XXXX年中国及海外太阳能光伏产业发展报告19101.docx
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1、 20111年中国及海海外太阳能能光伏产业发展报告目 录录第一章太太阳能光伏伏简介- 4 -第一节 太太阳能简介介- 4 -一、什么是是太阳能- 4 -二、太阳能能光热转换换- 4 -三、太阳能能光电转换换- 5 -第二节 太太阳能光伏伏简介- 5 -一、太阳能能光伏概况况- 5 -二、太阳能能电池的原原理- 6 -三、太阳能能电池的分分类- 7 -四、太阳能能光伏系统统分类- 9 -五、太阳能能光伏系统统设备- 100 -第三节 太太阳能的利利弊分析- 111 -第二章 世世界光伏市市场概况- 122 -第一节 光光伏产业背背景- 122 -第二节 世世界光伏市市场- 122 -一、历史概概
2、况- 122 -二、世界各各国中长期期规划- 133 -三、世界各各国光伏发发展政策- 144 -第三节 世世界各国光光伏市场分分析- 155 -一、德国光光伏市场回回顾与展望望- 155 -二、美国光光伏市场回回顾与展望望- 166 -三、意大利利光伏市场场回顾与展展望- 177 -四、日本光光伏市场回回顾与展望望- 177 -五、西班牙牙市场回顾顾与展望- 188 -六、法国光光伏市场回回顾与展望望- 199 -七、韩国光光伏市场回回顾与展望望- 200 -八、希腊光光伏市场回回顾与展望望- 200 -九、葡萄牙牙光伏市场场回顾与展展望- 211 -第三章 光光伏产业链链- 222 -第一
3、节晶晶硅太阳能能电池产业业链- 22 -一、产业链链构成- 222 -二、 光伏伏产业价值值链分析- 222 -三、 全球球厂商总体体分析- 233 -四、 光伏伏产业链各各环节目前前技术现状状- 244 -第二节 晶晶体硅原料料- 244 -一、多晶硅硅产能扩张张后等待需需求复苏- 244 -二、多晶硅硅生产工艺艺- 255 -三、硅片- 266 -第三节 电电池、组件件生产- 277 -一、电池分分类- 277 -二、非晶硅硅薄膜太阳阳能电池- 288 -三、晶硅电电池与薄膜膜电池优缺缺点比较- 288 -第四章 中中国光伏市市场概况- 299 -第一节 中中国太阳能能资源- 299 -第
4、二节 中中国光伏市市场回顾- 300 -第三节 中中国光伏市市场特点- 311 -一、生产大大国 消费费小国- 311 -二、两头在在外的市场场格局- 322 -三、研发和和创新能力力薄弱- 333 -四、光伏发发电成本尚尚待降低- 333 -五、政府政政策支持- 333 -六、未来市市场发展空空间巨大- 344 -第三节 中中国光伏产产业现状分分析- 355 -一、产业链链各环节产产值分布- 355 -二、多晶硅硅产能快速速扩张- 355 -三、电池片片产量占据据全球四成成- 366 -四、薄膜电电池发展相相对缓慢- 377 -五、产业链链下游优势势明显强于于上游- 388 -六、光伏设设备
5、行业刚刚刚起步- 399 -七、中国光光伏产业集集聚区分析析- 411 -第五章 价价值链与投投资机会分分析- 422 -第一节 光光伏行业展展望与预测测- 422 -一、政策是是决定光伏伏装机的关关键因素- 422 -二、中国将将成为世界界太阳能重重要的发动动机- 422 -三、20111年光伏伏市场:恢恢复数量性性增长- 422 -四、技术进进步替代产产能扩张成成为关键所所在- 433 -五、组件厂厂商竞争加加剧,产能能略有过剩剩- 444 -第二节 价价值链分析析- 444 -一、利润从从产业链的的上游往下下游转移- 444 -二、硅料成成本大幅下下降,促使使太阳电池池成本下行行- 45
6、5 -三、光伏并并网发电投投资与运营营成本- 466 -第三节 未未来投资热热点- 477 -一、BIPPV光伏新兴兴市场- 477 -二、聚光太太阳能(CCPV)将将成为未来来之星- 477 -第一章 太阳能光伏伏简介第一节 太太阳能简介介一、什么是是太阳能太阳能(SSolarr)是太阳阳内部连续续不断的核核聚变反应应过程产生生的能量,是各种可可再生能源源中最重要要的基本能能源,也是是人类可利利用的最丰丰富的能源源。太阳每每年投射到到地面上的的辐射能高高达1.00510018 千瓦瓦时,相当当于1.331066 亿吨标标准煤,大大约为全世世界目前一一年耗能的的一万多倍倍。按目前前太阳的质质量
