太阳能光伏产业概述
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5、家庭灯具电源：庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、 登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等；
6、光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光互补 电站、各种大型停车厂充电站等；
7、太阳能建筑：将太阳能发电和建筑材料结合，使得 未来的大型建筑实现电力自给；
8、汽车领域：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽 车空调、换气扇、冷饮箱等；
可利用系数：1/6
6kW光伏相当于表中1kW
（不含系统效率）
3、快速发展的世界光伏产业和市场
世界光伏产业、技术和市场的快速发展 产业发展
◆1996-2006的平均年增长率为40% ; ◆2001-2006的年平均增长率为45％ ； ◆ 2006比2003年太阳电池年产量2.5GW(2.79);
◆2007年达到4.0GW； ◆ 2010年预计产量10～12GW。
1、电池片材料：单晶硅、多晶硅；
2、 技术指标：
A、电池尺寸（mm） 125*125； 156*156
B、厚度 （um）
180-220
C、转换效率（%） ≥15.5
D、最大功率（W） 2.3-2.4
E、最大工作电压（mV） 0.505
F、最大工作电流(A) 4.65-4.76
G、开路电压（mV） 6.05±5%
加紧开发以太阳能为代表的可再生能源非 常必要、 十分紧迫。
２太阳能是人类未来最重要的战略能源
◆欧盟JRC预测
在能源结构中 的比例，％ 可再生能源 太阳能 太阳能发电 (光伏＋热电)
2050
～ 52% ～28% ～ 24％
2100
～ 86% ～ 67% ～ 64％
世界能耗与可再生能源(TW)
2004世界实际能耗
当硅晶片受光照射后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区 移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型 区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电流。
基本工作原理图：
正面电极 ＳＩＮ减反射膜
ＰＮ结 Ｐ型硅衬地 背电极
阳光 电流
（二）、太阳能电池
单晶硅电池
多晶硅电池
（三）、太阳能电池技术指标
三、太阳能硅片生产
1、单晶硅片
多晶硅料
单晶硅棒
单晶硅棒切方
太阳能发电系统 电池组件
切片 太阳能电池
3、单晶炉设备
创联电气集团生产的CL-90型直拉(CZ)单晶炉
2、多晶硅片
4、多晶料和单晶头尾料
5、成品单晶硅棒
成品单晶硅棒
6、切割后的单晶硅棒
切割后的单晶硅棒半成品
7、切方、滚圆后的单晶硅棒
9、海水淡化设备供电；
10、卫星、航天器、空间太阳能电站等。
应用实例
德国南部私人住宅光伏屋顶，屋顶计划在德国得到成功推广
二、硅太阳能光伏产业链
太阳能光伏产业链介绍
电子级多晶硅 生产
单晶生 产
切片、 抛光
器件生产及 封装
金属硅 生产
等外品 多晶
废料清 理
太阳能级多晶 硅生产
太阳能发 电系统
太阳能 多晶棒 和单晶
电力在金属硅生产成本中大约占6870%,生产每公斤金属硅大致需要消耗 13KWH.
