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1、光伏 -未来新能源的龙头产业“材料起源、发展及未来”课程论文概述:能源问题已然成为现如今最重大的问题之一,如今我们所经常所使用的石油天然气等能源在一步步走向枯竭.新能源的诞生及发展已是迫在眉睫.而其中最受人注目的当属光伏发电,利用太阳能确实是最为绿色最为环保的理想新能源.而光伏发电中最重要的就是硅片这一材料.现在世界各国都在积极开发这项产业,可以预计,在不久的未来,硅片的生产将会有质的飞跃,从而光伏发电也必将成为新能源领域中的龙头.本文将结合数据和表格论述这一观点.本学期我们所上的材料起源课程中有个很有意思的现象,那就是有有不止一位的教授是以光伏为主题而开的演讲,可见光伏这一领域的受关注度.特
2、别是近几年,光伏这一发展一直是能源领域里最为活跃的.要说光伏得先说我国现如今的基本能源情况,我国是以煤炭为主的能源消耗大国.石油和天然气较缺乏.虽然我国的煤炭储量仍足够我们挥霍一段时间,但它所带来的巨大环境影响是不容忽视的,可见我国现在的能源情况并不乐观.再看发电,水力风力太阳能发电仅占全国的发电量的一小部分,火力发电仍旧是现在的主要发电措施.但一直用火力发电切线不谈煤炭总有用光的一天,其炭排放就已是天文数字.将眼光投向新能源是必须的.现在我国的新能源主要有风力,水力,核能,太阳能等.其中风力成本较低但地域较受限制,水力和核能发电成本较高,而且也受一定的地域限制.而太阳能成本相较前两者要底而且
3、不受地域限制,应该是当下也是未来的最好选择.接下来要谈谈光伏发电的一些原理和下游产业链. 太阳电池工作原理的基础是半导体 PN 结的光生伏打效应，就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。即当太阳光或其他光照射半导体的 PN 结时，就会在 PN 结的两边出现电压，叫做光生电压，使 PN 结短路，就会产生电流。光伏发电的主体其实就是硅片,其余的零件并不复杂业务太多技术难题.现如今的太阳能电池分 3 种,多晶硅,单晶硅制成的太阳能电池板以及非晶硅制成的薄膜电池,其中发电效率单晶硅最高非晶硅最低,成本属多晶硅最低,但非晶硅制成的薄膜电池最不受地域限制,因而三者都
4、有各自的长处. 硅系列太阳能电池中，单晶硅和多晶硅电池继续占据光伏市场的主导地位，单晶硅和多晶硅的比例已超过 80%，而这一发展趋势还在继续增长。光伏发电的产业链是很长的且先不说太阳能发电的那些继电器转换器等电路器件,光多晶硅着一个就带动了包括多晶硅的挖掘,加工,切片,大机器的制造等一系列下游产业.可以说发展光伏它的好处是很多的.再来谈谈光伏发电的可行性近况及前景.中国有广阔的高地和平原,西部有足够多的地方可以铺设太阳能电池板,而城市的高楼大厦上可用非晶硅为材料制成的薄膜电池,可以说只要技术不断进步,硅片的成本不断降低,光伏发电的普及只是时间问题.我国多晶硅发展这几年来起起伏伏,07 年时达到
5、顶峰,08 年由于金融危机迅速下滑,许多扩张产能的计划纷纷下马,而这几年又有了上升的趋势. 我国现在的光伏发电还存在以下问题:生产规模小。我国太阳电池制造厂的生产能力约为 0.51 兆瓦/年，比国外生产规模低一个多数量级; 技术水平较低。电池效率、封装水平同国外存在一定差距;专用原材料国产化经过“八五”攻关取得一定成果，但性能有待进一步改进，部分材料仍采用进口品;成本高。目前我国电池组件成本约 30 元/ 瓦，平均售价 42 元/ 瓦，成本和售价都高于国外产品; 市场培育和发展迟缓，缺乏市场培育和开拓的支持政策、措施。正因如此,政府才新出台了金太阳补助计划,并起到了一定的推动作用. 在今后的十
6、几年中，太阳电池的市场走向将发生很大的改变，到 2010 年以前中国太阳电池多数是用于独立光伏发电系统，从 2011 年到 2020 年，中国光伏发电的市场主流将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国作为新的世界经济发动机，光伏业也呈现出前所未有的活力，大量系统集成公司伴随者国家的“光明工程” 、 “奥运工程” 、 “世博会工程”等项目的启动应运而生，世界一些大财团也瞄准了中国巨大的光伏市场潜力，开始投资中国光伏行业。下表是近几年世界 7 大硅片企业的扩张计划.可见硅片的生产正越来越被世界各地重视.七大集团的扩产计划 2008E 2009E 2010 工艺日本
7、Mitsubishi 3300 3750 4300 西门子Tokuyama 5400 9200 9200 西门子美国 Sumitomo 1400 1400 1400 西门子MEMC 7700 8650 15000 流化床Hemlock 19000 19000 31750 西门子REC 6670 13000 19500 流化床德国 Wacker 10650 18000 22150 西门子产能总计 54120 73000 103300 预计产量 49862 64060 79074 产量增速 34.80% 28.50% 23.40% 最后小结,在跨入 21 世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温室效应都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在 21 世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为 21 世纪后期的主导能源。
