光伏产业市场报告.pdf

*光伏产业市场报告*。目录一、*在光伏行业的开发方向.21.1 工程塑料用于接线盒Junction Box.31.1.1 接线盒材料.31.1.2 接线盒对原料性能要求.61.1.3 接线盒及系统测试标准.61.1.4 接线盒材料发展趋势.61.2 弹性体和PC/PBT合金、PA66用于线缆和连接器Cable&Connector.71.2.1 线缆和连接器材料.71.2.2 线缆和连接器对原料性能要求.81.3 接线盒和连接器目标客户.81.4 ASA用于太阳能电池板骨架和太阳能热水器水管帽Solar water Heater End Cap.91.4.1 太阳能电池板骨架材料.91.4.2 太阳能电池板骨架对原料性能要求.91.4.3 SABIC和皇明太阳能合作开发用ASA取代金属生产太阳能热水器水管帽.101.5 PVB膜在光伏建筑一体化中的应用.101.6 其他产品.131.7*在光伏行业开发的SWOT分析和方法.131.7.1S WOT 分析.131.7.2*光伏行业开发方法.13二、光伏产业背景知识.142.1 太阳能的潜力.142.2 什么是太阳能光伏.142.3 太阳能光伏技术.152.4 光伏系统类型.162.5 发展太阳能光伏的意义.17三、世界光伏产业发展现状及趋势.183.1 世界光伏产业和市场发展.183.2 世界光伏发展目标和发展前景.203.3 世界光伏技术发展趋势.21四、中国光伏市场和产业发展状况.23五、光伏产业链现状和分析.255.1 多晶体硅原材料产业状况.255.2 晶体硅锭制造产业状况.255.3 晶体硅太阳能光伏电池制造业状况.265.4 非晶硅太阳能光伏电池制造业状况.275.5 组件封装产业状况.275.6 光伏系统平衡组件.285.7 光伏产品的出口情况.285.8 薄膜太阳电池的产业现状.285.9 简析中国光伏企业单一化和一体化发展路线.29六光伏企业名录.306.1 全球TOP 15光伏厂商.306.2 电池片生产商.306.3 中国主要太阳能电池和组件制造商名单及网址一览表.326.4 蓄电池控制器转换器生产商.366.5 电池生产线设备生产厂家.38七结论、参考文献和资源.44一、*在光伏行业的开发方向纵观光伏电池产业链，上游企业垄断资源，控制市场，锁定利润，但都是围绕硅原材料 的加工，而且大部分都是在国外，可望而不可及；下游企业虽然不如上游利润丰厚，但具备 成本优势，成长迅速，产品受到国际客户的认可和欢迎。尤其是在产业发展的初期，在国内 和国际资本的推动下，太阳能电池的产量由2002年的2 MW一跃到2005年的300MW,资 本助推我国光伏产业快速通过了产业导入期。德国和日本是全球产业的领导者，由于日本是封闭的市场，并不对日本以外的国家大量 开放，中国的迅速崛起打破了德国一支独秀的局面，也催生了大江南北星罗棋布的光伏企业 并将无锡尚德施正荣和江西赛维LDK彭小峰等企业家推上了全球富豪榜！结合产业的迅速升温加上2010年以后中国太阳能将大范围利用的利好消息，借助遍布 全国的销售网点，凭借全球顶级化工企业的支持，*有资格也有实力在如日中天的新能源 产业开创一片崭新的蓝海！下面将按照产业链中具体产品和行业标准以及标杆客户拆解*的生意机会（不断更 新）：1.1工程塑料用于接线盒Junction Box(单个客户生意规模：300-1000万)接线盒是将线缆的接头连接到一起起保护和连接作用的装置，在封装工艺中接线盒被固 定到光伏电池设备中(图1)。接线盒的上下壳体和内部连接器都是由塑胶注塑成型，图2 显示接线盒的内外部构造：图1接线盒产品图2接线盒内部构造1.1.1接线盒材料常见的接线盒外壳使用改性聚苯酸PPE(PPO)制作，最有代表性的接线盒国外厂商是 瑞士的 MC(www.multi-),美国的泰科电子 TYCO(),日本的行田 Yukita(www.vukita.cojp)。