2、多晶硅
多晶硅分为电子级多晶硅和太阳能级 多晶硅。电子级硅（EG）一般要求含Si在 99.9999999﹪～99.999999999﹪（9N～ 11N）。
太阳能级硅（SG）的纯度一般要求含Si 纯度在99.9999﹪～99.99999﹪（6N或 7N）。
太阳能光伏产业 情况介绍
陕西西京电子科技有限公司
• 70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力
的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再 生能源的热潮。1973年，美国制定了政府级的阳光发电 计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累 计投入达8亿多美元。1992年，美国政府颁布了新的光 伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。日本在70年代制 定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计 划）、“环境计划”、“阳光计划”
• 合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展
中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90年代以来联合 国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和 制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际 太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利 用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大 主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要 内容。
◆生产规模不断扩大 20世纪80年代: 1－5MW/年 ， 20世纪90年代: 5－30MW/年， 2001～2005年 25－500MW/年； 2006～2010 年 50－1000MW/年
2 )技术发展 ◆太阳电池效率持续提高
实验室电池：单晶硅24.7%，多晶硅20.3% 硅基薄膜电池：>13%
2、交通领域：如航标灯、交通铁路信号灯、交 通警示标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路 /铁路无线电话亭、无人职守道班供电；
3、通讯通信领域：太阳能无人职守微波中继站、 光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统，农 村载波光伏系统、小型通讯机、士兵GPS供电 等；
4、石油海洋气象领域：石油钻井平台生活及应急电源、 海洋检测设备、气象和水文观测设备等
• 自“六五“以来我国政府一直把研究开
发太阳能和可再生能源技术列入国家Fra Baidu bibliotek 技攻关计划，大大推动了我国太阳能和 可再生能源技术和产业的发展。
• 二十多年来，太阳能利用技术在研
究开发、商业化生产、市场开拓方面都 获得了长足发展，成为世界快速、稳定 发展的新兴产业之一。
一、 光伏发电的未来战略地位
1.1 从人类能源演化史看21世纪能源变革
H、短路电流(A)
5.52 ±5%
（四）、硅太阳能电池关键生产制造技术包括： 1、硅片前处理技术； 2、硅片制绒技术； 3、高温扩散制结技术； 4、边缘刻蚀技术； 5、 PECVD减反射膜置备技术； 6、细栅极网版制备技术； 7、正背面电极印刷技术； 8、远红外烧结技术； 9、测量技术。
13
2050世界预测能耗
30
2100世界预测能耗
46
未开发水力
< 0.5
海洋能（潮汐、海浪、海流） < 2
地热能
12
可利用风力
2-4
全球总太阳能
120,000
1TW=109kW
Watt
瓦
Kilowatt 千瓦
Megawatt 兆瓦
Gigawatt 吉瓦
Terawatt 太瓦
光伏系统要考虑可利用系数
日均标准光照： 4小时
• 前工业化时代
• －社会财富和能源消耗水平很低； • －人力、畜力、风能、薪柴等为主的初级绿色
能源。
• 工业化时代 • －化石燃料的使用和工业革命的兴起 • －以高能源、高资源消耗为代价赢得了物质财
富和科学技术高度发展；
• －同时造成资源极大浪费、生态环境恶化和破
坏。
• 后工业化时代 • － 可再生能源为主的能源体系； • － 单位能耗的物质财富极大增加； • － 可持续发展是一切活动的准则； • － 最终达到人与大自然友好相处。
◆硅材料用量不断减少
20世纪80年代
～20吨／MW
90年代
15～17吨／MW
2000-2005
12～15吨／MW
2010年
～10吨／MW
4、太阳能电池用途
1、用户太阳能电源
• 用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防
哨所等军民生活用电，如照明、电视和收录机 等。
• 3-5KW家庭屋顶并网发电系统； • 光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉；
