提纯工艺
丰富
薄膜电池
非晶硅
6-7
6-7
15㎡
低
低
衰减特性
丰富
碲化镉
8-10
8-10
11㎡
低
中
有毒性材料
Te极其稀缺
铜铟镓硒
10-11
10-11
10㎡
低
中
制造工艺难控制
In、Ga属稀缺资源
新型电池
砷化镓
18-22
18-22
4㎡
高
很高
成本高 技术复杂
砷稀缺
表3.5 各技术的发展现状和前景 数据来源：国海证券
技术
发展现状
发展前景
商业化进度
中国的发展
障碍
优势
晶硅
单晶硅
已商业化量产
拥有完整产业链
和国际领先企业
硅料提纯的技术和成本
装换率高，技术成熟
多晶硅
已商业化量产
拥有完整产业链
和国际领先企业
硅料提纯技术和成本
装换率高，技术成熟，
比单晶硅成本低
薄膜
非晶硅
逐步商业化量产
大批企业介入
设备原材料被国外垄断
电池自然衰减特性
耗能少，设备简单，
适合大规模生产
铜铟镓硒
（CIGS）
逐步商业化量产
国内少数企业介入
工艺复杂尚未标准化
铟原料稀缺
成本低，性能稳定，
抗辐射
碲化镉
（CdTe）
已商业化量产
国外公司垄断，国内很少
镉原料有毒，
碲原料稀缺
工艺相对简单，标准
聚光
砷化镓
（GaAs）
少量商业试点
国内零星企业介入
成本高、技术复杂、
受自然天然气影响大
电池片用量少，
转换效率高
2、多晶硅原料和硅锭 多晶硅原料的制备流程中，从冶金级硅提炼出太阳能级多晶硅原料是整个产业链核心技术，是制约光伏产业链中最大瓶颈，一是工艺成本和技术，二是高耗能高污染环境成本。多晶硅原料制备国际主流技术4种：改良西门子法、硅烷法、循环流化床法、物理法。改良西门子法是目前生产多晶硅最为成熟、投资风险最 、最容易扩建的工艺，国内外现有的多晶硅厂大多采用此法生产太阳能级与电子级多晶硅，占当今世界生产总量的70%—80%，电力成本约占总成本的70%左右。使用这种方法生产多晶硅成本约为25～35美元/千克，仍是目前的主流工艺技术，缺点是成本高、副产品回收利用技术复杂；硅烷法目前只有美国有一家企业生产，优点是品质高，缺点是危险性大、工艺要求高；流化床法能提高多晶硅生产中原材料的利用率，成本低，缺点是技术还不成熟，只有美国 1家企业用这种技术，生产多晶硅原料成本约＄15～25 /kg；物理法最大优点是成本低，缺点是没有解决工业化生产问题、产品稳定性不够、纯度不够，生产多晶硅原料成本约为＄5～15/kg。表 3.6 四种主要晶体硅制取技术比较
生产工艺
成本
＄/kg
转换效率
（%）
电耗
度/kg
初始投资 1500吨
代表公司
优缺点
改良西门子法
30-70
16-17
150-350
12亿元
新光、峨嵋、国外大厂
技术成熟、成本高
循环流化床法
20-50
-
-
-
美国一家公司
成本低、技术不成熟
物理法
25
14.5
40-80
1.2亿元
JACO
成本低、纯度低、电池稳定性差
硅烷法
-
-
-
-
美国一家公司
品质高、危险性大、工艺要求高
除了以上四类主流制作多晶硅原料技术之外，随着光伏产业发展对多晶硅原料的需求迅速增长，近年来不断涌现出多种专门用于太阳能级多晶硅生产的低成本新技术工艺，如汽-液沉积法、区域熔化提纯法、无氯技术、碳热还原反应法、铝热还原法、以及常压碘化学气相传输净化法等。目前，美国、日本、德国以及挪威等国家的几个主要生产厂商掌握了太阳能级多晶硅制备技术与工艺，形成技术封锁和垄断。我国厂家大多采用的是改良西门子技术工艺。目前铸锭法是制多晶硅锭主要方法，而直拉法是从多晶硅原料制成单晶硅棒主要方法。3、硅片切割 降低硅片厚度，可以减少硅材料消耗、降低晶硅太阳电池成本。目前基本上采用多线切割技术，经表面整理、定向、切割、研磨、腐蚀、抛光、清洗等工艺，将硅棒或硅锭加工成符合特定要求的硅片。硅片的厚度从2004年的270um降低到现在的180um-200um，国际上部分厂家可达到170um，日本和德国的先进技术达到80um，且在生产过程几乎没有消耗。经历两年左右的发展，硅片的利用率已经提高了32%以上。
