光伏材料的发展及其未来.docx
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1、光伏材料料的发展展与未来来摘要:根根据对近近几年光光伏材料料的发展展和重要要性作出出分析和和研究,并对光光伏材料料的主要要发展方方向进行行进行研研究,指指导我们们将来在在研究中中应从事事的方向向。光键字:光伏材材料 太阳阳能电池池 市市场分析析今年,几几乎省份份都出现现了柴油油荒现象象、汽油油价格也也是一涨涨再涨。而且,据估计计今年我我国电力力将严重重缺口,而这一一切已经经限制了了国民经经济的发发展,对对人们的的生活带带来了不不便,甚甚至可以以说是已已经来后后造成在在严重威威胁。据据乐观估估计石油油还可开开采4001000年、煤炭可可使用22005000年、铀铀还可开开采655年左右右、天然然
2、气能满满足588年的需需求。人们对安安全,清清洁,高高效能源源的需求求日益增增加。且且能源问问题日益益成为制制约国际际社会经经济发展展的瓶颈颈。为此此,越来来越多的的国家开开始实行行“阳光计计划”,开发发太阳能能资源,寻求经经济发展展的新动动力。欧欧洲一些些高水平平的核研研究机构构也开始始转向可可再生能能源。在在国际光光伏市场场巨大潜潜力的推推动下,各国的的太阳能能电池制制造业争争相投入入巨资,扩大生生产,以以争一席席之地。我国也不不例外,中国已已经超过过了日本本和欧洲洲成为了了太阳电电池能第第一生产产大国,并且形形成了国国际化、高水平平的光伏伏产业群群。这对对我们专专业的在在校大学学生来说说
3、是个好好消息。并且这这个专业业的就业业率还很很高。我国766%的国国土光照照充沛,光能资资源分布布较为均均匀;与与水电、风电、核电等等相比,太阳能能发电没没有任何何排放和和噪声,应用技技术成熟熟,安全全可靠;除大规规模并网网发电和和离网应应用外,太阳能能还可以以通过抽抽水、超超导、蓄蓄电池、制氢等等多种方方式储存存, 太太阳能蓄能 几乎可可以满足足中国未未来稳定定的能源源需求。当然,光光伏产业业的发展展离不开开材料。光伏材材料又称称太阳电电池材料料,只有有半导体体材料具具有这种种功能。可做太太阳电池池材料的的材料有有单晶硅硅、多晶晶硅、非非晶硅、GaAAs、GGaAllAs、InPP、CddS
4、、CCdTee等。用用于空间间的有单单晶硅、GaAAs、IInP。用于地地面已批批量生产产的有单单晶硅、多晶硅硅、非晶晶硅。其其他尚处处于开发发阶段。目前致致力于降降低材料料成本和和提高转转换效率率,使太太阳电池池的电力力价格与与火力发发电的电电力价格格竞争,从而为为更广泛泛更大规规模应用用创造条条件。但但随着技技术的发发展,有有机材料料也被应应用于光光伏发电电。光伏电池池的发展展方向硅太阳阳能电池池硅太太阳能电电池分为为单晶硅硅太阳能能电池、多晶硅硅薄膜太太阳能电电池和非非晶硅薄薄膜太阳阳能电池池三种。单晶硅太太阳能电电池转换换效率最最高,技技术也最最为成熟熟。在实实验室里里最高的的转换效效
5、率为224.77%,规规模生产产时的效效率为115%多晶硅薄薄膜太阳阳能电池池与单晶晶硅比较较,成本本低廉,而效率率高于非非晶硅薄薄膜电池池,其实实验室最最高转换换效率为为18%,工业业规模生生产的转转换效率率为100%。非晶硅薄薄膜太阳阳能电池池成本低低重量轻轻,转换换效率较较高,便便于大规规模生产产,有极极大的潜潜力。如如果能进进一步解解决稳定定性问题题及提高高转换率率问题,那么,非晶硅硅太阳能能电池无无疑是太太阳能电电池的主主要发展展产品之之一。多元化化合物薄薄膜太阳阳能电池池多元元化合物物薄膜太太阳能电电池材料料为无机机盐,其其主要包包括砷化化镓IIII-VV族化合合物、硫硫化镉、硫化
6、镉镉及铜锢锢硒薄膜膜电池等等。硫化镉、碲化镉镉多晶薄薄膜电池池的效率率较非晶晶硅薄膜膜太阳能能电池效效率高,成本较较单晶硅硅电池低低,并且且也易于于大规模模生产砷化镓(GaAAs)IIII-V化合合物电池池的转换换效率可可达288%,抗抗辐照能能力强,对热不不敏感,适合于于制造高高效单结结电池。铜铟铟硒薄膜膜电池(简称CCIS)适合光光电转换换,不存存在光致致衰退问问题,转转换效率率和多晶晶硅一样样。具有有价格低低廉、性性能良好好和工艺艺简单等等优点,将成为为今后发发展太阳阳能电池池的一个个重要方方向。聚合物物多层修修饰电极极型太阳阳能电池池 有机机材料柔柔性好,制作容容易,材材料来源源广泛,