商业化电池效率
时段 单晶硅
1980’, %
10－13
1990’, %
13－16
目前, %
16－20
多晶硅 8－11 10－14 13－16
薄膜电 3－5 池
5－8 6－12
• ◆ 硅片厚度不断降低 • 70年代：450～500 m， • 80年代：400～450m， • 90年代：350～400 m， • 目前 ： 200～220 m， • 2010： 150～200 m， • 2020： 100～150 m。
太阳能发展100年预测
美国对世界油气开采峰值的最新预测 峰值位于 2015年附近
•日本的预测 (1860－2060)
自天然气起，以下为化石燃料， 化石燃料生产峰值在2020～2030年之间
综合以上引证的资料和研究表明：
化石燃料的生产和消耗峰值
大约在2020-2040年之间 化石燃料峰值到来之前还有一、二十年,
棒
太阳 能组 件
切片
太阳能 电池生
产
硅料产业链：
硅砂（石英砂）
冶金级硅
三氯氢硅或四氯化硅
（经纯化和Ｈ２还原）
高纯多晶硅
1、 金属硅：硅矿石经还原后得到金属硅， 也叫工业硅、结晶硅，其纯度为98%左右。 金属硅可以作为金属冶炼的添加原料，同 时也是生产多晶硅的主要原料。金属硅属 于高耗能、低附加值的产品，行业处于自 由竞争状态。我国具有充足的金属硅生产 能力。
四、太阳能电池介绍
（一） 、电池工作原理
太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器才能转换成 为电能。这种把光能转换成电能的能量转换器，就是太阳能电池。
太阳能电池原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应，太 阳能电池原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生 伏特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。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。这 种现象，就是著名的光生伏特效应。
6、光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光互补 电站、各种大型停车厂充电站等；
7、太阳能建筑：将太阳能发电和建筑材料结合，使得 未来的大型建筑实现电力自给；
8、汽车领域：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽 车空调、换气扇、冷饮箱等；
可利用系数：1/6
6kW光伏相当于表中1kW
（不含系统效率）
3、快速发展的世界光伏产业和市场
世界光伏产业、技术和市场的快速发展 产业发展
◆1996-2006的平均年增长率为40% ; ◆2001-2006的年平均增长率为45％ ； ◆ 2006比2003年太阳电池年产量2.5GW(2.79);
◆2007年达到4.0GW； ◆ 2010年预计产量10～12GW。
1、电池片材料：单晶硅、多晶硅；
2、 技术指标：
A、电池尺寸（mm） 125*125； 156*156
B、厚度 （um）
180-220
C、转换效率（%） ≥15.5
D、最大功率（W） 2.3-2.4
E、最大工作电压（mV） 0.505
F、最大工作电流(A) 4.65-4.76
G、开路电压（mV） 6.05±5%
加紧开发以太阳能为代表的可再生能源非 常必要、 十分紧迫。
２太阳能是人类未来最重要的战略能源
◆欧盟JRC预测
在能源结构中 的比例，％ 可再生能源 太阳能 太阳能发电 (光伏＋热电)
2050
～ 52% ～28% ～ 24％
2100
～ 86% ～ 67% ～ 64％
世界能耗与可再生能源(TW)
2004世界实际能耗
当硅晶片受光照射后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区 移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型 区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电流。
基本工作原理图：
正面电极 ＳＩＮ减反射膜
ＰＮ结 Ｐ型硅衬地 背电极
阳光 电流
（二）、太阳能电池
单晶硅电池
多晶硅电池
（三）、太阳能电池技术指标
三、太阳能硅片生产
1、单晶硅片
多晶硅料
单晶硅棒
单晶硅棒切方
太阳能发电系统 电池组件
切片 太阳能电池
3、单晶炉设备
创联电气集团生产的CL-90型直拉(CZ)单晶炉
2、多晶硅片
4、多晶料和单晶头尾料
5、成品单晶硅棒
成品单晶硅棒
6、切割后的单晶硅棒
切割后的单晶硅棒半成品
7、切方、滚圆后的单晶硅棒
9、海水淡化设备供电；
10、卫星、航天器、空间太阳能电站等。
应用实例
德国南部私人住宅光伏屋顶，屋顶计划在德国得到成功推广
二、硅太阳能光伏产业链
太阳能光伏产业链介绍
电子级多晶硅 生产
单晶生 产
切片、 抛光
器件生产及 封装
金属硅 生产
等外品 多晶
废料清 理
太阳能级多晶 硅生产
太阳能发 电系统
太阳能 多晶棒 和单晶
电力在金属硅生产成本中大约占6870%,生产每公斤金属硅大致需要消耗 13KWH.
