光伏产业技术背景资料

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1、光伏产业技术背景资料光伏产业技术背景资料本文由 xxzhentan 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。一、产业及技术背景太阳能太阳光伏太阳光热太阳电池电池组件光伏材料光伏设备光伏系统涉及面广、技 术含量高、用途广泛涉及物理、化学、光学、材料、化工、电子、通讯、 涉及物理、化学、光学、材料、化工、电子、通讯、 机械等专业20072007-10 1PV） 光 伏（PV）技 术 的 现 状 与 发 展 趋 势 光伏产业链中，光伏电池的制造是核心环节，其作用犹如微电子产业链中的芯片制造一样。 光伏电池制造技术研发有二大目标：一是提高太阳能电

2、池的光电转换效率，二是降低其生产 成本。为达到这二个目标，就需要寻求高性能的光电转换材料和适合于规模生产的制造工艺技术。 从技术开发的成熟程度和市场占有率区分，光伏（PV）技术大体上可列出以下三代 第一代 PV 技术 第二代 PV技术 第三代 PV 技术 用晶硅（单晶硅和多晶硅）技术制造太阳能电池 用薄膜技术制造太阳能电池 新颖的革命性的概念、材料及开发新技术 三代 PV 技术的比较、发展趋势、市场份额20072007-10CEPEA2晶硅太阳能电池制造技术是目前主流的太阳能电池制造技术 硅材料资源丰富，研究比较透彻 借助半导体制造工艺（如扩散、刻蚀、镀膜等） ，技术成熟 晶硅太阳能电池转换效

3、率高（sc-Si 16-17%，mc-Si 14-15%） 制造成本高 制造晶硅太阳能电池的主要流程为： 硅片清洗、制绒 扩散 刻蚀 去磷硅玻璃（PSG） 镀膜（SiN） 丝网印刷 焊接、烧结 测试分档趋势使用廉价硅料（电子级太阳能级；单晶多晶） 薄硅片（200m）的加工工艺技术（电池片、组件的封装集成） 进一步提高光电转换效率（电池：20%25%；组件：16%22%）20072007-10CEPEA3上电极 光子抗反射膜-n-区p-区 0,2m 220m 耗尽区+ + + + + + + + + +- - - - - - - - - -+下电极晶硅太阳能电池的基本结构（PV-en.ppt）2

4、0072007-10CEPEA4硅片厚度 m 30012 11300硅用量 g/Wp 硅片厚度 m 10 9 8.5240硅用量 g/Wp1225010 8 7.5 8200200 180150170160 150610045020 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20100PV 硅 片 厚 度 及 硅 用 量 进 展（EPIA SG IV 2007）20072007-10CEPEA5薄膜太阳能电池制造技术 硅料短缺和降低成本的推动，各类薄膜太阳能电池制造技术的研发及产业化步伐正在加快 用淀积在（玻璃板或不锈钢板）衬底上的薄膜半导体材料制作太阳能电池常用的薄膜材料有

5、：非晶硅 非晶硅/微晶硅（Si/Si） 碲化镉（CdTe） 铜铟硒（CIS）或铜铟镓硒（CIGS）等 通常在 1 米大小的衬底上淀积 1 至数微米厚的薄膜制作太阳能电池 薄膜技术可以减少材料使用量，加工过程需要的人员和能耗也少，有望提高规模生产效率。近十年来，薄膜技术在改进太阳能电池的光电转换效率，降低成本方面的 进展迅猛，非晶硅薄膜太阳能电池已经工业化生产，非晶硅/微晶硅和铜铟镓硒光伏 电池的制造近年来已由中试生产向工业化规模生产转化，已开发出专门的加工工艺、 生产技术和专用制造设备，正很快地切入市场 二种目前进展迅速、最具市场前途的薄膜太阳能电池制造技术铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池制造技