7、成本底底等优势势,从而而对大规规模利用用太阳能能,提供供廉价电电能具有有重要意意义。纳米晶晶太阳能能电池纳米米TiOO2晶体体化学能能太阳能能电池是是新近发发展的,优点在在于它廉廉价的成成本和简简单的工工艺及稳稳定的性性能。其其光电效效率稳定定在100以上上,制作作成本仅仅为硅太太阳电池池的1/511/100寿命命能达到到20年年以上。有机太太阳能电电池有机太阳阳能电池池,就是是由有机机材料构构成核心心部分的的太阳能能电池。中国的太太阳能电电池研究究比国外外晚了220年,尽管最最近100年国家家在这方方面逐年年加大了了投入,但投入入仍然不不够,与与国外差差距还是是很大。政府已已加强政政策引导导
8、和政策策激励。例如:太阳能能屋顶计计划、金金太阳工工程等诸诸多补贴贴扶持政政策,还还有在公公共设施施、政府府办公楼楼等领域域推广使使用太阳阳能。在在政策的的支持下下中国有有望像美美国一样样,会启启动一个个巨大的的市场。 太阳阳能光伏伏发电在在不远的的将来会会占据世世界能源源消费的的重要席席位,不不但要替替代部分分常规能能源,而而且将成成为世界界能源供供应的主主体。预预计到220300年,可可再生能能源在总总能源结结构中将将占到330以以上,而而太阳能能光伏发发电在世世界总电电力供应应中的占占比也将将达到110以以上;到到20440年,可再生生能源将将占总能能耗的550以以上,太太阳能光光伏发电
9、电将占总总电力的的20以上;到211世纪末末,可再再生能源源在能源源结构中中将占到到80以上,太阳能能发电将将占到660以以上。这这些数字字足以显显示出太太阳能光光伏产业业的发展展前景及及其在能能源领域域重要的的战略地地位。由由此可以以看出,太阳能能电池市市场前景景广阔。我国的光光伏产业业发展情情况目前我国国的太阳阳能光伏伏电池的的发展主主要有以以下三个个流程或或终端:1. 原材料供供给端:半导体体产业景景气减缓缓及原材材料产能能的释放放,甚至至太阳能能级冶金金硅的出出现,多多晶硅原原材料合合同价小小幅波动动,现货货价回落落,由此此判断220099年后长长晶切片片厂锁定定利润的的能力增增强。而
10、而各晶体体硅电池池片厂在在竞相扩扩产及其其它种类类太阳能能电池片片分食市市场下,不免减减价竞争争。面对对全球景景气趋缓缓与成熟熟市场的的政府补补贴缩水水,应谨谨慎审视视自我在在光伏产产业链垂垂直整合合或垂直直分工的的定位,以有限限资金进进行有效效的策略略性切入入来降低低进料成成本提高高竞争力力。2. 提高生产产效率与与效益:目前晶晶体硅电电池片厂厂产能利利用率与与设备使使用率多多不理想想,应该该回归企企业营运运基本面面,着力力于改善善实际产产量/设设计产能能、营收收额/设设备资本本额、营营利额/设备折折旧额等等衡量指指标。具具体降低低营运成成本的措措施可能能有:工工艺优化化以提升升光电转转换效
11、率率与良品品率;落落实日常常点检与与周期性性预防保保养以提提高内外外围设备备妥善率率即可生生产时间间A/TT与平均均故障时时间MTTBF指指标;完完善训练练机制以以提高人人员技术术水平的的平均复复机时间间MTTTR指标标;适度度全自动动化以提提高单位位时间产产出及缩缩短生产产周期;原物料料与能源源使用节节约合理理化;加加强后勤勤管理保保障及时时备料与与应急生生产预案案等等。3. 创新与研研发:现现有主流流晶体硅硅电池生生产工艺艺在最佳佳匹配优优化及持持续投产产下,重重复验证证了其光光电转换换效率的的局限性性。在多多晶供料料无虞的的情况下下,晶体体硅电池池片厂中中长期技技术发展展应以自自身特色色