2、多晶硅
多晶硅分为电子级多晶硅和太阳能级 多晶硅。电子级硅（EG）一般要求含Si在 99.9999999﹪～99.999999999﹪（9N～ 11N）。
太阳能级硅（SG）的纯度一般要求含Si 纯度在99.9999﹪～99.99999﹪（6N或 7N）。
太阳能光伏产业 情况介绍
陕西西京电子科技有限公司
• 70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力
的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再 生能源的热潮。1973年，美国制定了政府级的阳光发电 计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累 计投入达8亿多美元。1992年，美国政府颁布了新的光 伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。日本在70年代制 定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计 划）、“环境计划”、“阳光计划”
• 合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展
中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90年代以来联合 国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和 制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际 太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利 用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大 主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要 内容。
◆生产规模不断扩大 20世纪80年代: 1－5MW/年 ， 20世纪90年代: 5－30MW/年， 2001～2005年 25－500MW/年； 2006～2010 年 50－1000MW/年
2 )技术发展 ◆太阳电池效率持续提高
实验室电池：单晶硅24.7%，多晶硅20.3% 硅基薄膜电池：>13%
2、交通领域：如航标灯、交通铁路信号灯、交 通警示标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路 /铁路无线电话亭、无人职守道班供电；
3、通讯通信领域：太阳能无人职守微波中继站、 光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统，农 村载波光伏系统、小型通讯机、士兵GPS供电 等；
4、石油海洋气象领域：石油钻井平台生活及应急电源、 海洋检测设备、气象和水文观测设备等
• 自“六五“以来我国政府一直把研究开
发太阳能和可再生能源技术列入国家Fra Baidu bibliotek 技攻关计划，大大推动了我国太阳能和 可再生能源技术和产业的发展。
• 二十多年来，太阳能利用技术在研
究开发、商业化生产、市场开拓方面都 获得了长足发展，成为世界快速、稳定 发展的新兴产业之一。
一、 光伏发电的未来战略地位
1.1 从人类能源演化史看21世纪能源变革
H、短路电流(A)
5.52 ±5%
（四）、硅太阳能电池关键生产制造技术包括： 1、硅片前处理技术； 2、硅片制绒技术； 3、高温扩散制结技术； 4、边缘刻蚀技术； 5、 PECVD减反射膜置备技术； 6、细栅极网版制备技术； 7、正背面电极印刷技术； 8、远红外烧结技术； 9、测量技术。
13
2050世界预测能耗
30
2100世界预测能耗
46
未开发水力
< 0.5
海洋能（潮汐、海浪、海流） < 2
地热能
12
可利用风力
2-4
全球总太阳能
120,000
1TW=109kW
Watt
瓦
Kilowatt 千瓦
Megawatt 兆瓦
Gigawatt 吉瓦
Terawatt 太瓦
光伏系统要考虑可利用系数
日均标准光照： 4小时
• 前工业化时代
• －社会财富和能源消耗水平很低； • －人力、畜力、风能、薪柴等为主的初级绿色
能源。
• 工业化时代 • －化石燃料的使用和工业革命的兴起 • －以高能源、高资源消耗为代价赢得了物质财
富和科学技术高度发展；
• －同时造成资源极大浪费、生态环境恶化和破
坏。
• 后工业化时代 • － 可再生能源为主的能源体系； • － 单位能耗的物质财富极大增加； • － 可持续发展是一切活动的准则； • － 最终达到人与大自然友好相处。
◆硅材料用量不断减少
20世纪80年代
～20吨／MW
90年代
15～17吨／MW
2000-2005
12～15吨／MW
2010年
～10吨／MW
4、太阳能电池用途
1、用户太阳能电源
• 用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防
哨所等军民生活用电，如照明、电视和收录机 等。
• 3-5KW家庭屋顶并网发电系统； • 光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉；
商业化电池效率
时段 单晶硅
1980’, %
10－13
1990’, %
13－16
目前, %
16－20
多晶硅 8－11 10－14 13－16
薄膜电 3－5 池
5－8 6－12
• ◆ 硅片厚度不断降低 • 70年代：450～500 m， • 80年代：400～450m， • 90年代：350～400 m， • 目前 ： 200～220 m， • 2010： 150～200 m， • 2020： 100～150 m。
太阳能发展100年预测
美国对世界油气开采峰值的最新预测 峰值位于 2015年附近
•日本的预测 (1860－2060)
自天然气起，以下为化石燃料， 化石燃料生产峰值在2020～2030年之间
综合以上引证的资料和研究表明：
化石燃料的生产和消耗峰值
大约在2020-2040年之间 化石燃料峰值到来之前还有一、二十年,
棒
太阳 能组 件
切片
太阳能 电池生
产
硅料产业链：
硅砂（石英砂）
冶金级硅
三氯氢硅或四氯化硅
（经纯化和Ｈ２还原）
高纯多晶硅
1、 金属硅：硅矿石经还原后得到金属硅， 也叫工业硅、结晶硅，其纯度为98%左右。 金属硅可以作为金属冶炼的添加原料，同 时也是生产多晶硅的主要原料。金属硅属 于高耗能、低附加值的产品，行业处于自 由竞争状态。我国具有充足的金属硅生产 能力。
四、太阳能电池介绍
（一） 、电池工作原理
太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器才能转换成 为电能。这种把光能转换成电能的能量转换器，就是太阳能电池。
太阳能电池原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应，太 阳能电池原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生 伏特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。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。这 种现象，就是著名的光生伏特效应。