薄膜太阳能电池论文：晶硅与薄膜太阳电池市场概述

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晶硅与薄膜太阳电池市场概述

太阳电池市场现状

太阳能是我们目前可使用的能源中一次性转换效率最高，并且使用简单、可靠、经济的新兴能源，具备十分独特的优势，也是未来新能源发展的必然选择。在太阳能的有效利用当中，太阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。目前，世界各国正把太阳能的开发和利用作为重要的能源发展趋势。各国都在争先恐后地将光伏发展列入国家的发展规划中：美国、欧盟和日本把２０３０年以后能源供应安全的重点放在了太阳能等可再生能源方面，到２０１０年规划的光伏安装量分别为５０亿瓦、１００亿瓦和８０亿瓦；到２０２０年的规划分别为３６０亿瓦、４１０亿瓦和３００亿瓦。印度政府承诺将实施一个总投资额为７００亿美元的太阳能计划，以期到２０２２年太阳能产能从现有的３万千瓦提升至２０００万千瓦。

据统计，全球光伏电池的总产量２００６年为１７５０ＭＷ，２００７年为３５００ＭＷ，２００８年为７０２０ＭＷ，２００９年为１３０００ＭＷ，每年几乎以接近一倍的速度发展。据欧洲光电产业协会（ＥＰＩＡ）预

测，２０１３年全球太阳能背板材料的需求将是２００８年的３倍。中国太阳电池产量也一直为众多业内人士所关注，２００７年总产量达１２００ＭＷ，２００８年达２０００ＭＷ，超过全球份额３０％。２０１０年３月１６日在上海新国际博览中心举行的太阳电池展会“ＳＯＬＡＲＣＯＮＣｈｉｎａ２０１０”及“第６届ＣＳＰＶ”的开幕仪式上，工业和信息化部电子信息司副巡视员兼中国光伏产业联盟秘书长王勃华表示，“中国的太阳电池产量２００９年已达到４３８２ＭＷ”，超过全球份额的４０％。另据有关媒体报道，２００９年全球太阳电池厂排名中，有五家中国企业进入１０强，占半壁江山。这五家企业包括：无锡尚德、英利绿色、晶澳、天合光电和台湾昱晶，而台湾茂迪首度被挤出１０强。薄膜太阳能厂ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ如市场预期一样排名第１，且２００９年总产出达１１００ＭＷ，实际产出更超出ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ原本预期；无锡尚德则排名第２，产出为７０４ＭＷ；日本夏普排名第３，产出为５９５ＭＷ；德国Ｑ－Ｃｅｌｌｓ排名第４，产出为５８６ＭＷ；英利绿色则排名第５，产出为５２５．３ＭＷ；晶澳排名第６，其实际产出达５２０

ＭＷ，也高于原先预估；其后第７～１０名则依序为日本京瓷、天合光电、美国ＳｕｎＰｏｗｅｒ及中国台湾昱晶，产出分别达４００、３９９、３９７、３６８ＭＷ。

作为国家重点发展的七大新兴产业之首———新能源产业的重要支柱，业界普遍预期太阳能光伏产业将保持４０％以上的年均增长速度，到２０５０年太阳能将占到人类总能源需求的２５％以上。

到目前为止，单晶硅和多晶硅等第一代太阳电池，是当前的主流，已经商业化；第二代的薄膜太阳电池，用的材料更少，污染更少，也已经被证明可以商业化。德国太阳能专业咨询网站Ｓｏｌａｒｓｅｒｖｅｒ发布报告对多晶硅与薄膜技术之间的竞争态势进行评述：薄膜太阳电池制造商正致力于降低成本，取得竞争优势，但传统的晶硅电池技术仍占有大部分市场份额且具有相当大的发展潜力。