经过笔者调研，在接线盒外壳应用上典型的材料有：1沙伯基础创新塑料SABIC公司的Noryl PX9406和PX9406PV0150BPX9406黄卡如下：特性为无卤阻燃，UL5VA,CTI 2,有ULf2户外认证Color Min.Thick.Flame HWI HAI RTI RTI RTI IEC GWIT IEC GWFI(mm)ClassElecImpStrALL0.75v-o00110105110-1.0v-o001101051107759601.5v-o001101051107759602.5V-o,5VA001101051107759603.0V-0,5VA00110105110775960CTI:2IEC CTI(V):-HVTR:4D495:6IEC Ball Pressure(c)：-PX9406P黄卡如下:特性为无卤阻燃，UL5VA,CTI 2,有ULfl户外认证ColorMin.Thick.FlameHWIHAIRTIRTIRTIIEC GWITIEC GWFI(mm)ClassElecImpStrALL0.40V-2-505050-0.75v-o00110105110-一1.5v-o00110105110-2.5V-0,5VA-110105110-3.0V-0,5VA00110105110-CTI:2IEC CTI(v)：-HVTR:4D495:6IEC Ball(c)：-PressureV0150B为高热变形温度规格，RTI Str 为 115 度,有UL fl和f2认证ColorMin.Thick.FlameHWIHAIRTIRTIRTIIEC GWITIEC GWFI(mm)ClassElecImpStrALL1.0一-7759601.5v-o031101051157759602.0V-o,5VA041101051157759603.0V-0,5VA04110105115775960GY2.0RP15-110105115775960CTI:2IEC CTI(v)：-HVTR:3D495:6IEC Ball(c)：-Pressure表1目前在使用Noryl PX9406的接线盒客户名称月用量价格苏州快可光伏10-18T(9406P)33kg秦皇岛索乐电子5T3歹kg江苏林洋电子5T32kg扬中市通灵电器设备厂3T32/kg慈溪人和光伏40-50T(9406-701)31/kg泰州市光伏3T33kg张家港天能科技10T31.5/kg2沙伯基础创新塑料SABIC公司的LEXAN EXL9330SABIC公司的耐UV、阻燃改性PC LEXAN EXL 9330也有用于接线盒外壳。如加拿大太阳 能公司在中国的工厂CSI Solar Technologies Ltd和美国Bizlink在深圳的工厂都选用EXL9330 作为接线盒的外壳。低温冲击强度、无需油漆的耐候性、尺寸稳定性和支持全球环保倡议的 阻燃性是被选用的主要原因。Material Designation:EXL9330(X)(fl)(11)(1)(3)Product Description:(PC/Siloxane),designated Lexan furnished as pellets.ColorMin.Thick,(mm)Flame ClassHWIHAIRTI ElecRTI ImpRTI StrIECGWITIECGWFIBK0.8V-l31125105115-1.0V-l31125105115825960BK,GY2.5V-0,5VB20125110120825960(X)1.5V-0211251101208259602.0V-0211251101208259602.3V-0201251101208259603.0V-0,5VA10125115125825960CTI:3IEC CTI(V):-HVTR:-D495:-IEC Ball Pressure():-3 日本旭化成公司 ASAHI KASEIXYRON 540Z 644Z前者和PX9406对应，后者和Noryl V0150B对应，无锡尚德使用，32/kg左右。Material Designation:500Z,540Z(fl)Product Description:(Modified Polyphenylene Ether Resin(m-PPE),modified,designated Xyron furnished as pellets.CTI:0 IEC CTI(V):-HVTR:2ColorMin.Thick.FlameHWIHAIRTIRTIRTIIEC GWIT IEC GWFI(mm)ClassElecImpStrBK0.75V-033110105110-BK3.0V-000110105110 D495:7IEC Ball Pressure(c)：-644Z特性为高达129c的热变形温度，VO阻燃（5VA正在申请）Color Min.Thick.Flame HWI HAIRTI RTI RTI IEC GWIT IEC GWFI(mm)ClassElec Imp StrALL 1.0 V-0 2 050 50 50ALL 1.5 V-0 2 050 50 50ALL 3.0 V-0 1 050 50 50IEC Ball PressureCTI:2 IEC CTI(V):-HVTR:4D495:6(C)：-4 美国杜邦公司 DuPont PA66 Zytel FR7025V0F接线盒内部支架有客户使用杜邦DuPont PA66 Zytel FR7025V0F,阻燃未增强PA66。