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1、国内外光伏产业发展现状及杭州发展的对策研究一、全球光伏产业发展概况和趋势（一）全球光伏产业发展概况 在能源危机和全球气候变暖的压力下， 太阳 能等可再生能源越来越受 到关注，全球光伏产业正以一个朝阳产业的面貌高速成 长。根据欧洲光伏 工业协会（ EPIA ）的研究报告 Global Market Outlook for Photovoltaics until 2013，2008年，全球新增光伏装机容量5.6GW，年增长率 132.4%;累计 装机容量接近15GW，年增长率60%, 1998年 2008年10年间 年均增长 率超过30%。EPIA预测，至U 2020年，全球光伏发电量为274TW
2、， 占全球发电量的1%;到2040年，全球光伏发电量达7368TW，占全球发电量 的 21%。（二）全球光伏市场发展预测EPIA预测：至2020年，世界太阳能光伏组件年产量将达至40GW,总装 机容量为195GW，发电量为274TW，占全球发电量的1%;到 2040年光伏发电 量达7368TW，占全球发电量的21%。（三）技术发展及趋势1.光伏电池技术不断发展太阳能光伏发电的最核心器件是光伏电池。进入 21 世纪，光伏电池 无论从 结构上、材料工艺上都得到了新的发展。（1）硅太阳能电池 硅太阳能电池可分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能 电池。 单晶硅太阳能电池开发最早，转换效率最高，技术最为成
3、熟。其结构 和生产工艺已定型，产品应用广泛。但由于受单晶硅材料价格及繁琐的电 池 工艺影响，成本价格居高不下，不利于大规模推广应用。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池类同， 光电转换效率在 12% 左右，稍低于单晶硅太阳电池，但其材料制造简便，电耗低，总的生 产成本较 低，因此得到广泛应用。（2）硅薄膜太阳能电池 硅薄膜太阳能电池分为多晶硅（包括微晶硅）薄膜太 阳能电池和非晶 硅薄膜太阳能电池等。多晶硅（P-Si,包括微晶）薄膜太阳能电池兼具单晶硅和多晶硅太阳能电池 的高转换效率和长寿命的优点，同时材料制备工艺简单，可在廉价 衬底上沉积多 晶硅薄膜。 使用的硅材料远较单晶硅少, 又无效率
4、衰退问题, 其成本远低于单晶 硅电池,而效率高于非晶硅薄膜电池,因此多晶硅薄膜 电池不久将会在太阳能电地 市场上占据主导地位。非晶硅（a-Si）薄膜太阳能电池的硅材料消耗很少，生产电耗更低。它的特 点是具有较高的转换效率和较低的成本及重量轻,发展潜力极大。 但由于非晶硅本 身对太阳光波长不敏感,限制了其转换效率,国际先进水 平为 10%左右。而且随着 光照时间延长光电效率衰减。（ 3）多元化合物薄膜太阳能电池多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,主要包括砷化镓 III-V 族 化合物、 硫化镉、硫化镉及铜铟硒薄膜电池等。硫化镉、碲化镉薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成 本较单 晶硅
5、电池低, 易于大规模生产, 但镉有剧毒, 对环境有污染, 因此, 并不是晶体硅 太阳能电池最理想的替代产品。砷化镓（ GaAs） III-V 化合物电池的转换效率可达 28%， GaAs 化合物 材 料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热 不敏感，适 合于制造高效单结电池。但是 GaAs 材料的价格不菲，因而限 制了 GaAs 电池 的普及。铜铟（镓）硒薄膜电池适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效 率和多 晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点。但由于铟 和硒都是比较 稀有的元素，发展受到限制。（4）有机太阳能电池 以有机材料代替无机材料是刚开始的一个研究