7、消耗速速率计,可可维持610100 年,可可以说它是是“取之不不尽,用之之不竭”的的能源。地球上的风风能、水能、海洋温差差能、波浪能和生生物质能以以及部分潮潮汐能都是是来源于太太阳;即使使是地球上上的化石燃燃料(如煤煤、石油、天然气等)从从根本上说说也是远古古以来贮存存下来的太太阳能,所所以广义的的太阳能所所包括的范范围非常大大,狭义的的太阳能则则限于太阳阳辐射能的的光热、光光电和光化化学的直接接转换。太太阳能既是是一次能源源,又是可再再生能源。它它资源丰富富,既可免免费使用,又又无需运输输,对环境境无任何污污染。太阳能的利利用主要通通过光热热、光电电、光化化学、光生物质等等几种转换换方式实现
8、现。二、太阳能能光热转换换 现代的太阳阳能科技可可以将阳光光聚合,并并运用其能能量产生热热水、蒸汽汽和电力。集集热式太阳阳能(Soolar Therrmal)。原理是是将镜子反反射的太阳阳光,聚焦焦在一条叫叫接收器的的玻璃管上上,而该中中空的玻璃璃管可以让让油流过。从从镜子反映映的太阳光光会令管子子内的油升升温,产生生蒸气,再再由蒸气推推动轮机发电电。除了运用适适当的科技技来收集太太阳能外,建建筑物亦可可利用太阳阳的光和热热能,方法法是在设计计时加入合合适的装备备,例如巨巨型的向南南窗户或使使用能吸收收及慢慢释释放太阳热热力的建筑筑材料。在在适当地点点,太阳能能的长期使使用成本已已经接近甚甚至
9、低于传传统的化石石燃料。 三、太阳能能光电转换换光电转换又又称太阳能能光伏。就就是利用太太阳电池直直接将太阳阳光能转化化为电能,而而太阳能电电池通常是是利用半导导体器件的的光伏效应应原理进行行光电转换换,因此太太阳能发电电又称为光光伏发电。太阳能板是是一种暴露露在阳光下下便会产生生直流电的的发电装置置,由几乎乎全部以半半导体物料料(例如硅硅)制成的的薄身固体体太阳能电电池组成。由由于没有活活动的部分分,故可以以长时间操操作而不会会导致任何何损耗。简简单的光伏伏电池可为为手表及计计算机提供供能源,较较大的光伏伏系统可为为房屋照明明,并为电电网供电。 太阳能板可可以制成不不同形状,而而又可连接接,
10、以产生生更多电力力。近年,天天台及建筑筑物表面开开始使用光光伏板组件件,被用作作窗户、天天窗或遮蔽蔽装置的一一部分,这这些光伏设设施通常被被称为附设设于建筑物物的光伏系系统。 第二节 太太阳能光伏伏简介一、太阳能能光伏概况况太阳能光伏伏技术(PPhotoovolttaic)是是将太阳能能转化为电电力的技术术,其核心心是可释放放电子的半半导体物质质。最常用用的半导体体材料是硅硅。地壳硅硅储量丰富富,可以说说是取之不不尽、用之之不竭。太太阳能光伏伏电池有两两层半导体体,一层为为正极,一一层为负极极。阳光照照射在半导导体上时,两两极交界处处产生电流流。阳光强强度越大,电电流就越强强。太阳能能光伏系统
11、统不仅只在在强烈阳光光下运作,在在阴天也能能发电。其其优点有:燃料免费费、没有会会磨损、毁毁坏或需替替换的活动动部件、保保持系统运运转仅需很很少的维护护、系统为为组件,可可在任何地地方快速安安装、无噪噪声、无有有害排放和和污染气体体等。早在18339年,法法国科学家家贝克雷尔尔(Beccqureel)就发发现,光照照能使半导导体材料的的不同部位位之间产生生电位差。这这种现象后后来被称为为“光生伏伏打效应”,简简称“光伏伏效应”。11954年年,美国科科学家恰宾宾和皮尔松松在美国贝贝尔实验室室首次制成成了光电转转换效率为为4.5%的单晶硅硅太阳电池池,诞生了了将太阳光光能转换为为电能的实实用光伏