黄卡如下ColorMin.Thick.(mm)FlameClassHWIHAIRTIElecRTIImpRTIStrIEC GWITIEC GWFIALL0.75V-03013075857759601.5V-03013075857759603.0V-0101307585775960CTI:0IEC CTI(V):-HVTR:0D495:-IEC Ball(C)：-Pressure1.1.2接线盒对原料性能要求:一般为ULVO,CTI2,热变形温度115度以上,有UL fl认证，能承受250g钢球1m高度掉落试验，能承受-40-80度6小时循环，200次循 环；85度高温高湿循环；更高要求有UL5VA,热变形温度130及以上，更严格的钢球试验 等。1.13接线盒及系统测试标准:美国UL/IEC标准；德国莱茵TUV认证；中华 人民共和国国家标准（较少涉及）。测试内容：机械性能；外观；防触电保护；绝缘测试（干绝缘和湿漏电）；防尘防水（IP 等级）测试；耐候性测试（高低温、湿热等）；二极管发热测试；防腐蚀测试（具体标准略，如果需要请向笔者索要）已经通过 TUV 认证的企业产品列表：http:www.tuv-pv-cert.de/pv-cert/index.htm1.1.4接线盒材料发展趋势：更高的功率要求材料更高的耐温：随着功率提升，接线盒内部温度升高，要求材料的热 变形温度HDT达到130度甚至175度以上（250w功率），长期耐温RTI达到110度以上。这 就为新的材料提供了机会,如ASAHI KAS El 644Z 744ZCHDT分别是129和138）,RTP 201 FR UV(10%玻纤增强耐UVPA66,HDT216度),Zytel FR7025V0F等等。在不要求高抗冲击的产 品上，DuPont PBTCrastin也是可以考虑的。更高的认证要求：由于使用通过UL认证的材料可以简化成品的认证过程，增加成品认 证通过儿率，接线盒新产品开发要求塑料的UL黄卡参数能达到新的要求，或者尽快升级。如果客户开发新产品，一定要选择反应速度快的供应商中提供符合UL黄卡的产品给客户试 验。RTP的优势是实验室是UL认可的，并且新产品的研发并送样都在2周之内。接线盒成 品，如果能通过UL和TUV的双料认证等于同时获得了美国和欧盟的通行证，将受到最终客 户的热烈追捧。1.2弹性体和PC/PBT合金、PA66用于线缆和连接器Cable&Connector图3线缆和连接器1.2.1 线缆和连接器材料:线缆一般使用PVC、交联聚乙烯PE或橡胶挤出成型，有可能有机会使用Santoprene251-80 W232作为护套。软质连接头一般是阻燃弹性体，张家港美特(国产，3kg),台湾 和泰(4&kg)和Santoprene 251-80 W232都有成功应用。和氏璧弹性体Hersbit可以用于制 作连接器中的胶塞，这个产品要求有高回弹性。Santoprene 251-80 W232 黄卡ColorMin.Thick.(mm)FlameClassHWIHAIRTIElecRTIImpRTIStrIEC GWITIEC GWFINC,1.5v-o30906085-WT3.0v-o30906090-CTI:0IEC CTI(V):-HVTR:2D495:6IEC Ball(0：-Pressure连接器(硬质接头)会使用阻燃而且耐候、能耐电压的工程塑料，苏州快可使用SABIC 公司PC/PBT合金 冲击改性户外应用牌号Valox 3706,慈溪人和光伏使用DuPont公司PA66 阻燃有户外认证牌号Zytel FR50o下图为VALOX 3706的黄卡，有ULf2认证，CTI为2：Material Designation:NBV400(f2)(s),3706(f2)(s)Product Description:Polybutylene Terephthalate/Polycarbonate(PBT/PC),designated，zValox，z