12、工艺需需求(例例如变更更电池结结构或生生产工艺艺流程;引进或或开发新新型辅料料或设备备),向向上游供供料端要要求硅片片技术规规格(掺掺杂、少少子体寿寿命、电电阻率、厚度等等等)以以期光电电转换效效率最大大化与成成本最优优化,并并联合下下游组件件共同开开发质量量保障的的高阶或或低阶特特色产品品以满足足不同市市场需求求,创造造自身企企业一片片蓝海。我国目前前在建的的或已建建的光伏伏产业项项目主要要有:1. 江西赛维维多晶硅硅项目投投资方为为江西赛赛维太阳阳能有限限公司,项目地地址在江江西的新新余市,靠近江江西赛维维在新余余市的现现有太阳阳能晶片片工厂。江西赛赛维太阳阳能有限限公司是是太阳能能多晶片
13、片制造公公司,江江西赛维维太阳能能向全球球光电产产品,包包括太阳阳能电池池和太阳阳能模组组生产商商提供多多晶片。另外该该公司还还向单晶晶及多晶晶太阳能能电池和和模组生生产商提提供晶片片加工服服务。江江西赛维维太阳能能公司计计划在220088年底完完成多晶晶硅工厂厂建设,预计生生产能力力最高可可到60000吨吨多晶矽矽,到220099年底再再提高到到150000吨吨水准。江西赛赛维多晶晶硅项目目由总部部位於德德克萨斯斯州的FFluoor公司司负责设设计、采采购设备备及建造造,项目目合同达达10亿亿美元。2. 4.连云云港多晶晶硅项目目20007年112月55日,总总投资110亿美美元、年年产1万
14、万吨高纯纯度多晶晶硅项目目投资协协议在南南京江苏苏议事园园正式签签约。该该项目由由TRIINA SOLLAR LIMMITEED(天天合光能能有限公公司)在在连云港港市经济济技术开开发区投投资建设设。TRRINAA SOOLARR LIIMITTED是是一家在在美国纽纽交所上上市的国国际知名名光伏企企业。美美林集团团、瑞士士好能源源、美国国威灵顿顿、德意意志银行行等多家家国际知知名公司司均为该该公司股股东。TTRINNA SSOLAAR LLIMIITEDD拟独资资设立的的天合光光能(连连云港)有限公公司采用用目前国国际上较较先进的的改良西西门子法法生产工工艺。5. .深南玻玻宜昌多多晶硅项项
15、目投资资方为南南玻与香香港华仪仪有限公公司、宜宜昌力源源科技开开发有限限责任公公司共同同投资建建设,项项目名称称宜昌南南玻硅材材料有限限公司,它南玻玻集团下下属控股股子公司司,隶属属于南玻玻集团太太阳能事事业部,公司成成立于220066年8月月。 公公司位于于湖北省省宜昌市市猇亭区区,规划划占地为为15000亩,分一、二、三三期工程程统一规规划布局局,总规规模为年年产50000吨吨高纯多多晶硅、4500兆瓦太太阳能电电池组件件,公司司总投资资约600亿人民民币。 宜昌南南玻公司司将主要要从事半半导体高高纯硅材材料、高高纯超细细有机硅硅单体、白碳黑黑的生产产与销售售以及多多晶硅、单晶硅硅、硅片片
16、及有机机硅材料料的高效效制取、提纯和和分离等等工艺技技术和设设备开发发。首期期工程年年产15500吨吨高纯多多晶硅项项目即将将开工。项目一一期目标标为年产产15000吨高高纯多晶晶硅,于于20006年110月222日奠奠基,一一期建设设计划在在两年内内完成。公司此此前披露露,一期期工程拟拟投资77.8亿亿元,预预计投资资内部收收益率可可达499.488%,静静态回收收期(不不含建设设期)为为2.661年。该项目目是宜昌昌市迄今今引进的的投资规规模最大大的工业业项目,已被列列入湖北北省“十一五五”计划的的三大重重点项目目之一,也是广广东省、深圳市市对口支支援三峡峡库区经经济发展展合作重重点项目目
17、之一。项目由由俄罗斯斯国家稀稀有金属属研究设设计院与与中国成成达工程程公司共共同设计计,同时时融入了了世界上上先进的的工艺及及装备。它是南南玻、俄俄罗斯国国家稀有有金属研研究设计计院、中中国成达达工程公公司在项项目技术术上精诚诚合作的的结晶。6.洛阳阳中硅多多晶硅项项目这是是中国目目前最有有竞争实实力的多多晶硅项项目之一一,中硅硅高科技技有限公公司为中中国恩菲菲控股子子公司,中硅高高科技有有限公司司是洛阳阳单晶硅硅有限责责任公司司、洛阳阳金丰电电化有限限公司和和中国有有色工程程设计研研究总院院三方在在20003年年年初共同同出资组组建的合合资公司司,其中中中国有有色工程程设计研研究总院院拥有多