6、术 非晶硅/微晶硅（Si/Si）叠层太阳能电池制造技术20072007-10CEPEA6非晶硅薄膜技术TCO 膜 蓝色电池（-Si 合金）多结电池 总厚度1m绿色电池（-SiGe 合金）红色电池（-SiGe 合金）背反射层柔性不锈钢带衬底United Solar Ovonic 公司的三结非晶硅薄膜太阳能电池示意图 将具有不同光吸收特性的材料连续地一层叠一层淀积，成为三结结构，提高光电转换效率低照度下的效率、组件效率稳定性及在高温下的损失均比晶硅技术电池组件优 = 6-8%（高照度） ，7-9%（低照度） (United Solar Ovonic)20072007-10CEPEA7不同 P 2

7、0 0 6 - 2 0 1 5 不同 P V 技术的市场份额25000 MW 20000硅基 90%77% 薄膜等 10% 23%150001000050000总量 硅基 薄膜等20062007200820092010201120122013 140742014 18223 144822015 23528 181022078.1 2650.7 3432.4 4513.6 6090.9 8134.4 10759 1862.5 2346.7 3003.8 3904.9 5232.6 215.5 304 428.7 608.7 69078979.2 11493864.3 1227.4 1779.7

8、2580.5 3741.8 5425.620072007-10CEPEA8新概念技术 薄膜技术 晶硅技术不同技术太阳能电池占有的市场份额不同的技术产品会在 PV 不同的应用领域（联网系统、独立离网系统、消费电子 产品等）找到其用途。20072007-10CEPEA9技术 晶硅技术材料 单晶 多晶 CIGS CdTe实验室最高效率% 24.3(1997) 20.5(2003) 19.2(2003) 17(2000) 12.8(1998) 16.4(2001) 14.8(2004) 11(1997) 4.8(2004) 40.7(2007)目前规模生产效率% 14-17 13-15 10 8-10

9、 6-7 8 8-13薄膜技术非晶 Si：H） （稳定后） 纳米/微晶/多晶-Si 多结多晶 染敏电池新兴技术 有机电池 多结+光集聚器各 种 PV 电 池 的 光 电 转 换 效 率 比 较20072007-10CEPEA10设备光伏市场的需求推动了光伏产业的发展，也给作为光伏产业链中重要一环的光 伏设备行业的发展创造了极好的机遇。太阳能电池产业正处于转折时期，PV 设备市场总 值 2010 年将达到 30 亿美元 (225 亿人民币） ，薄膜技术设备市场的增长速率将远高于晶 硅技术设备（AM 公司太阳能电池制造设备计划在 07 财年获得 4 亿美元订单，到今年 7 月 已获超过 2 亿美元

10、合同）一代技术、一代设备、一代产品 设备是 PV 产业的支柱之一，PV 技术的发展及 PV 市场的扩展对 PV 设备制造业提出了 更高的要求，设备是实现技术转换为市场能接受的产品的关键之一（成本/转换效率） 晶硅技术设备 薄膜技术设备 （未来技术设备）PV 电池制造设备发展趋势 ? 用于大大降低每瓦硅和能量使用量的结晶和硅片加工（包括硅带）设备。 ? 低价格、全自动、标准化的加工设备。 ? 开发高产额、低成本、大面积制造薄膜电池的加工方法及设备20072007-10CEPEA11中国已成为光伏产业发展最快的国家 最近五年产量增长 184 倍，产能增加 700 倍 最近五年产量增长 184 倍

11、产能增加 700 倍截止十月底,产能已超过 2900MW 截止十月底,产能已超过2900MW 2007 年新增 条线 2007 年新增 69 条线 年新增 69 2004 年产量一举超过澳大利亚和印度成为 2004 年产量一举超过澳大利亚和印度成为国际第四大生产国（地区） 国际第四大生产国（地区） 2006 年产量超过美国排名全球第三 2006 年产量超过美国排名全球第三1220072007-10十家光伏企业国外上市公司 无锡尚德 苏州阿特斯 江苏林洋 常州天合 河北晶澳 浙江昱晖 南京中电 江西 LDK 江西 保定英利 江阴浚鑫 融资市场 纽交所 NASDAQ NASDAQ 纽交所 NASD