furnished as pellets.ColorMin.Thick.FlameHWIHAIRTIRTIRTIIEC GWITIEC GWFI(mm)ClassElecImpStrALL1.5v-o30100851002.53.0V-0,5VAV-0,5VA2 02 01001008585100100IEC BallPressureCTI:2IEC CTI(V):-HVTR:4D495:6(0：-下图为Zytel FR50的黄卡，有ULfl认证，CIT 为 2：MaterialDesignation:FR50(+)(fl)ProductDescription:Polyamide 66(PA66),flame retardant,glass reinforced,designated“Zytel”furnished aspellets.ColorMin.Thick.FlameHWI HAIRTIRTIRTIIEC GWITIEC GWFI(mm)ClassElecImpStrALL0.35V-0-0.75V-00 0130105105900960NC,BK1.5V-0,5VA0 01301151159009603.0V-0,5VA0 0130115120930960IEC BallPressureCTI:2IEC CTI(V):-HVTR:1D495:6(c)：-1.2.2 线缆和连接器对原料性能要求：线缆要求UL VI及以上阻燃等级，有耐候性抗UV,低析出。连接器要求有一定柔软度 能起到密封作用，V0阻燃（有些VI或者HB）,能耐一定电压击穿，符合ROHS指令。1.3接线盒和连接器目标客户一个组件工厂会同时生产接线盒和连接器，但线缆一般选择外购，目标客户如下:表2接线盒和连接器目标客户公司名称区域网站零部件类型天益国际（保定）光伏电子有限公司北京连接器，接线盒秦皇岛赛康光电电子有限公司北京接线盒科宥股份有限公司广州 inyang,com,co接线盒光伏系统泰州市光伏电子有限公司江苏http: hd- cw-连接器，接线盒宁波中环电子科技有限公司浙江连接器,接线盒1.4 ASA用于太阳能电池板骨架和太阳能热水器水管帽Solar water Heater End Cap图4太阳能电池板骨架141太阳能电池板骨架材料:德国BASF公司ASA Lu ran因为出色的机械性能 和耐候性被选用。一般推荐客户使用778T或者777K。1.4.2太阳能电池板骨架对原料性能要求:主要是使用环境和成型的要求，耐候性，高低温，高温高湿环境使用，抗冲击性（抗冰雹），制件的形状决定是否需要高流动性。Lu ran 778T 黄卡Color Min.Thick.(mm)FlameClassHWIHAIRTIElecRTIImpRTIStrIEC GWITIEC GWFIALL 0.75HB43905050-1.5HB41909090-3.0CTI:IEC CTI 0(V):-HBHVTR:03090D495:69090IEC Ball(C)：-PressureLu ran 777K 黄卡Color Min.Thick.(nun)FlameClassHWIHAIRTIElecRTIImpRTIStrIEC GWITIEC GWFIALL 0.75HB419050501.5HB 4 0 90 90 903.0HB4 0 90 90 90CTI:IEC CTI0(V):-HVTR:1D495:6IEC Ball Pressure(C)：-143 SABIC和皇明太阳能合作开发用ASA取代金属生产太阳 能热水器水管帽图5皇明太阳能热水器水管帽采用SABIC挤出规格ASA Geloy CR9020皇明认为金属做的管帽在使用中容易产生油漆脱落、生锈老化的问题，导致难看的外观 和性能的下降，并且金属部件成型效率低，设计自由度差，而且环保法规对所使用油漆的要 求越来越苛刻也会导致成本的增加。基于这些原因，最终SABIC（GE）公司挤出规格ASA Geloy CR9020被成功选用取代金属，生产方式是和ABS共挤。成型由一家叫做Planer Plastic Products Co.,Ltd的公司完成。资料来源：SABIC公司http:/ PVB膜在光伏建筑一体化中的应用在发达国家，用于建筑的一体化光伏系统的优势正日益增强。在全球能源成本日渐升高 的背景下，为评定光伏建筑一体化（BIPV）的潜能，建筑师和工程师们正在研究将光伏用于 玻璃幕墙和屋顶的新的和成本合算的一体化解决方案（图16柏林火车站采用光伏屋顶）。