光伏产业认识实习报告研究报告新能源研究报告新能源.pdf

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1、光伏产业认识实习报告 太阳是能量的天然。地球上每一个活着的生物之所以具 有发挥作用的能力，甚至于是它的生存，都是由于直接或间 接来自于太阳的能量。我们的地球处在离太阳差不多有一亿 英里的地方。它所截取的辐射能少到难以置信，这么小的 一点能量，实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十 万倍。目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能量短缺，因此，人们开始求助于太阳能，以解决能源危机。光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应 用系统 5 个环节。上游为硅料、硅片环节；中游为电池片、电池组件环节；下游为应用系统环节。从全球范围来看，产 业链 5个环节所涉及企业数量依次大幅增加，光伏市场产业 链呈金

2、字塔形结构。在整个产业链中，硅料尤其是高纯度的硅料毛利率。由于近年来光伏产业的快速发展，硅料出现供不应求的状 况，硅料的价格更是节节攀升。XX年初从以工业硅为原料提 纯后所得的多晶硅价格已经上涨至约 300美元/公斤，部分 高纯度多晶硅甚至达到 500美元/公斤。其次是硅片生产的 利润率较高，而组件生产和工程安装利润率最低，约为 10%左右。目前，大部分光伏企业的产品集中在硅片、电池片和 电池组件，以及应用系统方面。硅料的利润增长点主要是来 自高纯度的多晶硅，而纯度较低的工业硅则价格极为低廉。工业硅料的生产主要在发展中国家进行，是产业链中高能 耗、高污染的一环。工业硅料经提纯后得到高纯度的硅料

3、则 价格高昂。高纯度硅料的供应商主要来自美国、德国和日本 的公司。随着光伏产业的发展，这些公司有扩大高纯度硅料 产能的趋势，如美 国 HSC 公司的多晶硅产能将从目前的 1 万吨增加到 XX 年的万吨，预计 XX年扩产至万吨；另一家公司 MEM（公司的 产能也将由 4900吨提高至 XX年的 8000吨。工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直 拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割 成方形硅片，硅片的边长一般为 1015cm,厚度约 200350um,电阻率约 1 Q.cm的 p型。硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生 两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面

4、缺陷会在电 池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除，一 般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度约 10um 制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或 碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射 到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用 NaOH 加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成 无数的金字塔结构，碱液的温度约 80度，浓度约 12%腐 蚀时间约 15分钟。对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。扩散的目的在于形成 PN结。普遍采用磷做 n 温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求 硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留 和金属杂质。都是由

5、于直接或间接来自于太阳的能量我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方它所截取的辐射能少到难以置信这么小的一点能量实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能硅料硅片节中游为电池片电池组件节下游为应用系统节从全球范围来看产业链个节所涉及企业数量依次大幅增加光伏市场产业链呈金字塔形结构在整个产业链中硅料尤其是高纯度的硅料毛利率由于近年来光伏产业的快速发展硅料出斤部分高纯度多晶硅甚至达到美元公斤其次是硅片生产的利润率较高而组件生产和工程安装利润率最低约为左右目前大部分光伏企业的产品集中在硅片电池片和电池组件以及应用系统方面硅料的利润增长点主要是来自高纯度的多晶

6、扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。周 边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。周 边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以 至成为废品。目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光 放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周 边。扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻 璃。沉积减反射层的目的在于减少表面反射，增加折射率。广泛使用 PECVDg 积 SiN,由于 PECV 淀积 SiN时，不光是生 长 SiN作为减反射膜，同时生成了大量的原子氢，这些氢原子 能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用，可用于大 批量生产。电极的制备是太阳电池制备过程中一

7、个至关重要的步 骤，它不仅决定了发射区的结构，而且也决定了电池的串联 电阻和电池表面被金属覆盖的面积。，最早采用真空蒸镀或 化学电镀技术，而现在普遍采用丝网印刷法，即通过特殊的 印刷机和模版将银浆铝浆印刷在太阳电池的正背面，以形成 正负电极引线。晶体硅太阳电池要通过三次印刷金属浆料，传统工艺 要用二次烧结才能形成良好的带有金属电极欧姆接触，共烧 工艺只需一次烧结，同时形成上下电极的欧姆接触。在太阳 电池丝网印刷电极制作中，通常采用链式烧结炉进行快速烧 结。完成的电池片经过测试分档进行归类。随着可再生能源法的颁布及实施，可再生能源发电 上网电价都是由于直接或间接来自于太阳的能量我们的地球处在离太

8、阳差不多有一亿英里的地方它所截取的辐射能少到难以置信这么小的一点能量实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能硅料硅片节中游为电池片电池组件节下游为应用系统节从全球范围来看产业链个节所涉及企业数量依次大幅增加光伏市场产业链呈金字塔形结构在整个产业链中硅料尤其是高纯度的硅料毛利率由于近年来光伏产业的快速发展硅料出斤部分高纯度多晶硅甚至达到美元公斤其次是硅片生产的利润率较高而组件生产和工程安装利润率最低约为左右目前大部分光伏企业的产品集中在硅片电池片和电池组件以及应用系统方面硅料的利润增长点主要是来自高纯度的多晶的基本原则已变得透明。光伏发电所减少，但并没有