18、多项科技技成果,处于国国际多晶晶硅工艺艺技术研研究的前前列,洛洛阳单晶晶硅有限限责任公公司则是是国内最最大的半半导体材材料生产产厂家(代号7740,与峨眉眉半导体体厂7339齐名名为中国国多晶硅硅的黄黄埔军校校),而金丰丰电化有有限公司司是本地地较有实实力的企企业。220033年6月月,年产产3000吨多晶晶硅高技技术产业业化项目目奠基,20005年 10月月项目如如期投产产。目前前,3000吨多多晶硅项项目已具具备达产产能力。20005年112月118日,洛阳中中硅高科科扩建110000吨多晶晶硅高技技术产业业化项目目奠基,目前已已基本完完成设备备安装,进入单单体调试试阶段。20007年11
19、2月118日,洛阳中中硅高科科年产220000吨多晶晶硅扩建建工程的的奠基。洛阳中中硅高科科年产220000吨多晶晶硅项目目是河南南省、洛洛阳市“十一五五”期间重重点支持持项目,其核心心装备研研究列入入国家“8633”科技支支撑计划划项目,总投资资14亿亿元,建建设工期期20个个月,计计划于220088年建成成投产。其它的的还有孝孝感大悟悟县多晶晶硅项目目,牡丹丹江多晶晶硅项目目,益阳阳晶鑫多多晶硅项项目,益益阳湘投投吨多晶晶硅项目目,南阳阳迅天宇宇多晶硅硅项目,济宁中中钢多晶晶硅项目目,曲靖靖爱信佳佳多晶硅硅项目等等,基本本上各个个省份都都处天大大规模建建设时期期。光伏产业业市场分分析 及及
20、发展前前景 今年下半半年起光光伏产业业从上游游多晶硅硅到下游游组件普普遍进入入大规模模扩产周周期,这这也将带带来对各各种上游游设备、中间材材料的需需求提升升。这包包括晶硅硅生产中中需要铸铸锭炉以以及晶硅硅切割过过程中的的耗材,刃料和和切割液液等。随着太阳阳能作为为一种新新能源的的逐渐应应用,光光伏材料料的市场场规模逐逐年增加加,应用用的范围围日趋广广泛。光光伏材料料指的是是应用在在太阳能能发电组组件上给给光伏发发电提供供支持的的化学材材料,主主要使用用在太阳阳能发电电设备的的背板、前板、密封部部位和防防反射表表面,包包括玻璃璃、热聚聚合物和和弹性塑塑料聚合合物、密密封剂以以及防反反射涂料料。据
21、Froost&Sulllivvan的的研究,至20009年年,光伏伏材料的的全球市市场总价价值已达达到133.4亿亿美元。20006年到到20009年的的年复合合增长率率11.9%。20006年光光伏材料料的全球球市场总总价值仅仅为5.4亿美美元。在20009年整整个光伏伏行业中中,包括括玻璃和和含氟聚聚合物的的光伏前前板,其其市场占占总市场场收入的的31.6%;光伏背背板市场场,主要要包括光光电产品品,如聚聚合物和和特种玻玻璃产品品,占整整个市场场收入的的36.6%。普遍用用于所有有太阳能能电池的的以层压压形式存存在的密密封剂,占市场场总收入入的266.3%,防反反射涂料料以及其其他材料料占
22、据市市场收入入的5.5%。不过,随随着消费费者需求求的不断断变化、终端用用户市场场需求波波动以及及市场对对光伏组组件效率率的要求求不断提提高,将将使光伏伏行业发发展速度度略微减减缓,FFrosst&SSulllivaan预计计在20016年年,光伏伏材料市市场的年年增长率率将下降降到222.4%,总价价值达1107.6亿美美元。在整个光光伏材料料市场中中,Issovoolatte AAG、CCoveeme和和Mittsuii Chhemiicall Faabroo公司的的收入在在市场份份额中排排名前三三位。其其中Issovoolatte主要要经营太太阳能电电池背板板,其市市场份额额为100.4
23、%,占总总份额的的十分之之一;CCoveeme公公司和MMitssui Cheemiccal Fabbro分分别经营营背板组组件和密密封剂,其市场场份额均均为8.9%。对于生生产销售售密封剂剂为主的的STRR Soolarr和制造造背板组组件的MMadiico公公司,也也以7.3%和和7.00%的市市场份额额在光伏伏材料行行业占据据着重要要的地位位。不过,截截止目前前,光伏伏材料市市场主要要由欧洲洲和美国国公司主主导,同同时一些些日本和和中国的的企业也也在不断断地扩大大其全球球业务。印度、中国已已成为光光伏材料料发展的的新市场场和新的的制造国国家。220099年,全全球范围围内存在在着超过过3
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