图6柏林火车站由于光伏组件本身是一种特殊的夹层玻璃（封装过的太阳能晶硅片），那么通过生产具 有新的安全和保安特性的光伏组件，它就具有自身的优势。使玻璃成为具有最佳的真正的安 全玻璃的唯一有效夹层是优先应用在安全玻璃生产上的PVB膜。对于光伏太阳能组件，目前生产商保证其寿命至少20年或更长。为提高这种系统的耐 久性，在过去的数十年里，进行过许多技术的改良。最重要的组件之一是防止太阳能晶硅片 受到损坏和保证持久发电的封装材料。由于乙烯-醋酸乙烯共聚物膜（EVA膜）在夹层过程中的粘性性能表现、一步夹层法的 易处理性和长期的应用这种材料的可靠经验，目前生产商更倾向于用其作为封装材料。正面 和背面玻璃通常是4mm厚的钢化低铁超白玻璃；如果不得不减轻组件重量，就用特殊的聚 氟乙烯与金属涂层PET复合在一起作为背覆膜。对上述封装材料的一个技术上的替代品是聚乙烯醇缩丁醛树脂（PVB）膜，如可乐丽欧 洲公司（Kuraray Europe GmbH-KEG）开发并于2004年投放光伏市场的TROSIFOL SOLAR（佳 氏福太阳能光伏膜）新型PVB膜。图17PVB复合层背面普通 阚化玻璃电池片正面超白 堀化玻璃图7双玻璃光伏组件截面PVB在夹层安全玻璃上由于其优异的性能而拥有让人印象深刻的记录，例如，光学透明 度、可调整的玻璃粘合力、抗强撞击、抗紫外线和温度的稳定性。EVA和PVB膜之间的主要区别是EVA膜是一种可进行化学交联的弹性体，而PVB膜则 是非交联的热塑性塑料”当玻璃/玻璃光伏组件做成含有电池片的夹层玻璃时，他们就又在 安全和保安方面产生不同的表现。如果用EVA膜作夹层，就要用特厚的玻璃夹层成玻璃组 件，以达到与单独使用PVB/玻璃同样的安全标准。这意味着PVB具有更高的抗穿透性和更 好的后断裂性能。而这些要求正是玻璃幕墙或者屋顶要素一体化时夹层安全玻璃必须满足 的。所以，虽然PVB膜的成本高于EVA膜，但在应用上允许使用更薄的和低重量玻璃（一 体化解决方案）。而且EVA的供应持续紧张，出于供货稳定的考虑光伏厂商希望试验PVB作 为可以替换EVA的方案。在玻璃/玻璃组件中，PVB封装膜表现出优于EVA膜的下列优点：库存有效期更长（3年VS 6个月）。夹层过程中较高的抗下垂和无边部流出。无夹层机部件或者组件部件自身的污染。重复夹层无交联发生。可以用比真空夹层工艺更经济的其他夹层年个角方式生产（每周期的产量更高）。基于夹层安全玻璃经验的组件系统的长久光线和温度稳定性。在光伏组件玻璃中可以与PVB的其他功能结合使用，如根据设计特征加入隔音 PVB、彩色 PVB。符合夹层安全玻璃的所有安全、保险和质量标准。目前已经接触首诺的客户：无锡尚德，苏州百世德太阳能高科技有限公司（江西赛维投 资）。成功案例：2005年国际太阳能博览会上展示的奥地利阿姆斯特丹Ertax Solar使用了 可乐丽欧洲公司TROSIFOLSOLARPVB膜达到表面夹层面积12.5m2（5,100 X 2,450mm）；组 合了 560片多晶硅电池片，每单位电量输出达到最高1.5kW（图6）。深圳市国际园林花卉博览园并网光伏电站；杜邦公司08年5月宣布即将在香港设立研发中心及在深圳建立生产基地，以支持快速 增长的太阳能光伏电行业。据预测，薄膜需求的增长率将会是对晶体碎（c-Si）需求的两倍。杜邦希望这种增长可以带动薄膜产业新产品和现有产品应用的规范化，比如使用杜邦 Butacite聚乙烯缩丁醛(PVB)、杜邦SentryGlas离子型中间膜及杜邦Elvax乙烯-醋酸乙烯共聚 物(EVA)作为薄膜模块的密封材料。1.6其他产品：可乐丽公司的LA-Polymer产品,Dowcorning的产品、Viet rex PEEK、大日本油墨PPS、EPDM等都有可能在光伏市场找到机会。1.7*在光伏行业开发的SWOT分析和方法1.7.1SWOT 分析SWOT分析介绍:来自于麦肯锡咨询公司的SWOT分析,包括分析企业的优势(Strength)、劣势(Weakness)、机会(Opportunity)和威胁(Threats)o优劣势分析主要是着眼于企业 自身的实力及其与竞争对手的比较，而机会和威胁分析将注意力放在外部环境的变化及对企 业的可能影响上。在分析时，应把所有的内部因素(即优劣势)集中在一起，然后用外部的 力量来对这些因素进行评估。因此，SWOT分析实际上是将对企业内外部条件各方面内容 进行综合和概括，进而分析组织的优劣势、面临的机会和威胁的一种方法。