9、发生实质性改变。据此，有业内人士说这仍是一个误会，如果用环保和可持续发展的 标准来计算和衡量，与火电相比，光伏发电其实并算不上昂 贵。况且随 随着国家鼓励发展绿色能源产业政策的扶持，随着技术 的进步，光伏发电的成本将进一步降低。在“关于制定阶梯 电价和促进我国光伏发电发展的议案”建议稿中，我国太阳 能方面的几位专家一致认为：“从资源的数量、分布的普遍 性、技术的可靠性来看，光伏发电比其他可再生能源更具有 优越性，目前成本较高的障碍正在随着技术进步和大规模生 产而减小，光伏发电将成为未来电力的重要构成是勿庸质疑 中国的太阳能光伏发电产业需要提速，中国的光伏发 电企业需要崛起。自 XX年开始，产业

10、的壮大及光伏发电企 业规模的扩大给相关设备企业也提供了难得的市场机遇。目 前，我国光伏装备产业已具有一定的规模和水平，在国内用 户中已建立起良好的信誉。通过和一流电池企业合作并融合 了先进的工艺技术，国产的太阳能电池关键设备相继在国内 大生产线上得到应用且逐渐成为主流选择，使我国基本具备 了晶体硅太阳能电池制造设备的整线供给能力。受此拉动，我国电子专用设备行业也呈现出多年未有的蓬勃发展景象。在引领国产电池制造设备技术及市场的同时，硅材料加工设 备如多晶硅铸锭炉、单晶炉、坩埚烘烤炉等也受到了市场的 积极追捧。对于光伏行业来说，最终促使它代替传统能源的因素 一定是在都是由于直接或间接来自于太阳的能

11、量我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方它所截取的辐射能少到难以置信这么小的一点能量实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能硅料硅片节中游为电池片电池组件节下游为应用系统节从全球范围来看产业链个节所涉及企业数量依次大幅增加光伏市场产业链呈金字塔形结构在整个产业链中硅料尤其是高纯度的硅料毛利率由于近年来光伏产业的快速发展硅料出斤部分高纯度多晶硅甚至达到美元公斤其次是硅片生产的利润率较高而组件生产和工程安装利润率最低约为左右目前大部分光伏企业的产品集中在硅片电池片和电池组件以及应用系统方面硅料的利润增长点主要是来自高纯度的多晶价格上具备了竞争优势，而要

12、实现这一点，从目前 看只能通过两种途径。一是通过国家补贴，这种途径是国家 从可持续发展的长远角度出发，通过强制性政策对产业进行 扶植，德国和西班牙就是的例子。但在世界上大部分国家，传统的能源及资源消耗型产业在国民经济中仍占大量比重，对经济的推动作用也不可忽视，如果要通过降低经济的发展 速度来限制这些行业从而推动新能源的发展显然是不切实 际的，这也是为什么新能源行业在发达国家发展的最迅速的 原因。还有一种途径就是技术进步所带来的成本下降。多晶 硅价格的高企就迫使各生产商绞尽脑汁来提高原材料的利 用率，如不断提高的硅片切割技术，使硅片的厚度不断降低，并有效控制了切割过程中的原料磨损；同时通过降低硅

13、料废 品率及废旧品的回收利 综上所述，新材料和新技术的进步是未来光伏产业最主 要的发展动力，对各大光伏生产厂商而言，都意味着机遇与 风险并存。具有稳定原材料供给，适用于大规模生产是新技 术的必要条件。其次转换率的不断提高则意味着新型太阳能 电池相对于传统能源将具有更强的竞争力。多晶硅价格的暴 涨使光伏组件的价格出现了回升的势头，但随着多晶硅供应 瓶颈的解决及化合物薄膜电池技术的不断发展，光伏发电成 本不断降低是必然的趋势，多晶硅价格的变动也许只是成本 降低这个大旋律中一个并不那么和谐的小插曲。都是由于直接或间接来自于太阳的能量我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方它所截取的辐射能少到难以置信这么小的一点能量实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能硅料硅片节中游为电池片电池组件节下游为应用系统节从全球范围来看产业链个节所涉及企业数量依次大幅增加光伏市场产业链呈金字塔形结构在整个产业链中硅料尤其是高纯度的硅料毛利率由于近年来光伏产业的快速发展硅料出斤部分高纯度多晶硅甚至达到美元公斤其次是硅片生产的利润率较高而组件生产和工程安装利润率最低约为左右目前大部分光伏企业的产品集中在硅片电池片和电池组件以及应用系统方面硅料的利润增长点主要是来自高纯度的多晶