太阳电池前景.doc

太阳电池产业与市场前景未来的新能源：太阳能的利用技术课程论文学院：管理学院班级：工商104班姓名：张杰清学号：091038742012年5月人类面临着有限常规能源和环境破坏严重的双重压力，己经成为越来越值得关注的社会与环境问题。太阳在40min 内照射到地球表面的能量可供全球目前能源消费的速度使用1 年, 合理的利用好太阳能将是人类解决能源问题的长期发展战略,太阳电池是其中最受瞩目的研究热点之一。近几年，全球对可再生、清洁和安全能源的需求，成为推动太阳能电池产业最根本的发展动力。摘要：本文先对太阳电池做一个简述，然后再从市场前景、产业发展以及面临的问题和挑战等方面对太阳电池产业进行一个简要产业解析和市场分析，并列举一些促进太阳电池产业发展的策略。关键词： 太阳电池产业 市场 发展一、 太阳电池概况1、太阳电池的发展历史1883年，第一个硒制太阳电池才由美国科学家Charles Fritts所制造出来。在1930年代，硒制电池及氧化铜电池已经被应用在一些对光线敏感的仪器上，例如光度计及照相机的曝光针上。中国第一个太阳电池而现代化的硅制太阳电池则直到1946年由一个半导体研究学者Russell Ohl开发出来。接着在1954年，科学家将硅制太阳电池的转化效率提高到6%左右。随后，太阳电池应用于人造卫星。1973年能源危机之后，人类开始将太阳电池转向民用。最早应用于计算器和手表等。1974年，Haynos等人，利用硅的非等方性（anisotropic）的蚀刻（etching）特性，慢慢的将太阳电池表面的硅结晶面，蚀刻出许多类似金字塔的特殊几何形状。有效降低太阳光从电池表面反射损失，这使得当时的太阳电池能源转换效率达到17%。1976年以后，如何降低太阳电池成本成为业内关心的重点。1990年以后，电池成本降低使得太阳电池进入民间发电领域，太阳电池开始应用于并网发电。2、太阳电池的分类（1）从产生技术的成熟度来区分，太阳电池可分为以下几个阶段：第一代太阳电池：晶体硅电池。第二代太阳电池：各种薄膜电池。包括非晶硅薄膜电池（a-Si）、碲化镉太阳电池（CdTe）、铜铟镓硒太阳电池（CIGS）、砷化镓太阳电池、纳米二氧化钛染料敏化太阳电池等。第三代太阳电池：各种超叠层太阳电池、热光伏电池（TPV）、量子阱及量子点超晶格太阳电池、中间带太阳电池、上转换太阳电池、下转换太阳电池、热载流子太阳电池、碰撞离化太阳电池等新概念太阳电池。（2）按电池结构划分，太阳电池可分为晶体硅太阳电池和薄膜太阳电池。（3） 按照使用的基本材料不同，太阳电池可分为硅太阳电池、化合物太阳电池、染料敏化电池和有机薄膜电池几种。二、 太阳电池产业发展我国对太阳能电池的研究起步于1958年，上世纪80年代末期，国内先后引进了多条太阳能电池生产线，使我国太阳能电池生产能力由原来的3个小厂的几百kW一下子提升到4个厂的4.5MW，这种产能一直持续到2002年，产量则只有2MW左右。2002年后，欧洲市场特别是德国市场的急剧放大和无锡尚德太阳能电力有限公司的横空出世及超常规发展给我国光伏产业带来了前所未有的发展机遇和示范效应。2005年中国太阳能电池生产总量达到139MW，较2004年猛增了179%。 除了以德国为首的欧洲市场的强力拉动之外，国内太阳能电池产业的高速发展得益于以下几个方面：一是无锡尚德等领军企业巨大成功的示范效应；二是以施正荣为首的一批海归科学家带来了国际一流的太阳能电池生产工艺技术；三是行业相对较高的投资回报率和较短的投资回收期对投资资本的吸引；四是国家政策的引导、支持及国产装备迅速跟进的支撑促使投资成本的大幅下降，使国内企业具备了先天的成本竞争优势。在2002年以前，我国的光伏产业在世界上还处于不起眼的位置，才只有世界的1%-2%。随着以无锡尚德为代表的具有世界级先进水平光伏企业的崛起，我国的光伏制造能力迅速提升。无论是电池还是组件制造年均增长率都超过100%，在世界光伏制造的排名也是逐年上升，从2002年中国内地光伏生产规模首次跻身世界10强之列，到2005年全面跻身四强(电池产量排名第4，组件产量排名第3)，使得我国无论是组件还是电池生产都迅速向世界光伏制造大国迈进。中国的光伏投资迅速升温，一大批具有国际主流生产规模的企业和生产线相继建成或者正在建设，典型的包括天威英利、中电光伏、上海太阳能、林洋新能源、江阴浚鑫、晶澳太阳能、尚品太阳能、天合光能等。粗略估算，国内2004年-2005年整个光伏产业的投资规模超过100亿元。截至2005年底中国光伏电池总产能达到420MW，组件总产能超过450MW。在产能规模上中国目前已经成为仅次于日德的世界第三大光伏制造三、 太阳电池产业市场前景随着科学的进步，太阳能电池技术水平明显提高，光电转换效率有较明显提升，多晶硅原料消耗降低；规模化、成套化建设模式基本定型；建设周期短，产能增加迅速，发展快；多晶硅太阳能电池性能优异，随着多晶硅原料建设加快，原料供应有保障，加上太阳能电池制造技术提高，为太阳能电池价格降低创造了良好条件，价格降低后，应用会更普及，因此太阳电池产业的市场前景被看好。