表3.7 晶体硅太阳电池硅片厚度的降低
4、光伏组件
光伏组件成本30 年来降低了2个多数量级。2003 年世界重要厂商的成本为2~2.3美元/Wp，售价2.5~3美元/Wp ，2004年以后因材料紧缺价格有所回升。
由图3.2和图3.3为2010年光伏发电平均成本的预测。可以看出光伏产业和技术的发展促进了光伏组件成本的下降，从而导致了光伏发电成本的下降。
5、光伏生产设备
光伏产业相关的制造设备如表3.8。
近年来，光伏产业的迅速发展所形成的巨大市场需求也极大地推动了设备制造业的发展。很多设备已经实现了国产化并开始大量应用，部分产品已经开始出口。
（1）硅锭和硅片制造设备
直拉硅单晶正在向着高纯度、高完整性、高均匀性（三高）和大直径（一大）发展，目前国内市场上的单晶炉以95千克半自动为主，且无法应用于半导体IC产业，硅单晶向大直径发展，投料量急剧增加．生长6″、8″、12″、16″硅单晶，相应的投料量应为60kg、150kg、300kg、500kg。
（2）太阳电池制造设备
日、美、欧洲（德国、意大利）设备制造商代表了当今世界最高技术水平。以主流的晶体硅太阳能电池制造设备为例，其技术特征为自动化程度高、产能高。适应的硅片工艺越来越大（从最初的103mm×103mm方硅片到目前主流156mm×156mm方硅片，及未来两年的210mm×120mm方硅片）、越来越薄（300μm——270μm——210μm——180μm）。德国已推出了适合10mm×210mm方硅片生产的国际最先进全自动生产线设备。现今国际典型的大生产线，产能已从五年前的每条线几兆瓦发展到了25MW甚至50MW。
（3）封装设备
各种封装设备均已实现国产化。激光划片机的生产商包括武汉三工、深圳大族、珠海粤茂等；层压机的生产商包括秦皇岛奥瑞特、秦皇岛博硕、上海航天科技等。上海交大太阳能所、西安交大太阳能所等是主要的组件测试仪的生产商。总体上，我国近年光伏产业相关设备的发展很快，国产化程度不断增强，市场总量和市场份额不断加大。封装设备已占据了绝大部分国内市场；硅锭和硅片制造设备、电池制造设备占据了国内市场的半壁江山。由于国内设备的价格优势非常明显，而且部分产品（如扩散炉）的性能已达到国外产品的水平，因此目前国内新建的太阳电池生产线基本采用国产设备＋部分进口设备的模式
国内设备制造业的主要问题是：
（1）、少数产品仍属空白（铸锭炉、线切割机、平板式PECVD、全自动丝网印刷机）；
（2）、自动化程度不够，不能满足全自动生产线的要求；
（3）、部分设备的性能指标和可靠性仍待提高；
6、光伏发电系统技术及应用发展状况
从发电角度分，光伏系统主要分为独立光伏系统、并网光伏系统；从光伏系统安装环境分为光伏建筑集成系统（BIPV）、地面光伏电站（包括荒漠、盐碱地、滩头等地面电站）以及能源综合应用系统等。目前，光伏与建筑一体化（BuildingIntegate PhotoVoltaies，简称BIPV）成为趋势。BIPV产品目前分为晶体硅和非晶硅薄膜BIPV构件。晶体硅构件转换效率高，但其产品透光性差，颜色单一；非晶硅构件目前转换效率低与晶体硅电池，但透光性好，颜色多变，同时成本低，尺寸大，适合大规模化生产，是未来BIPV的发展方向。这也是一非晶硅薄膜电池为核心的**光伏产业应予以严密关注的方向。研究BIPV技术的任一领域，都要解决4个核心问题：光伏电池的安装，遮挡因素、通风设计、空调系统的综合设计。
