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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 until2013，2008 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，到 2020 年，全球光伏发电量为 274TW，占
2、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：到 2020 年，世界太阳能光伏组件年产量将达到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，技术最为成熟。其结
3、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 1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， 又无效率衰退问题，其成本远低于单晶硅
4、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，成本较单晶硅电池低， 易于大规模生产， 但镉有剧毒，对环境有污染， 因
5、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。 2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
6、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15 20 年，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
7、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。 3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450500m降低到目前的180200m，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）。表 1-1晶体硅太阳能电池硅片厚度变化趋势资料来源：齐鲁证券研究所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
8、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 4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 /W p。5.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
9、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%。EPIA 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 5标志之一，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
10、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
11、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4元/度的发电补贴。 6资料来源： EPIA ，齐鲁证券研究所图 2-120042008 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，
12、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， 2008 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 /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。 73.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