通过SWOT分析，可以帮助企业把资源和行动聚集在自己的强项和有最多机会的地方。表3*开发光伏行业SWOT分析Strength 优势令公司高层的重视和资源上的支持令 覆盖所有目标区域和客户的销售网络令采用产品和区域矩阵销售模式令金字塔式管理令良好的内部沟通令 市场部门MOD技术部们TST的支援Opportunity 机会令国际顶级化工伙伴的支持令行业口碑得到客户认可令 中国光伏产业发展一日千里令能源和环境的形式有利于光伏产业令 目前目标客户的产品主要出口，能接受进口材料的品质和价格令OEM和汇邦品牌Weakness 劣势令有时反应不够迅速错失机会令对目标行业的开发因为种种原因一直没 有形成体系，没有实质上的行业经理令 忙于现有产品和客户群，对新产品、新 应用、新行业无暇顾及，精力分配和计 划性需要加强Threats 挑战令目前对行业接触不够深入，销售基础薄 弱令合适的材料和供应商令 要打破SABIC垄断的局面需要时间和投 入令 目前政府政策支持还不明显，国内对太 阳能需求还不算旺盛1.7.2*光伏行业开发方法,参加专业的行业协会和展会，如中国太阳能学会等,由熟悉行业和客户的同事组成Team,把成功经验分享到全国。江浙是最重要的目 标区域，标杆客户和客户群都集中在江浙,找到权威人士以获得更多信息并有机会由权威人士引线搭桥获得生意/网站和杂志、媒体的广告和软文章支持。网站如光伏太阳能论坛/收集客户资源和供应商资源组织光伏行业专题研讨会,和供应商紧密配合，在客户拜访中发现新的机会引进有竞争力新供应商和产品/MOD和TST在开发的初期紧密的配合以尽快出结果/定期总结得失成败、调整思路和方法更多的方法随时补充！二、光伏产业背景知识太阳能作为一种可永续利用的清洁能源，有着巨大的开发应用潜力。人类赖以生存的自 然资源几乎全部转换自太阳能，人类利用太阳能的历史更是可以追溯到人类起源时代。太阳 能是人类得以生存和发展的最基础的能源形式，从现代科技的发展来看，太阳能开发利用技 术的进步有可能决定着人类未来的生活方式。太阳能光伏发电技术的开发始于20世纪50年代。随着全球能源形势趋紧，太阳能光伏发 电作为一种可持续的能源替代方式，于近年得到迅速发展,并首先在太阳能资源丰富的国家,如德国和日本，得到了大面积的推广和应用。在国际市场和国内政策的拉动下，中国的光伏 产业逐渐兴起，并迅速成为后起之秀，涌现了无锡尚德、常州天合和天威英利等一大批优秀 的光伏企业，带动了上下游企业的发展，中国光伏发电产业链正在形成。虽然太阳能光伏发电成本较高，但是从长远看，随着技术的进步，以及其他能源利用形 式的逐渐饱和，太阳能可以在2030之后成为主流能源利用形式，有着不可估量的发展潜力。2.1 太阳能的潜力地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍。地表每平方米平均每年受 到的辐射可生产1 700kW.h电。国际能源署数据显示，在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏 系统，就足以满足全球能源需求。太阳能光伏享有广阔的发展空间(屋顶、建筑面、空地和 沙漠等)，其潜力十分巨大。2.2 什么是太阳能光伏太阳能光伏技术(Photovoltaic)是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子 的半导体物质。最常用的半导体材料是硅。地壳硅储量丰富，可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极。阳光照射在半导体上时，两极交 界处产生电流。阳光强度越大，电流就越强。太阳能光伏系统不仅只在强烈阳光下运作，在 阴天也能发电。由于反射阳光，少云的天气甚至比晴天发电效果更好。太阳能光伏技术的优势 燃料免费 没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件 保持系统运转仅需很少的维护 系统为组件，可在任何地方快速安装 无噪声、无有害排放和污染气体2.3太阳能光伏技术太阳能光伏系统中最重要的是电池，是收集阳光的基本单位。大量的电池合成在一起构 成光伏组件。有时还有逆变器，转换电流以适合不同电器的使用或与电网相匹配。太阳能光伏电池和光伏组件太阳能光伏电池通常用晶体硅或薄膜材料制造，前者由切割、铸锭或者锻造的方法获得,后者是一层薄膜附着在低价的衬背上。