12、AQ 英国伦敦 AIM 英国伦敦 NASDAQ 纽交所 纽交所 英国伦敦 AIM 英国伦敦 涉足领域 电池、组件、 电池、组件、应用系统 电池、 电池、组件 电池、组件、 电池、组件、应用系统 单晶、切片、电池、组件 单晶、切片、电池、 电池、 电池、组件 单晶、切片、 单晶、切片、组件 电池 多晶 多晶、电池、组件、 多晶、电池、组件、应用 电池、 电池、组件 上市时间 2005.12.13 2006.11.8 2006.12.20 2006.12.19 2007.2.7 2006.8.8 2007.5.17 2007.6.4 2007.6.8 2007.8.720072007-1013涉足

13、光伏行业的国内上市公司达十二家G 天 威 天威英利（多晶硅、硅片、电池、组件） 天威英利（ 天威英利 多晶硅、硅片、电池、组件） 航天机电上海太阳能科技 电池、组件） 上海太阳能科技（ 航天机电 上海太阳能科技（电池、组件） 深圳南玻光伏（ 深南玻 A 深圳南玻光伏（白玻璃、多晶硅、电池） 深圳南玻光伏 白玻璃、多晶硅、电池） 特变电工新疆新能源 组件、应用系统） 新疆新能源（ 特变电工 新疆新能源（组件、应用系统） 杉杉股份宁波杉杉优利卡 电池、组件） 宁波杉杉优利卡（ 杉杉股份 宁波杉杉优利卡（电池、组件） 交大南洋上海交大泰阳 电池、组件、应用系统） 上海交大泰阳（ 交大南洋 上海交大泰

14、阳（电池、组件、应用系统） 乐山电力新光硅业 多晶硅） 新光硅业（ 乐山电力 新光硅业（多晶硅） 江苏阳光宁夏石嘴山硅业 多晶硅） 宁夏石嘴山硅业（ 江苏阳光 宁夏石嘴山硅业（多晶硅） 云南天达光伏（ 新 华 光 云南天达光伏（电池、组件） 云南天达光伏 电池、组件） 1420072007-10销售额（百万元）800（预计）800 700 600 500 400 300电池制造设备/材料生长加工设备： ） ；27/73（2006） 电池制造设备 材料生长加工设备：33/67 （2005） ； 材料生长加工设备 ） ；（ ） 2006 比 2005 增长率：电池制造设备 70%；材料生长加工设备

15、 92% 比 增长率： 增长率 ；597.15427（1-6 月） 337.45154.8420065.95100 0 2003 2004 2005 2006 20072003 年2007 上半年国内太阳能电池生产设备销售额 年 上半年国内太阳能电池生产设备销售额20072007-10CEPEA15晶硅技术 PV 电池制造设备： 晶硅技术 电池制造设备： 电池制造设备国内设备制造厂（所）已具备了 PV 电池生产线整线装备能力： 清洗制绒机 扩散炉 刻蚀机 PECVD 丝网印刷机 低温烘干炉 烧结炉 48 所、45 所、2 所、七星华创、43 所恒力公司设备技术水平整体不高，缺乏自动化的大生产设

16、备 以单机供应客户为主，不能向客户提供“交钥匙”的完整成套生产线设备趋势：批次加工设备 手动全自动连续（in line)加工设备 单机自动化 整线自动化适应薄硅片（200m)的加工设备BTU 连续式链式扩散炉（151.5m）：10-35 MW/年；烘干/烧结一体炉：30 MW/年 ROTH & RAU PECVD 抗反射层镀膜设备： 10-100 MW/年20072007-10CEPEA16太阳能电池生产过程及装备清洗 制绒扩散刻蚀去 PSG制备 氮化硅印刷 背电极烘干印刷 背电场烘干印刷 正电极烘干 烧结测试 分选包装20072007-1017关键电池片制造设备 影响太阳能电池光电转换 效率的主要因素有： 与之相对应的关键 工艺设备有：（一） 、晶体硅电池片本身晶格质量 （一）清洗制绒设备 （二）、硅片表面绒面质量 （二）扩散炉 （三） 、PN 结质量 （三）刻蚀机 （四） 、周边 PN 结去除质量 （四）PECVD （五） 、减反射氮化硅膜质量 （五）丝网