7、光伏系统平衡部件（BOS）制造业的发展状况
光伏系统中使用的控制器类型很多，如2点式、多路顺序、智能、大功率跟踪充电控制器等，我国目前使用的大都是简单设计的控制器，智能型控制器仅用于通信系统和较大型的光伏电站。本节重点涉及蓄电池和控制/逆变器技术和产业发展概况
（1）控制器
在小型户用电源控制器上国内外技术水平尚有一定差距。但在通信电源和KWp以上的控制器没有大的差距。比较如表3.9：表3.9 国内外控制器技术的对比
光伏发电系统用充电控制器应向标准化、专业化、系列化、多样化和规模产业化方向发展，以保障质量降低成本，满足不同用户的需求。
（2）逆变器：
国内逆变器技术水平相当于 90年代中期的国际水平。进入21世纪，逆变器技术的发展随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展，正向着频率更高、功率更大、效率更高、体积更小的方向发展。目前国际上逆变器的先进水平和国内现有水平的比较如表3.10
表3.10 国内外逆变器技术的对比
楼主有空给讲讲精工科技的炉子处于什么水平。 虽然不懂，但是还是要支持一下楼主，支持原创 这种典型的XX证卷出的剪刀浆糊文，错误一大堆 phjhuang 发表于 2012-4-9 14:30 static/image/common/back.gif
这种典型的XX证卷出的剪刀浆糊文，错误一大堆
请具体，这么说没意义。 loy_20002000 发表于 2012-4-9 17:52 static/image/common/back.gif
请具体，这么说没意义。
东拼西凑起来的，或者脱离上下文，或者过时什么的，或者是把些过头的新闻也搞上来了。
要纠错费力太多。
也没什么大错，就是能很容易看出是搞证卷的乱抄一气出来的。 phjhuang 发表于 2012-4-9 18:59 static/image/common/back.gif
东拼西凑起来的，或者脱离上下文，或者过时什么的，或者是把些过头的新闻也搞上来了。
要纠错费力太多。 ...
批评的有道理之处，鄙人感谢。谢谢关注 卷云 发表于 2012-4-11 22:48 static/image/common/back.gif
批评的有道理之处，鄙人感谢。谢谢关注
？这个是你自己一个人写的
我以为是哪个机构出的报告的某一段，苛刻了。 phjhuang 发表于 2012-4-11 22:52 static/image/common/back.gif
？这个是你自己一个人写的
我以为是哪个机构出的报告的某一段，苛刻了。
是我写的一个学习型的论文，数据比较缺乏第一手资料，慢慢收集的，即使有问题，很多地方我也无从查实。数据出处基本都列出来，有问题找他们吧。而且这个成文时间是09年，所以你说数据老很正常。后面的我没发，因为是具体到一个城市的行业发展战略分析，前面无外乎就是内外环境分析，肯定比较枯燥。发的时候我也没时间在搞成通俗的了。权当交流吧 数据确实太老了。。。。 卷云 发表于 2012-4-11 23:04 static/image/common/back.gif
是我写的一个学习型的论文，数据比较缺乏第一手资料，慢慢收集的，即使有问题，很多地方我也无从查实。数 ...
哈哈，毕业论文？ 作为毕业论文的绪论部分写成这样还是不错的了。
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