12、发发电技术。 此后太阳能能光伏产业业技术水平平不断提高高,生产规规模持续扩扩大。在11990-20066 年这十十几年里,全全球太阳能能电池产量量增长了550 多倍倍。随着全全球能源形形势趋紧,太太阳能光伏伏发电作为为一种可持持续的能源源替代方式式,于近年年得到迅速速发展,并并首先在太太阳能资源源丰富的国国家,如德德国和日本本,得到了了大面积的的推广和应应用。在国国际市场和和国内政策策的拉动下下,中国的的光伏产业业逐渐兴起起,并迅速速成为后起起之秀,涌涌现了无锡锡尚德、常常州天合和和天威英利利等一大批批优秀的光光伏企业,带带动了上下下游企业的的发展,中中国光伏发发电产业链链正在形成成。据欧洲光
13、伏伏工业协会会EPIAA 预测,太太阳能光伏伏发电在221世纪会会占据世界界能源消费费的重要席席位,不但但要替代部部分常规能能源,而且且将成为世世界能源供供应的主体体。预计到到20300年,可再再生能源在在总能源结结构中将占占到30以上,而而太阳能光光伏发电在在世界总电电力供应中中的占比也也将达到110以上上;到20040年,可可再生能源源将占总能能耗的500以上,太太阳能光伏伏发电将占占总电力的的20以以上;到221世纪末末,可再生生能源在能能源结构中中将占到880以上上,太阳能能发电将占占到60以上。这这些数字足足以显示出出太阳能光光伏产业的的发展前景景及其在能能源领域重重要的战略略地位。
14、世界能源结结构预测(资资料来源:欧盟联合合研究中心心,20004年)二、太阳能能电池的原原理太阳能光伏伏电池是一一种由于光生伏特特效应而将将太阳光能能直接转化化为电能的的器件,是是一个半导导体光电二二极管。太太阳光照在在半导体pp-n结上上,形成新新的空穴-电子对,在在p-n结结电场的作作用下,空空穴由n区区流向p区区,电子由由p区流向向n区,接接通电路后后就形成电电流。这就就是光生伏伏特效应太太阳能电池池的工作原原理。由于半导体体不是电的的良导体,电电子在通过过p-n结后如如果在半导导体中流动动,电阻非非常大,损损耗也就非非常大。但但如果在上上层全部涂涂上金属,阳阳光就不能能通过,电电流就不
15、能能产生,因因此一般用用金属网格格覆盖p-n结,以以增加入射射光的面积积。另外硅表面面非常光亮亮,会反射射掉大量的的太阳光,不不能被电池池利用。为为此,科学学家们给它它涂上了一一层反射系系数非常小小的保护膜膜,将反射射损失减小小到5甚甚至更小。一一个电池所所能提供的的电流和电电压毕竟有有限,于是是人们又将将很多电池池(通常是是36个)并并联或串联联起来使用用,形成有有比较大输输出功率的的太阳能光光电板。三、太阳能能电池的分分类太阳能电池池根据所用用材料的不不同,太阳阳能电池还还可分为:晶硅太阳能能电池、多多元化合物物薄膜太阳阳能电池、聚聚合物多层层修饰电极极型太阳能能电池等。1.晶硅硅太阳能电
16、电池晶硅太阳能能电池分为为单晶硅太太阳能电池池、多晶硅硅太阳能电电池和非晶晶硅薄膜太太阳能电池池三种。(1)单单晶硅太阳阳能电池目前单晶硅硅太阳能电电池的光电电转换效率率为19%左右,最最高的达到到24,这这是目前所所有种类的的太阳能电电池中光电电转换效率率最高的技技术也最为为成熟但制制作成本很很大,以致致于它还不不能被大量量广泛和普普遍地使用用。由于单单晶硅一般般采用钢化化玻璃以及及防水树脂脂进行封装装,因此其其坚固耐用用,使用寿寿命一般可可达15年年,最高可可达25年年。单晶硅硅太阳能电电池的构造造和生产工工艺已定型型,产品已已广泛用于于空间和地地面。这种种太阳能电电池以高纯纯的单晶硅硅棒
17、为原料料。(2)多多晶硅太阳阳能电池板板 多晶硅太太阳电池的的制作工艺艺与单晶硅硅太阳电池池差不多,但但是多晶硅硅太阳能电电池的光电电转换效率率则要降低低不少,其其光电转换换效率约117左右。从从制作成本本上来讲,比比单晶硅太太阳能电池池要便宜一一些,材料料制造简便便,节约电电耗,总的的生产成本本较低,因因此得到大大量发展。此此外,多晶晶硅太阳能能电池的使使用寿命也也要比单晶晶硅太阳能能电池短。多晶硅太太阳能电池池的生产需需要消耗大大量的高纯纯硅材料,而而制造这些些材料工艺艺复杂,电电耗很大,在在太阳能电电池生产总总成本中己己超二分之之一。(3)非非晶体薄膜膜太阳能电电池非晶硅薄薄膜太阳能能电