6、方向。 目前的光电转换 效率为 5-8%，预计未来 4-5 年内可以达到 10%。由于具备质 轻、可挠曲、 制程环保、低成本及应用性佳等优点，有机太阳能电池被认为是最 具潜力 第三代新兴太阳能电池。但它能否成为具有实用意义的产品，有待于进一 步的研究。（5）染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池（DSSC）也是第三代太阳能电池。自1991年Gr?tzel 等将纳米多孔电极应用到染料敏化太阳电池取得了突破性进展以 来，由于 该电池具有成本低、制作工艺简单和环境友好等潜在优势，成为 太阳电池研究领 域一个新的热点。目前，染料敏化太阳能电池的光电转换 效率已能稳定在 10%以 上，寿命达 1520 年
7、，但其制造成本仅为硅太阳 能电池的 1/51/10。2.电池转化效率不断提高 随着技术进步，电池的光电转换效率不断提高（见 图 1-1 ）。目前单晶 硅电池效率为 16%20%，多晶硅为 15%18%。而非晶硅 薄膜电池效率单 节为 5%7%，双节在 6%8%之间，非晶硅与微晶硅叠层电池 效率在 8%10%之间，且稳定性不断提高。资料来源：美国国家能源部可再生能源实验室图 1-1 基于晶硅片的光伏发电技术转化效率3 硅片厚度不断降低30 年来，太阳能电池硅片厚度从450 500 z 降低到目前的 180200 am 硅材料用量的大幅度降低对太阳电池成本降低起到了重要作用 （见表 1- 1）。资
8、料来源：齐鲁证券研究所年份硅片厚度，pm硅用董，吨用和电池20世纪M年代450500-2020世纪盹年代400450162020世纪90年代350八1001316200620022010112007180=20091020101601807表 1-1 晶体硅太阳能电池硅片厚度变化趋势4.电池组件成本大幅降低原材料价格下行是光伏产业持续高增长的一个重要因素。 2008 年多晶硅价格出现暴跌行情，成本的降低维持了行业的景气度。尤其是薄膜电池 技术的 发展，使得电池组件的成本大大降低，美国First Solar 公司 2008年底宣称：他们成功的把碲化镉薄膜太阳能电池的成本降到 1.08 美元 W5
9、多晶硅将不再是制约瓶颈近年来，制约光伏产业发展的主要瓶颈是多晶硅供应不足。 2007 年, 世界多 晶硅产量在 4万吨左右，而需求在 6万吨左右，其中太阳能级多晶 硅的需求约为 4 万吨。2008 年供应缺口在缩小，而且随着多晶硅企业扩产 计划的实施，以及中小 企业的进入，预计到 2009 年底多晶硅产能将过剩。6.薄膜电池异军突起在硅材料短缺的背景下，2007年和 2008 年薄膜电池经历了大发展。齐 鲁证 券的研究数据表明，2006年薄膜电池总产量为191MW，占世界电池 产量的 7%；2007年薄膜电池产量达到350MW，占比8%。2008年薄膜电池产量达到892MW，占比13%。EPI
10、A预测，至2013年，薄膜电池的市场份 额增加明显， 2009 年将达到 18%， 2013 年则高达 25%，显示出薄膜电池的 发展潜力。资料来源：EPIA图 1-2 多晶硅技术与薄膜生产能力展望7专用设备及检测设备技术提升30 年来光伏产业专用设备制造业的技术提升是光伏工业发展的重要 标志之，它对光伏工业发展和光伏发电成本降低起到举足轻重的作用。 例如：多晶硅铸 造炉的发明及改进使多晶硅铸造形成规模化生产，由于材 料成本优势，多晶硅电池 产量持续增加，1998 年超过单晶硅，成为光伏市 场的主导产品；线锯的发明使硅 片生产效率大幅度提高、切片损失和硅片 厚度大幅度降低，对晶硅电池成本降低发