目前市场生产和使用的太阳能光伏电池大多数是用晶 体硅材料制作的，2006年占93%左右：未来发展的重点可能是薄膜太阳电池，它因用材少、重量小、外表光滑、安装方便而更具发展潜力。光伏电池晶体硅光伏电池晶体硅仍是当前太阳能光伏电池的主流。虽然从技术上讲，晶体硅并不是最佳材料，但 它易于获取，适用的技术与电子工业相同。晶体硅电池大规模生产可获得20%的转换效率。除效率外，电池的厚度也很重要。薄的硅片(wafer)意味着较少的硅材料消耗，从而降低 成本。硅片的平均厚度已从2003年的0.23mm减小到2007年的0.18mm。同时，平均效率 从14%提升到16%。预计到2010年,硅片厚度将减小到0.15mm,效率提升到17.5%。薄膜光伏电池(Thin film)薄膜太阳电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上非常薄的感光材料制成，比用 料较多的晶体硅技术造价更低，其价格优势可抵消低效率的问题。目前已商业化的薄膜光伏 电池材料有三种：非晶硅(a-Si)、铜锢硒(CIS,CIGS)和硅化镉(CdTe),它们的厚度只有儿微米。硅的暂时短缺为薄膜技术扩大市场份额带来了机会。欧洲能源协会预测，到2010年，薄膜 光伏电池将占到光伏组件的20%o在三种商业化的薄膜光伏技术中，非晶硅的生产和安装 所占比重最大，2006年占市场总量的4.7%。其他电池类型聚光电池(Concentrator cells)用菲涅尔镜(FRESNEL)等聚光器将光聚焦到一个小区域,聚光倍数达到1 000倍。在很小的区域覆上用HIV族化合物(多结坤化钱)半导体制成的 材料。其效率可达到30%,实验室效率达40%。该系统有两个弊端：不能使用分散的阳光,必须用跟踪器将系统调整到与太阳精确相对。图8 2006各种电池技术市场份额CIS电池 0.20%-1带硅电池2.60%-I多晶硅电池 46.50%多晶硅电池 a-$i电池 带硅电池单晶硅电池 口 CdTe电池 口 CIS电池资料来源：中国光伏发展报告2007 光伏组件把光伏电池焊到一块玻璃上可以得到光伏组件。组件尺寸可根据安装地点调整，并迅速 安装。组件结实、可靠并且防水。一个装机容量3KWp的光伏发电系统，组件面积约需2 3m 2,可给一个普通家庭供电。逆变器逆变器可以将光伏电池生产的直流电转换为交流电，与地方配电网络兼容。逆变器对并 网光伏系统是必须的。逆变器有多种规格，从儿百瓦到100多千瓦不等，最常用的为儿千瓦(3-6kW)o蓄电池独立(离网)光伏系统需要蓄电池，通常为铅酸蓄电池。目前，专为太阳能光伏发电系 统设计的高质量电池使用寿命已达15年。电池通过充电控制器与光伏阵列连接。充电控制 器可以避免电池过度充电，提供系统情况以及电量度量。如果需要交流电，则需用逆变器将 直流电转换为交流电。2.4光伏系统类型并网系统并网系统是发达国家家庭和商业最受欢迎的光伏系统。与地方电网连接，使得发出的富 余电量都可出售给电网。夜晚则可从电网买电。逆变器将光伏发出的直流电转换为交流电，以供一般电器之用。在实行固定电价的国家，电力公司购买太阳能电费远高于用户从电力公 司购电的价格，因此，通常所有的太阳能电力都输入公共电网卖给电力公司。德国和西班牙 就是这种情况。离网系统没有主电网时，光伏发电系统通过充电控制器与蓄电池连接。生产的电可蓄存起来供以 后使用。离网系统通过逆变器提供交流电，供一般家电使用。典型的离网系统用于通讯中继 站，偏远地区和农村供电。农村供电通常包括供单个家庭用电的小型光伏户用系统，或可以 供儿家用电较大的独立电站。混合系统光伏系统可与生物质能发电系统、风力发电系统或柴油发电系统等其他发电系统组合，以保证持续的电力供应。混合系统可以采取并网或离网的形式。2.5发展太阳能光伏的意义发展太阳能光伏的意义有保护气候、改善环境、节省空间、增加就业、提供农村电力等。中国是一个能源生产和消费大国。2 006年能源消费总量为24.6亿t标准煤，比2 0 05年增长9.3%。2006年各种一次能源的构成比例为：煤炭占69.7%、石油占20.3%、天然气 占3.0%、水电等占6.0%、核电占0.8%。2006年，中国的原油进口达到1.5亿t,大约是中国原 油总需求量的50%。图2是中国2006年一次能源消费构成。中国能源开采和利用技术落后，传统高能耗产业比重大，单位GDP能耗落后于发达国家，甚至比世界平均水平落后许多。中 国又是世界上最大的发展中国家，经济高速发展，中国能源消耗增长速度居世界首位，加剧 了中国能源替代形势的严重性和紧迫性。