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1、2016/11/21 1非晶硅薄膜太阳能电池1， 前言2， 薄膜太阳能电池分类3， 太阳能电池的未来市场需求4， 为何要发展薄膜非晶硅太阳电池5， 非晶硅太阳电池的发展及趋势6， 非晶硅薄膜太阳能电池的优点7， 非晶硅薄膜太阳能电池存在的问题8， 非晶硅薄膜太阳能电池的主要市场9， 世界主要非晶硅太阳电池生产厂家10，中国非晶薄膜电池产业现状及存在问题11，中国应当抓住的机遇2016/11/21 2前言 新能源和可再生能源是 21世纪世界经济发展中最具决定性影响的技术领域之一。光伏电池是一种重要的可再生能源，既可作为独立能源，亦可实现并网发电，而且是零污染排放。 硅太阳能电池由于成本原因，最初
2、只能用于空间，随着技术发展和工艺成熟，应用也逐步扩大。面对今天的能源供应状况和日益严重的环境污染，以至危及人类自身生存的现实，开发新能源和可再生能源的理念已被世界各国广泛接受。 大力发展薄膜型太阳能电池不失为当前最明智的选择，但也有其不利的一面，为何如此而言请听下面分解。2016/11/21 3薄膜太阳能电池分类 非晶硅薄膜太阳能电池 微 (多 )晶硅薄膜太阳能电池 铜铟硒薄膜太阳能电池 铜铟镓硒薄膜太阳能电池 碲化隔薄膜太阳能电池 染料敏化薄膜太阳能电池 有机薄膜太阳能电池 其他2016/11/21 4太阳能电池的未来市场需求 进入 21世纪以来，全球范围内对太阳能电池的需求快速增长，每年以
3、 40%以上的速度递增。国内外也分别实施了上网电价补贴法，进一步促这一产业的增长步伐。 中国已于 2005年通过了“可再生能源法” 2006年将采用“一案一议”的办法实施上网电价补贴法。可以预计，世界范围内光伏产业的新的可持续发展阶段即将到来。表 1列出了到 2030年世界光伏市场的年需求量。到 2010年，年需求量为 14000兆瓦，而目前，全世界光伏工业的总产能约为 1500兆瓦，在 4年内要达 14000兆瓦 ，可见其发展速度十分惊人。2016/11/21 5表 1 国际光伏市场需求及预测年国别 2000 2010 2020 2030美国 (6 200欧洲 (1 200日本 (0 205
4、总计 (00 18502016/11/21 6为何要发展非晶硅薄膜太阳电池？ 光伏工业的高速发展和关键原材料高纯硅短缺的矛盾 按照目前全世界年产 1500兆瓦晶体硅太阳能，约需 16500吨高纯硅，近几年全世界高纯硅的产能仅为 25000吨， 70%左右回用于制造集成电路，二极管，三极管等半导体器件，绝对满足不了光伏工业的需求，供需矛盾十分突出，并导致全球范围内高纯硅从 25美元 /公斤上升至 200美元 /公斤以上，使得 2003年前国际市场每瓦太阳能电池 2美元左右上升到 中国情况更加严重，市场价达到人民币 33元，且有价无市。这一情况在3定会严重影响光伏产业的健康发展 。 提高单位硅材料
5、的发电量，现在存在 转换效率，成品率的制约 。此 2项技术是否能突破，直接影响其与其他薄膜太阳能电池的竞争。但硅材短缺问题要从根本上解决十分困难。2016/11/21 7非晶硅太阳电池的起源 非晶硅薄膜太阳能电池由 0世纪 70年代中期开发成功， 80年代其生产曾达到高潮，约占全球太阳能电池总量的 20左右，但由于非晶硅太阳能电池转化效率低于晶体硅太阳能电池，而且 非晶硅太阳能电池存在光致衰减效应的缺点 ：光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，其发展速度逐步放缓。 目前非晶硅薄膜太阳能电池产量占全球太阳能电池总量的 10左右。但 由于 晶体硅的短缺及价格上涨将是长期存在的事实，即使晶体硅瓶颈
6、突破，能源节省优势 仍然能保障非晶硅太阳能电池的生存空间。2016/11/21 8非晶硅薄膜太阳能电池的优点 低成本 能量返回期短 大面积自动化生产 高温性好 弱光响应好 (充电效率高 ) 其他2016/11/21 9 低成本 单结晶硅太阳电池的 厚度 主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的 硅烷 ，这种气体，化学工业可大量供应，且十分便宜，率高于 6%） 且晶体硅太阳电池的基本厚度为 240差 200多倍，大规模生产需极大量的半导体级，仅硅片的成本就占整个太阳电池成本的 65在中国 1瓦晶体硅太阳电池的硅材料成本已上升到 从原材料供应角度分析，人类大规模使用阳光发电，最终的选择只能是非晶硅太
