光伏發(fā)電未來(lái)以及硅材料

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1、光伏發(fā)電的未來(lái)及硅材料趙玉文1光伏發(fā)電的未來(lái)及硅材料1。光伏發(fā)電的未來(lái)趨勢(shì)及硅材料2。太陽(yáng)級(jí)硅材料短缺引起的效應(yīng)3。太陽(yáng)級(jí)硅材料純度討論及思考4。結(jié)語(yǔ)21．光伏發(fā)電的未來(lái)趨勢(shì)及硅材料1）太陽(yáng)能光伏發(fā)電是未來(lái)最重要的戰(zhàn)略能源◆JRC預(yù)測(cè)“EuropeanRoadmapforPVR&D”,EuropeanCommissionJointResearchCenter,2004EUR21087EN）3◆歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)(EPIA)的預(yù)測(cè)：2020年：光伏組件年產(chǎn)量：40GW系統(tǒng)總裝機(jī)容量：195GW光伏發(fā)電量：274TWh,

2、＝2020年全球發(fā)電量的1％光伏組件成本：1美元/Wp2040年：光伏發(fā)電量：7368TWh,＝2040年全球發(fā)電量的21％4◆IEA-PVPS預(yù)測(cè)2020年光伏發(fā)電占世界總發(fā)電量1％，2040年>20％5◆世界光伏發(fā)電發(fā)展路線圖Year2000201020202030USA(GWp)0.142.136200Europe(GWp)0.153.041200Japan(GWp)0.254.830205World-AIP(GWp)1.014.02001850Sources：Japanese，US，EPIAandEREC2

3、040scenariosEREC-EuropeanRenewableEnergyCouncil，EPIA-EuropeanPhotovoltaicIndustryAgency，AIP-AdvancedInternationalPolicyScenario6年2006201020202030光伏累計(jì)安裝量，GW8．0142001850光伏組件年產(chǎn)量，GW2．51050400晶硅電池份額，％0.930．90．800．70SG－Si消耗，g/Wp121198太陽(yáng)級(jí)Si總需求量，噸20000(+7900)90000(+90

4、00)346000(+14000)2220000(+20000)電子級(jí)硅總需求量，噸18000227204070072900合計(jì)380001127203867002292900電子級(jí)硅比例，%47.420.1610.53.22）未來(lái)（至2030）超純多晶硅材料的總需求思考，噸注:電子級(jí)硅材料的總需求，噸，按照6％年增長(zhǎng)率考慮7未來(lái)硅材料需求結(jié)構(gòu)將發(fā)生重大變化：超純硅材料（電子級(jí)＋太陽(yáng)極）硅材料不但需求量極大（兩百萬(wàn)頓量級(jí)），而且對(duì)能源、環(huán)境、社會(huì)的可持續(xù)持續(xù)發(fā)展具有極端重要意義。太陽(yáng)級(jí)多晶硅材料逐漸成為高純多晶硅材

5、料主體。當(dāng)太陽(yáng)級(jí)硅材料比例超過(guò)90％、總量在百萬(wàn)頓以上時(shí),硅材料供應(yīng)格局將發(fā)生根本性變化。而且這個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)也必須是節(jié)能的環(huán)境友好的。我們應(yīng)該以這種新格局和要求考慮未來(lái)硅材料制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。82．太陽(yáng)級(jí)硅材料短缺引起的效應(yīng)1）正面效應(yīng)：促進(jìn)了光伏發(fā)電技術(shù)的全面提升：?加速了太陽(yáng)級(jí)硅材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)了太陽(yáng)級(jí)硅材料新方法的探索和開(kāi)發(fā)；?促進(jìn)了晶硅電池及組件技術(shù)的提升：電池效率，硅片減薄，薄片電池技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)（高度規(guī)模化和自動(dòng)化），大組件技術(shù)發(fā)展等。9?加速了薄膜電池發(fā)展硅基薄膜(a-Si，?c-S

6、i,a-Si/?c-Si)，CdTe，CIGS。。。。?促進(jìn)了聚光光伏技術(shù)發(fā)展?其它：促進(jìn)了其它可再生能源技術(shù)的發(fā)展如太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)等。102）負(fù)面效應(yīng)：?硅材料大幅度漲價(jià)，增加了光伏發(fā)電成本，減緩了光伏發(fā)電成本下降趨勢(shì)等，我國(guó)尤其嚴(yán)重。國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格從過(guò)去的25美元/kg漲到50美元/kg時(shí)，我國(guó)部分公司甚至要200美元/kg以上才能買(mǎi)到。?由于材料短缺和價(jià)格飛漲，在利益驅(qū)動(dòng)下少數(shù)公司在制造硅錠時(shí)摻入過(guò)量劣質(zhì)材料，導(dǎo)致電池效率下降和衰減。這種組件出口到國(guó)際上可能引起嚴(yán)重后果。我國(guó)少數(shù)電池/組件生產(chǎn)商已經(jīng)為此受苦。

7、113。太陽(yáng)級(jí)硅材料純度討論3.1硅太陽(yáng)電池工作特點(diǎn)與硅材料性能關(guān)系?目前國(guó)際上尚沒(méi)有統(tǒng)一的太陽(yáng)級(jí)硅材料純度標(biāo)準(zhǔn)和界定。每年EG和SG-Si的報(bào)道數(shù)據(jù)是根據(jù)商家賣(mài)給EG用戶和SG用戶的量統(tǒng)計(jì)的，SG中也包含有優(yōu)質(zhì)料。?光伏界的經(jīng)驗(yàn)提法是－太陽(yáng)級(jí)硅純度大于6N。實(shí)際上對(duì)“大于6N”要具體分析，金屬雜質(zhì)濃度要求更苛刻。12?晶硅太陽(yáng)電池本質(zhì)上是硅半導(dǎo)體二極管器件，同時(shí)是一個(gè)要求有“極限性能”的器件（即開(kāi)路電壓、短路電流、填充因子愈高愈好，最好能達(dá)到理論極限值）。從器件性能講，對(duì)材料純度要求與半導(dǎo)體工業(yè)并無(wú)本質(zhì)差別，電子

8、級(jí)（EG）與太陽(yáng)極的純度差別只是因?yàn)楣夥l(fā)電對(duì)成本的苛刻要求，成本與性能的折中在一定程度上放松純度要求。13?在各種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，半導(dǎo)體器件與材料性能（純度和品質(zhì)）之間的關(guān)系最直接、最敏感、關(guān)聯(lián)度最大。微電子器件如此（向微觀尺寸發(fā)展），太陽(yáng)電池（向宏觀尺寸發(fā)展）也如此。?太陽(yáng)電池的工作環(huán)境是各種半導(dǎo)體器件中最苛刻的：要經(jīng)受風(fēng)吹、日曬、沙塵、冰雹、高低溫交變、潮