晶硅太阳电池

晶硅太阳电池的制作工艺从成熟的微电子工艺转化而来，具有硅材料、工艺与制造技术成熟，转换效率高、性能稳定等优点。规模生产的单晶硅太阳电池的转换效率可达１６％～１７％，实验室的最高转换效率达２４．４％。规模生产的多晶硅太阳电池的转换效率可达１４％～１５％以上，实验室的最高转换效率达１６．６％。

与薄膜太阳电池相比，晶硅太阳电池的光电转换效率更高。此外，硅价格近期的回落也给晶硅电池行业带来了利好。近年来半导体需求的大幅度增加造成了晶硅产能不足，晶硅材料供不应求，使得价格飙升。２００８年其现货市场价格曾一度达到每公斤４００美元。如今由于金融危机的影响，太阳能行业增长速度减慢使得硅价格大幅回落。

随着硅价格的下跌，以往一直处于可随意涉足的太阳电池用多晶硅生产的无序状态，也逐步有了限制。在硅价格趋于平稳的同时，中国国内的硅产量还只能满足中国市场需求的一半左右。因此，着眼于长期增长的目标，政府正在研究企业准入多晶硅生产的基准，预定近期公布。

在生产方面，多家设备厂商在相关展会上发布了可增大多结晶硅铸锭炉容量的技术。发布的装置可将原为５００ｋｇ的容量提高到８００ｋｇ。

在生产上的努力，

评论

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再加上政府对产业有序增长的支持，结晶硅的产量今后还有望继续扩大。

韩国的ＬＧ电子近日宣布大力拓展太阳能业务的计划，公司将在未来五年向其太阳电池制造厂投资１万亿韩元。太阳能业务是ＬＧ电子下一代关键发展战略中的一部分，此次投资将使公司在２０１５年的太阳能产能超过１０亿瓦特，销售额达到３万亿韩元。２００９年底，ＬＧ电子将一个等离子显示器模组生产线转为生产太阳电池板，从而建成了公司第一个拥有１２０ＭＷ生产能力的太阳能生产线。该工厂位于首尔东南部２８０公里的龟尾市，并已于今年全面开工，大规模生产晶体硅太阳电池和组件，这也意味着ＬＧ电子的太阳能业务已正式开始。ＬＧ计划今年再建一条１２０兆瓦的太阳电池生产线，届时该工厂的产能将进一步扩展，总产能将达到２４０兆瓦。在２０１０年６月初于德国举行的世界最大的太阳能产品交易会Ｉｎｔｅｒｓｏｌａｒ上，ＬＧ宣布其２０１０年所产的１２０兆瓦的太阳

能产品已经全部成交，２０１１年的产品也极受客户的青睐。

另据报道，国家高新区佛山三水园广东爱康太阳电池生产基地计划年内实现销售额５亿元。

同时，代表广东爱康战略部署的高效电池“天王星”计划也顺势启动。爱康引进前沿技术和科研力量，立足于专业化、规模化、国际化的快速发展道路，采用先进环保的太阳电池生产技术和目前国际顶尖的生产设备，制造具有国际竞争力的晶体硅太阳电池产品。广东爱康太阳能科技有限公司是广东首家规模化的晶体硅太阳电池生产企业，专注于光伏产业链中科技和技术含量集中的晶体硅太阳电池的研究、生产、销售和服务环节。“我们的目标是本年度销售额５亿元，纳税额３０００万元；２０１１年电池产品销售额达１５亿元，纳税额超亿元”，爱康董事长陈刚介绍。目前，世界多晶硅电池实验室的最高转化效率为２０．５％左右，国内量产多晶硅电池转化率普遍为１６．５％以下。而爱康的

高效电池“天王星计划”的宗旨是，在不大量增加制造成本的基础上，使Ｐ型衬底太阳电池量产转换率大于１８％。“预计在２０１０年底，公司生产的多晶硅太阳电池的效率到达１７．５％左右，２０１１年底以前到达１８％的高转换效率。”该公司相关技术专家表示。