7、阳电池及其它薄膜太阳电池，别无它法！2016/11/21 10 能量返回期短 转换效率为 6%的非晶硅太阳电池，其生产用电约 瓦，由它发电后返回的时间约为 是晶硅太阳电池无法比拟的。 大面积自动化生产 目前，世界上最大的非晶硅太阳电池是 备生产的 1100250初是效率高于 9%。其稳定输出功率接近 80W/片。 商品晶体硅太阳电池还是以 156562525016/11/21 11 短波响应优于晶体硅太阳电池 上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装一套 6500瓦非晶硅太阳能电站，其 每千瓦发电量为 1300 晶体硅太阳电池每千瓦的年发电量约为 1100晶硅太阳电池显示出其极大的使用优势。下图
8、为该电站的现场照片，第一代非晶硅太阳电池的以上优点已被人们所接受。2003年以来全世界太阳能市场需求量急剧上升，非晶硅太阳电池也出现供不应求的局面。2016/11/21 12非晶硅太阳能电池存在的问题 效率较低 单晶硅太阳能电池，单体 效率为 14%而柔性基体非晶硅太阳电池组件（约 1000平方厘米）的 效率为 10还存在一定差距。 相同的输出电量所需太阳能电池面积增加，对于对太阳能电池占地面积要求不高的场合尤其适用，如农村和西部地区。 我国目前尚有约 28000个村庄、 700万户、大约 3000万农村人口还没有用上电， 60%的有电县严重缺电；光致衰减效应也可在电量输出中加以考虑，我们认为
9、以上缺点已不成为其发展的障碍，非晶硅太阳能电池已迎来新的发展机遇。2016/11/21 13 稳定性问题 非晶硅太阳能电池的 光致衰减 ，所谓的 影响其大规模生产的重要因素。目前，柔性基体非晶硅太阳能电池稳定效率已超过 10%，已具备作为空间能源的基本条件。 成本问题 非晶硅太阳能电池投资额是晶体硅太阳能电池的 5倍左右 ，因此项目投资有一定的资金壁垒。 且，成本回收周期较长，昂贵的设备折旧率是大额回报率的一大瓶颈。2016/11/21 14非晶硅太阳电池的市场 大规模地成本发电站 1996年美国 00千瓦的非晶硅电站 ,引起光伏产业振动。 欧洲第三大太阳能系统公司 )去年从中国进口约 5 日
10、本 5约每座 500 德国 0全部用于建大规模太阳能电站。2016/11/21 15 与建筑相配合 ,建造太阳能房 非晶硅太阳能电池可以制成半透明的，如作为建筑的一部分，白天既能发电又能使部分光线透过玻璃进入室内，为室内提供十分柔和的照明 (紫外线被滤掉 )能挡风雨，又能发电 ;美国，欧洲和日本的太阳能电池厂家已生产这种非晶硅瓦。2016/11/21 16 太阳能照明光源 由于非晶硅太阳能电池的技术优势，同样功率的非晶硅太阳能灯具，其照明时间要比晶体硅太阳能路灯的照明时间长 20%，而其成本每瓦要低约 10元人民币。上海尤利卡公司于 2003年 阳能路灯 提供了 400多个非晶硅太阳能路灯电源
11、，其冬天的发电效果明显优于晶体硅。 弱光下使用 由于非晶硅太阳能电池在室内弱光下也能发电，已被广泛用于 太阳能钟，太阳能手表，太阳能显示牌 等不直接受光照等场合下。2016/11/21 17世界主要非晶硅太阳电池生产厂家 生产品种 日本 25 910*910玻璃衬底 德国 30 最大组件 100*605璃衬底 日本三菱电机 10 玻璃衬底非晶太阳电池 日本富士通 10 聚合物为衬底柔性非晶太阳电池 日本 5 不锈钢为衬底 ,效率高于 8% 日本三洋太阳能 5 聚酰亚胺为衬底 ,效率高于 美国 15 研究单位 美国联合太阳能 25 不锈钢 ,聚酰亚胺为衬底 ,效率高于 10% 英国 5 305*915效率大于 7% 德国 明年投产 ,约 401/21 18中国非晶硅太阳电池产业现状及存在问题 目前中国已有的非晶硅太阳能电池生产线 存在问题：产量少；效率低；稳定性差；面积小；外观不均匀。序号 单位名称 产能 备注1 天津津能 5尔滨克罗拉太阳能 1圳拓日 14 深圳创益 15 深圳日月潭 16 北京世华 筹建中7 泉州 筹建中2016/11/21 19中国应当抓住的机遇 自主大规模生产技术 自主核心设备技术*射设备 /专用激光 /0定效率 6%，组件面积 10000种气体5封装材料工具 五金材料备品备件其它材料劳防用品 其它每瓦成本(元 /瓦 )1/21 20谢 谢！
