中国光伏产业发展研究报告

中国光伏产业发展研究报告

2006-04-08 21:10

【·发布:南方汇通秘书2006-04-08 21:10 】

【·发布:南方汇通秘书2006-04-08 21:11 】

◆太阳级硅原材料

目前我国太阳级单晶硅拉制和多晶硅铸锭所用的硅材料绝大部分是进口的。

我国光伏专用太阳级硅材料的研制和生产是空白。

◆硅锭及硅片

太阳能电池用硅锭/硅片生产主要包括CZ单晶硅拉制和多晶硅铸锭制造以及切片等。我国目前单晶硅锭及硅片制造总能力约63.5MWp，但是大部分出口，能够提供国内的硅片每年只有大约20MWp左右，现在已经出现紧缺现象。

多晶硅锭/硅片目前的年生产能力大约只有8MWp，远不能满足国内需要，是未来多晶硅电池生产和发展的薄弱环节。

◆电池生产

截至2003年底，我国已经投产的晶硅电池生产能力约45MWp（见第4章），不足世界的1/10（全世界2003年的总产量约为732MWp）。由于生产规模小，在2002年《送电到乡》工程突然出现时，缺乏应变和竞争能力，在当年20MWp的光伏工程中，国内电池不到10%。

◆

【·发布:南方汇通秘书2006-04-08 21:13 】

2020 15000 9800 16 24 1500

8.3. 至2020年的产业发展预测

表34 硅材料的生产及预测

年度硅材料生产能力(吨) 硅材料年产量(吨)

1998 45 38

2000 65 60

2005 500 200

2010 800 500

2020 8000 5000

表35 硅太阳能电池的预测

年度效率(%) 成本(元/Wp) 寿命(年)

单晶硅多晶硅

2000 11 –13 10 - 11 25 –30 20

2005 16 –17 15 –16 18 –20 25

2010 18 –20 17 –18 14 –16 30

2020 22 –24 19 –20 10－12 40

硅薄膜太阳能电池

年度效率(%) 成本(元/Wp) 寿命(年)

2000 5 –8 18 - 20 15

2005 8 –10 12 –14 20

2010 10 –12 8 –10 25

2020 13 –15 5 – 6 30

8.4. 光伏发电的环保效果预测

光伏发电属于清洁可再生能源，无论从能源角度，还是从环境角度，都是未

来发展的重点，光伏并网发电的推广应用，无疑会带来良好的环境效益。

可以粗略计算“环境效益”如下：

①每KWh电耗煤：目前我国发电耗煤为平均390g标煤/KWh (能源基础数据汇编，国家计委能源所，1999。1，p16)

②每发1KWh电排放CO2

C + O2 = CO2

12 32 44

44/12´390 =1430g CO2/KWh » 1.4kg CO2/KWh=1.4´10-3TCO2/K Wh

③每瓦光伏组件平均每年发 1.5KWh。

④

【·发布:南方汇通秘书2006-04-08 21:13 】

【·发布:南方汇通秘书2006-04-08 21:14 】

连续化合物成膜系统”的研制与改造；研制开发了“机械划线机”。此外建立了测试平台，装备了世界最先进的测试仪器；

2）新型电池结构的设计与工艺调整：以新型高效CIGS结构代替了早期的CIS电池结构；

3）铜铟硒太阳能电池相关材料的研究：

a) 吸收层CIGS薄膜的开发研究：同时研究开发“金属预置层后硒化沉

积CIGS薄膜工艺”和“三步法蒸发沉积CIGS薄膜工艺”。初步解决了后硒化过程与共蒸发过程中元素失配问题，工艺重复性得到很大的提高。按照能够提供单体电池效率7％以上对CIGS材料的要求，在不改变工艺参数的条件下，工艺重复性可实现75％以上。电池效率9％以上对CIGS材料的要求，其性能参数有了明确的表征范围；

b) 过渡层CdS的化学水浴（CBD）技术研究：开发成功了CBD法沉积制备纳米量级的超薄CdS薄膜技术，其各项性能指标均达到了电池的要求，解决了异质结内部过渡层的关键技术问题。目前工艺已经成熟，合格率大于95%；

c) 窗口层ZnO薄膜材料的研究：自主开发研究了ZnO、ZnO:Al、Zn O:Ga陶瓷靶材，提高了薄膜制备的工艺稳定性，达到国际先进水平；目前沉积的低阻ZnO:Al薄膜，其电阻率小于7×10-4Ω·cm，禁带宽度为 3.4～3. 5ev，载流子浓度1020，成果使电池效率取得突破性进展；

d) Mo电极的研究：已经使Mo电极的块电阻下降了一个数量级，提高了电池的填充因子，达到了器件要求；

e) ITO材料采用陶瓷靶通Ar直流磁控溅耐，透过率>85%，电阻率<3×10-4Ω·cm，合格率几乎99％以上；

f) 通过溅射金属Zn后硒化工艺，已得到ZnSe材料，已申请了国家发明专利。

4）铜铟硒电池和集成组件的研究进展：目前采用共蒸发法制备的单体电池效率达到12.1%，集成组件效率达到 6.6％。具体见下表：

各种CIGS电池在天津十八所测试的结果

电池类别电池编号Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF 转换效率% 面积(c m2) 备注

单体电池112021-4 582 32.5 0.640 12.1 1×1 共蒸发

112024-8 513 31.3 0.647 10.4 1×1

111712-9 487 39.4 0.526 10.1 1×1

ES1103 501 35.27 0.548 9.7 1×1 蒸发后硒化

ES1108 513 30.06 0.542 9.5 1×1

071514-6 490 30.98 0.530 8.04 1×1 溅射后硒化

集成组件010324 2190 31.32 0.480 6.6 3.5×3.6 共蒸发

122723 2140 27.32 0.47 5.5 3.5×3.6 蒸发后硒化

5）试线关键设备部分样机的开发研制：已完成了“铜锢硒薄膜电池的薄膜电极工业化生产技术方案的设计与论证”的初步方案，课题组在此基础上进行了两套设备总体方案的修定；

6）本课题已经申请国家发明专利5项。