11、 挥了重要作用。二、中国光伏产业发展概况（一）中国光伏市场发展概况1 光伏发电市场现状 我国光伏市场总体发展速度缓慢。 2007 年光伏系统安装量总计为20MW，仅为当年太阳电池生产量的1.8%, 2008年安装量为45MW,累 计安装 量达到145MW，占全球安装量的0.8%，占太阳电池生产量的2.5%。中国光伏应 用仍以独立系统为主（95%），并网光伏发电应用比例仅 5%。 而全球并网光伏 发电比例平均值为 83%，欧洲的比例高达 99%（ 2007年 底数据）。目前为止，政府仅批准了 3 家太阳能电站示范项目，分别为甘肃敦煌10兆瓦并网光伏发电项目、1兆瓦的上海市崇明岛项目、255千瓦的
12、内蒙 古鄂尔多斯项目。崇明岛及鄂尔多斯项目目前已经建成，并已获得政府 ， 元/度的发电补贴。资料来源： EPIA ，齐鲁证券研究所图 2-12004 2008 年中国光伏发电装机容量2.光伏发电市场预测 2009年 3 月 26 日，财政部颁布了关于加快推进太阳能光电建筑应用 的实施意见，并同时下发了太阳能光电建筑应用财政补助资金 管理暂 行办法，这标志着中国光伏市场即将大规模启动。 EPIA 预测：在政策 驱 动下，到2013年，中国光伏累计装机容量将达4.2GW，成为包括欧洲和美 国 在内的全球 3 大光伏市场之一。（二）中国光伏产业发展概况受国际需求的拉动， 中国光伏产业高速发展， 20
13、08年中国大陆光伏电 池总 量1.78GW，占全球总量26%，成为全球第一生产大国。产业链中各环节的生产 能力逐年提高。1. 硅材料制备 硅材料制备是光伏产业的最初环节，该环节产业具有高投入、高能耗 和高风险的特点。目前，国内主要的晶硅材料生产厂商有：江苏中能硅业 科技发展有限公司、洛阳中硅高科技有限公司、四川新光硅业科技有限责 任公司、 东汽峨嵋半导体材料厂、江苏大全集团和四川永祥股份有限公司 等。根据2009 年光伏产业研究报告 ，2008 年国内太阳能级多晶硅产量 3000 吨，但仅占全球总产量 7%。多晶硅材料生产基本上掌握在发达国家 生产商手中。2. 太阳级硅锭 /硅片制造太阳级硅锭
14、 /硅片制造时光伏产业链的第二个环节。目前，中国硅锭 / 硅片生 产厂家超过 70 家，截止 2007 年底，全国单晶硅和多晶硅合计生产 能力为 21400 吨/年。太阳级硅锭生产逐渐由初期的以单晶为主向多晶为主 过渡，向世界 主流趋势靠近，中国硅锭产业逐渐成熟。3 电池制造我国是太阳能电池生产大国，2006年我国电池产量为438MW，占世 界总产 量的17%，排名世界第三；2007年我国电池生产量为1.09 GW,占全球总量 30%，超过日本和欧洲，排名世界第一； 2008 年我国光伏电池 总量 1.78GW， 占全球总量 26%，稳居世界第一。国内太阳能电池生产企业 50 多家，在2008
15、 年全球太阳能电池厂商排 名中，无锡尚德，河北天威英利、晶澳以及台湾的茂迪等多家企业榜上有 名。截至 2009 年初，中国光伏产业总计有11家企业实现海外上市，IPO融资总额超过20亿美 元。表 2-1 为我国太阳能电池上市公司列表。表 2-1 中国生产太阳能电池上市公司企业名称上市时间上市地点所属行业涉及金额兴业太阳能2009-01-13中国香港（HKMB）太阳能6300万港兀东宫太阳能2008-08-14欧洲(Euronext)太阳能512.15万欧元阳光能源2008-03-31中国香港（HKMB）太阳能9.87亿港兀拓日新能源2008-02-28中国大陆（SZSE）太阳能4.32亿元昱辉能源2008-01-30美国(NYSE)太阳能1.3亿美兀英利太阳能2007-06-08美国(NYSE)太阳能3.19亿美兀赛维太阳能2007-05-31美国(NYSE)太阳能4.69亿美兀中电光伏2007-05-17美国(NASDAQ)太阳能9350兀美兀晶澳太阳能2007-02-06美国(NASDAQ)太阳能2.25亿美兀林洋新能源2006-12-20美国(NA