表4 2006年中国一次消费能源结构与世界对比世界中国煤炭28.4%70.2%石nil35.8%20.6%天然气23.7%2.9%核能5.8%0.7%水电6.3%5.6%中国电力科学院的研究表明，在考虑到充分开发煤电、水电和核电的情况下，2010年和 2020年电力供需的缺口仍然分别为6.4%和10.7%,如图3所示。这个缺口正是需要用可再生 能源发电进行补充的。而太阳能光伏发电可能在未来中国的能源供应中占据主要位置。图2 2006年中国一次能源消费构成图3 2010年和2020年中国电力形势水电23.10%缺口 核电6.40%2.10%煤电68.40%2010 年煤电水电 口缺口 口核电图9中国一次能源消费构成和电力形式预测 资料来源：中国光伏发展报告2007三、世界光伏产业发展现状及趋势3.1 世界光伏产业和市场发展能源和环境问题是近十几年来世界关注的焦点，为了实现能源和环境的可持续发展，世 界各国都将光伏发电作为发展的重点。在各国政府的大力支持下，光伏产业发展迅速，最近 10年太阳电池及组件生产的年平均增长率达到33%,最近5年的年平均增长率达到43%,2006年世界太阳电池产量达到2 500 MWp,累计发货量达到8 500 MWp。值得注意的是，中国2006年太阳电池的产量达到369.5 MWp,紧随日本和德国之后，位居世界第三大光伏 电池生产国。图4给出1990年以来世界一些国家和地区太阳电池产量。表2为过去10年 世界太阳电池的年发货量和累计用量（GWp）,表3为2005年和2006年世界太阳电池前 16大厂商。图4世界太阳电池历年生产量dN、好2020世纪80年代40045016 2020世纪90年代35040013 16目前180280大约132010 年150200大约122020年80 1008103.3.3 生产规模不断扩大生产规模不断扩大和自动化程度持续提高是太阳电池生产成本降低的重要方面,太阳电 池单厂生产规模已经从20世纪80年代的l5MWp/a发展至lj 90年代的530MWp/a和目前 的50500MWp/ao生产规模与成本降低的关系体现在学习曲线率LR（LearningCurveR ate）,即生产规模扩大1倍，生产成本降低的百分比，对于太阳电池来说，LR=20%（含 技术进步在内），即生产规模扩大1倍，生产成本降低20%。预计，在未来的两年之 内，单厂年生产能力达到lGWp的企业将会出现。3.3.4 太阳电池组件成本大幅度降低光伏组件成本30年来降低2个数量级，如图8所示。2003年世界重要厂商的成本为2 2.3 美元/Wp,售价2.53美元/Wp,最近因材料紧缺有所回升。当供求关系越过平衡点后，成 本会比前一个供求关系对应点更低，这也是30年来经验曲线中曾经出现过的现象。图11太阳能组件成本降低400o O W 3 30 1976 1980o o o o O8 4016 2 o Q2 2 2 1 1 8 47060504030201001984 1988 1992 1996 2000资料来源：世界银行REDP项目办公室.中国光伏产业发展报告R.2005.光伏国际.2007.3.3.5 晶体硅电池技术持续进步，薄膜电池技术快速发展图8 2006年各种电池技术的市场份额中多晶体硅46.5%,单晶体硅43.4%,带硅电池 2.6%,薄膜电池约7.6%。多晶体硅电池自1998年开始超过单晶体硅后一直持续增长，各 种薄膜电池市场份额近年来也在稳定增长，反映出技术进步的推动力量。四、中国光伏市场和产业发展状况中国的光伏发电市场目前主要用于边远地区农村电气化、通信和工业应用以及太阳能光 伏商品，包括太阳能路灯、草坪灯、太阳能交通信号灯以及太阳能景观照明等。由于成本很 高，并网光伏发电目前还处于示范阶段。光伏产业包括多晶体硅原材料制造、硅锭/硅 片生产、太阳电池制造、组件封装和光伏系统应用等，还有一些与整个产业链相关联的产业,如各环节的专用材料制造、专用设备制造，专用检测设备制造以及光伏系统平衡部件制造等。相比之下，国内市场发展远远落后于产业的发展，虽然由于2008年的奥运会，太阳能 系统安装量有一定的突破，但在未来儿年里，国内企业所面对的市场依然在国外。不过随着 我国对可再生能源的扶持力度不断加大，配套政策逐步落实，2010年后，光伏市场将大规 模启动，按照国家规划，至2010年按照总容量将达到500MWp,年增长38%,如表7；按 照发改委能源研