18、池与单单晶硅和多多晶硅太阳阳电池的制制作方法完完全不同,工工艺过程大大大简化,硅硅材料消耗耗很少,电电耗更低,成成本低重量量轻,转换换效率较高高,便于大大规模生产产,它的主主要优点是是在弱光条条件也能发发电,有极极大的潜力力。但非晶晶硅太阳电电池存在的的主要问题题是光电转转换效率偏偏低,目前前国际先进进水平为110左右右,且不够够稳定,随随着时间的的延长,其其转换效率率衰减,直直接影响了了它的实际际应用。如如果能进一一步解决稳稳定性问题题及提高转转换率问题题,那么,非非晶硅大阳阳能电池无无疑是太阳阳能电池的的主要发展展产品之一一。 2多元元化合物薄薄膜太阳能能电池 多元化合合物薄膜太太阳能电池
19、池材料为无无机盐,其其主要包括括砷化镓IIII-VV族化合物物、硫化镉镉、硫化镉镉及铜锢硒硒薄膜电池池等。硫化镉、碲碲化镉多晶晶薄膜电池池的效率较较非晶硅薄薄膜太阳能能电池效率率高,成本本较单晶硅硅电池低,并并且也易于于大规模生生产,但由由于镉有剧剧毒,会对对环境造成成严重的污污染,因此此,并不是是晶体硅太太阳能电池池最理想的的替代产品品。 砷化镓(GGaAs)IIII-VV化合物电电池的转换换效率可达达28%,GGaAs化化合物材料料具有十分分理想的光光学带隙以以及较高的的吸收效率率,抗辐照照能力强,对热不敏敏感,适合合于制造高高效单结电电池。但是是GaAss材料的价价格不菲,因而在很很大程
20、度上上限制了用用GaAss电池的普普及。CIS铜铜铟硒薄膜膜电池(简简称CISS)适合光光电转换,不不存在光致致衰退问题题,转换效效率和多晶晶硅一样。具具有价格低低廉、性能能良好和工工艺简单等等优点,将将成为今后后发展太阳阳能电池的的一个重要要方向。唯唯一的问题题是材料的的来源,由由于铟和硒硒都是比较较稀有的元元素,因此此,这类电电池的发展展又必然受受到限制。 3聚合合物多层修修饰电极型型太阳能电电池 在太阳能能电池中以以聚合物代代替无机材材料是刚刚刚开始的一一个太阳能能电池制爸爸的研究方方向。其原原理是利用用不同氧化化还原型聚聚合物的不不同氧化还还原电势,在在导电材料料(电极)表表面进行多多
21、层复合,制制成类似无无机PNN结的单向向导电装置置。其中一一个电极的的内层由还还原电位较较低的聚合合物修饰,外外层聚合物物的还原电电位较高,电电子转移方方向只能由由内层向外外层转移;另一个电电极的修饰饰正好相反反,并且第第一个电极极上两种聚聚合物的还还原电位均均高于后者者的两种聚聚合物的还还原电位。当当两个修饰饰电极放入入含有光敏敏化剂的电电解波中时时光敏化化剂吸光后后产生的电电子转移到到还原电位位较低的电电极上,还还原电位较较低电极上上积累的电电子不能向向外层聚合合物转移,只只能通过外外电路通过过还原电位位较高的电电极回到电电解液,因因此外电路路中有光电电流产生。由于有机材材料柔性好好,制作
22、容容易,材料料来源广泛泛,成本底底等优势,从从而对大规规模利用太太阳能,提提供廉价电电能具有重重要意义。但但以有机材材料制备太太阳能电池池的研究仅仅仅刚开始始,不论是是使用寿命命,还是电电池效率都都不能和无无机材料特特别是硅电电池相比。能能否发展成成为具有实实用意义的的产品,还还有待于进进一步研究究探索。四、太阳能能光伏系统统分类光伏发电系系统分为独独立光伏系系统和并网网光伏系统统。独立光光伏电站包包括边远地地区的村庄庄供电系统统,太阳能能户用电源源系统,通通信信号电电源、阴极极保护、太太阳能路灯灯等各种带带有蓄电池池的可以独独立运行的的光伏发电电系统。 并网光伏发发电系统是是与电网相相连并向
23、电电网输送电电力的光伏伏发电系统统。可以分分为带蓄电电池的和不不带蓄电池池的并网发发电系统。带带有蓄电池池的并网发发电系统具具有可调度度性,可以以根据需要要并入或退退出电网,还还具有备用用电源的功功能,当电电网因故停停电时可紧紧急供电。带带有蓄电池池的光伏并并网发电系系统常常安安装在居民民建筑;不不带蓄电池池的并网发发电系统不不具备可调调度性和备备用电源的的功能,一一般安装在在较大型的的系统上。五、太阳能能光伏系统统设备太阳能光伏伏发电系统统是由太阳阳能电池方方阵,蓄电电池组,充充放电控制制器,逆变变器,交流流配电柜,太太阳跟踪控控制系统等等设备组成成。 1.太阳阳能电池方方阵 在有有光照(无
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