2015年亚太地区的太阳能电池导入量将增至全球的26。在亚太地区的五大市场中国、日本、印度、澳大利亚以及韩国中，中国和日本将引领市场。另外，2010年亚太地区的比例为11。目前中国待设置的项目为10GW左右，预计2015年之前需求会稳步增长。我国可再生能源发展“十二五”规划提出，未来5年内屋顶太阳能装机规模目标为300万千瓦，到2020年规模可达2500万千瓦，在目前30万千瓦基础上增长80多倍，占太阳能发电中长期目标的半壁江山。随着未来屋顶光伏电站的大规模开建，相对更适用于屋顶电站的薄膜太阳能组件市场有望迎来发展良机，而这一市场未来10年的规模或可达1000亿元以上。此前普遍不被看好的薄膜太阳能电池组件商有望进入业绩大幅增长通道。 2011年9月我国“十二五”新材料规划于正式公布，其中六大产业包括新能源电池、碳纤复合材料、高强轻型合金材料、高性能钢铁材料、功能膜材料、稀土功能材料。这六大产业将会在“十二五”期间得到国家政策的大力扶持，并且也是国家新开发产业项目的首选，意味着无论是资金吸引力还是政策环境，这些产业都会有无可比拟的市场优势，有望成为国内新一批的万亿产业。太阳能电池作为一种新型能源媒介，在“十二五”新材料规划中占有重要地位。太阳能是地球上所有新能源中储量最大，使用范围最广泛的新型能源，虽然我国目前太阳能电池尚存在技术上的不足，主要是能源转换率低，储存量不足等问题。但在国家“十二五”的政策指引下，随着太阳能应用技术的不断突破，在未来的五年之内，太阳能电池会在很多领域取代那些高能耗低效率的传统电池产业，成为新一批的亿万产业绝不是空谈。 四、 主要面临的问题和挑战（1） 高纯度多晶硅原料的短缺和太阳能电池产能的快速扩大世界上太阳能电池产量呈较快上升趋势，因此对生产太阳能电池的硅材料需求量也不断增长，尤其是多晶硅太阳能电池生产迅速增长，对多晶硅的需求增加就更大，据下游企业估算，硅片占太阳能电池企业生产成本约在70%。我国太阳能电池产业发展中面临的主要问题是高纯度多晶硅原料的短缺和太阳能电池产能的快速扩大。而我国千吨级多晶硅的成套生产技术还未自如地掌握，无论是产业规模和产品质量都与用户的需求存在较大的差距。在太阳能电池行业，2005年中国内地太阳能电池产量约150MW，占世界总产量的8.3%，如果国家有关发展太阳能光伏产业的政策不出台，太阳能光伏产业市场发生波动，将会给多晶硅材料和太阳能电池企业的发展造成尴尬的局面，这种挑战也是不可避免的。（2）原材料供应严重供不应求；原材料供应严重供不应求，个别厂家可能会因原料供应不上而停产或减产；采用低档次原料4N-6N掺杂部分西门子工艺生产的产品使用，牺牲部分转化效率，影响中国太阳能电池在国际中市场中的形象；不能保证长期稳定的质量。以上环节影响了我国太阳能电池产业的发展。（3）中游的太阳能电池制造和最上游的高纯多晶硅生产是产业核心也是技术壁垒。在产业制造环节，中游的太阳能电池制造和最上游的高纯多晶硅生产是产业核心也是技术壁垒的关键所在。目前我国在高纯多晶硅生产方面仍然没有掌握成熟的技术，高纯多晶硅仍然依赖进口，受制于人。在太阳能电池片的制造方面，虽然世界范围内并没有核心的专利壁垒，以尚德为代表的不少光伏制造商也掌握了关键的生产技术，但是在代表未来太阳能电池发展的薄膜、高效低成本电池的开发制造方面，我们目前并没有自主技术的规模生产能力。在应用方面，我们仍然主要集中在边远和无电地区的应用，导致产品主要依靠出口欧美等市场，缺乏统一、具体和强有力的经济和法律方面的政策支持是导致世界光伏产业的主要增长市场-光伏并网市场在我国仍然处于很小份额的原因。五、 产业发展策略（1）加速新技术开发，降低原材料消耗，降低成本。应支持具备产业化基础的具备中国特点的三氯氢硅氢还原工艺；实施新技术开发和创新集成战略，迅速形成产业化规模，在2年-3年的时间内，在我国建成总能力达10000吨多晶硅生产能力；参照国际发达国家支持太阳能产业发展的政策，鼓励国内使用太阳能电池，形成中国市场；加速新技术开发，以提高转化效率，降低原材料消耗，降低成本。（2）加速推动国家光伏发展战略和具体扶持细则措施的出台。两点建议：第一，加速推动具体、细化和分阶段的国家光伏发展战略和具体扶持细则措施的出台。第二，瞄准太阳能电池的技术发展趋势，加快我国在光伏核心环节的技术研发和创新能力，确保产品的不断更新换代，即成本不断下降、效率不断提升。（3）国家相关部门应从战略高度来认真研究我国可再生能源的发展战略。为了鼓励和支持我国太阳能发电产业的发展，建议在我国已颁布实施可再生能源法的基础上，尽快出台鼓励和支持包括太阳能发电产业在内的可再生能源的实施细则，鼓励和支持其所发电力的上网，参照国际上成功支持无污染绿色能源的办法给予一定的补偿，以使公众愿意安装和使用太阳能发电产品。政策的落实，既能促进市场需求的增长，又是实现我国光伏发电产业发展的必要条件和保证。参考文献：1 成志秀, 王晓丽. 太阳能光伏电池综述 J .信息记录材料2007