中国尚德公司对电池表面进行特殊处理并使用更薄的电触头，其新型Ｐｌｕｔｏ多晶硅电池效率由１５．２％提高到了１７．５％，单晶硅电池效率由１７．２％提高到了１９％。美国Ｓｕｎｐｏｗｅｒ公司的背接触式太阳电池效率已超过２０％，模块效率达到１９．６％。

科学家们认为，即使在未来，也绝不能忽视传统的晶硅太阳电池技术。有研究报告指出，薄膜技术有潜力实现与晶硅电池相似的高效率，但目前仍落后较多；在成本上，到目前为止仅有ＣｄＴｅ模块的优势较为明显。表１给出了各类型光伏模块的转换效率和成本潜力。

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薄膜太阳电池

作为太阳电池的重要分支，２００９年薄膜电池占全球光伏电池市场份额的１５％，其他都为晶硅电池。与硅太阳电池相比，薄膜太阳电池可以使用玻璃、

塑料、陶瓷、石墨和金属片等不同材料当基板来制造，不依赖硅原料，造价低廉，污染小，而且其除了平面应用之外，还可制作成非平面构造，与建筑物完美结合或是变成建筑体的一部分，应用非常广泛，因而被广大投资者及厂商所看好。

根据市场调查公司ＤｉｓｐｌａｙＳｅａｒｃｈ发布的太阳电池产能趋势报告，２００９年薄膜太阳电池产能约为３５８万千瓦。由于硅材料是目前太阳电池的主导材料，

在太阳电池成本构成中，硅材料成本约占４０％，而薄膜电池用硅量极少，制造成本大幅降低，特别是其易于实现大面积和大批量连续生产，具有较好的市场前景。薄膜太阳电池在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。

总体来看，整个业界的态度是“对薄膜型太阳电池积极发起挑战，力争突破技术障碍”。有些企业已经利用自主技术开始生产低价位的薄膜Ｓｉ型太阳电池。可以说，对于拥有自主技术的企业来说，该领域存在着巨大的商机。

德国太阳能与氢能研究中心在预工业生产线上制造的铜铟硒电池达到了１９．６％的光电转换效率，这一成绩仅次于美国能源部国家可再生能源实验室在相同条件下创造的１９．９％的记录，但实用化的ＣＩＳ技术仍远远没有发挥出自身潜力。这种类型的工业生产模块最高光电转换效率只有１２％，而多晶硅模块为１８．５％，单晶硅模块可高达２０％。到目前为止，ＣＩＳ电池还无法利用更低的制造成本来弥补效率上的不足，其成本超过了２欧元／瓦，与硅模块近似。行业专家指出，只有当薄膜硅模块达到了１５％以上的效率、低于０．３欧元／瓦的制造成本，才能成为光伏行业中的主导技术。

欧盟光伏产业协会预计，到２０１０

年薄膜技术的产能将超过４ＧＷ，市场份额将占到约２０％。同时，新的制造技术和自动化工艺的进展也将使得生产更为高效。大规模生产和技术进步能够降低成本，增加市场机遇。

美国ＣｄＴｅ太阳电池制造商ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ的电池制造成本仅为０．９３美元／瓦。但其制造的ＣｄＴｅ太阳电池不足之处在于最高效率仅为１１．１％。

相比于市面上的硅电池，ＣｄＴｅ电池要产生同样的电力就需要更大的表面积，由此产生的更高的安装费用会部分抵消掉低廉的制造成本所带来的优势。但ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ的成功仍被认为是使得太阳能发电更具竞争力的里程碑。德国消费者中心的能源专家Ｈｏｌ－ｇｅｒＫｒａｗｉｎｋｅｌ预计，最早到２０１５年，在德国太阳能光伏发电将会达到电网平价。ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ的ＣｄＴｅ模块已能够达到０．２￣０．２５欧元／ｋＷｈ的发电成本，而德国目前的电价约为０．２欧元／ｋＷｈ。

其他的薄膜太阳电池制造商也在致力于降低生产成本。

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