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光电产业研究报告之中国及海外太阳能光伏产业发展报告
2011年中国及海外太阳能光伏产业发展报告
目录
第一章 太阳能光伏简介 -4-
第一节太阳能简介 -4-
一、什么是太阳能 -4-
二、太阳能光热转换 -4-
三、太阳能光电转换 -5-
第二节太阳能光伏简介 -5-
一、太阳能光伏概况 -5-
二、太阳能电池的原理 -6-
三、太阳能电池的分类 -7-
四、太阳能光伏系统分类 -9-
五、太阳能光伏系统设备 -10-
第三节太阳能的利弊分析 -11-
第二章世界光伏市场概况 -12-
第一节光伏产业背景 -12-
第二节世界光伏市场 -12-
一、历史概况 -12-
二、世界各国中长期规划 -13-
三、世界各国光伏发展政策 -14-
第三节世界各国光伏市场分析 -15-
一、德国光伏市场回顾与展望 -15-
二、美国光伏市场回顾与展望 -16-
三、意大利光伏市场回顾与展望 -17-
四、日本光伏市场回顾与展望 -17-
五、西班牙市场回顾与展望 -18-
六、法国光伏市场回顾与展望 -19-
七、韩国光伏市场回顾与展望 -20-
八、希腊光伏市场回顾与展望 -20-
九、葡萄牙光伏市场回顾与展望 -21-
第三章光伏产业链 -22-
第一节 晶硅太阳能电池产业链 -22-
一、产业链构成 -22-
二、光伏产业价值链分析 -22-
三、全球厂商总体分析 -23-
四、光伏产业链各环节目前技术现状 -24-
第二节晶体硅原料 -24-
一、多晶硅产能扩张后等待需求复苏 -24-
二、多晶硅生产工艺 -25-
三、硅片 -26-
第三节电池、组件生产 -27-
一、电池分类 -27-
二、非晶硅薄膜太阳能电池 -28-
三、晶硅电池与薄膜电池优缺点比较 -28-
第四章中国光伏市场概况 -29-
第一节中国太阳能资源 -29-
第二节中国光伏市场回顾 -30-
第三节中国光伏市场特点 -31-
一、生产大国消费小国 -31-
二、两头在外的市场格局 -32-
三、研发和创新能力薄弱 -33-
四、光伏发电成本尚待降低 -33-
五、政府政策支持 -33-
六、未来市场发展空间巨大 -34-
第三节中国光伏产业现状分析 -35-
一、产业链各环节产值分布 -35-
二、多晶硅产能快速扩张 -35-
三、电池片产量占据全球四成 -36-
四、薄膜电池发展相对缓慢 -37-
五、产业链下游优势明显强于上游 -38-
六、光伏设备行业刚刚起步 -39-
七、中国光伏产业集聚区分析 -41-
第五章价值链与投资机会分析 -42-
第一节光伏行业展望与预测 -42-
一、政策是决定光伏装机的关键因素 -42-
二、中国将成为世界太阳能重要的发动机 -42-
三、2011年光伏市场：
恢复数量性增长 -42-
四、技术进步替代产能扩张成为关键所在 -43-
五、组件厂商竞争加剧，产能略有过剩 -44-
第二节价值链分析 -44-
一、利润从产业链的上游往下游转移 -44-
二、硅料成本大幅下降，促使太阳电池成本下行 -45-
三、光伏并网发电投资与运营成本 -46-
第三节未来投资热点 -47-
一、BIPV—光伏新兴市场 -47-
二、聚光太阳能（CPV）将成为未来之星 -47-
-48-
第一章太阳能光伏简介
第一节太阳能简介
一、什么是太阳能
太阳能（Solar）是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源。
太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时，相当于1.3×106亿吨标准煤，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。
按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年，可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。
地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。
它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。
太阳能的利用主要通过光—热、光—电、光—化学、光—生物质等几种转换方式实现。
二、太阳能光热转换
现代的太阳能科技可以将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。
集热式太阳能（SolarThermal）。
原理是将镜子反射的太阳光，聚焦在一条叫接收器的玻璃管上，而该中空的玻璃管可以让油流过。
从镜子反映的太阳光会令管子内的油升温，产生蒸气，再由蒸气推动㶽轮机发电。
除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。
在适当地点，太阳能的长期使用成本已经接近甚至低于传统的化石燃料。
三、太阳能光电转换
光电转换又称太阳能光伏。
就是利用太阳电池直接将太阳光能转化为电能，而太阳能电池通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换，因此太阳能发电又称为光伏发电。
太阳能板是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的薄身固体太阳能电池组成。
由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。
简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较大的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。
太阳能板可以制成不同形状，而又可连接，以产生更多电力。
近年，天台及建筑物表面开始使用光伏板组件，被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
第二节太阳能光伏简介
一、太阳能光伏概况
太阳能光伏技术（Photovoltaic）是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质。
最常用的半导体材料是硅。
地壳硅储量丰富，可以说是取之不尽、用之不竭。
太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极。
阳光照射在半导体上时，两极交界处产生电流。
阳光强度越大，电流就越强。
太阳能光伏系统不仅只在强烈阳光下运作，在阴天也能发电。
其优点有：
燃料免费、没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件、保持系统运转仅需很少的维护、系统为组件，可在任何地方快速安装、无噪声、无有害排放和污染气体等。
早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。
这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。
1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了光电转换效率为4.5%的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
此后太阳能光伏产业技术水平不断提高，生产规模持续扩大。
在1990-2006年这十几年里，全球太阳能电池产量增长了50多倍。
随着全球能源形势趋紧，太阳能光伏发电作为一种可持续的能源替代方式，于近年得到迅速发展，并首先在太阳能资源丰富的国家，如德国和日本，得到了大面积的推广和应用。
在国际市场和国内政策的拉动下，中国的光伏产业逐渐兴起，并迅速成为后起之秀，涌现了无锡尚德、常州天合和天威英利等一大批优秀的光伏企业，带动了上下游企业的发展，中国光伏发电产业链正在形成。
据欧洲光伏工业协会EPIA预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。
预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。
这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
世界能源结构预测（资料来源：
欧盟联合研究中心，2004年）
二、太阳能电池的原理
太阳能光伏电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管。
太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。
这就是光生伏特效应太阳能电池的工作原理。
由于半导体不是电的良导体，电子在通过p-n结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。
但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖p-n结，以增加入射光的面积。
另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。
为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜，将反射损失减小到5％甚至更小。
一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成有比较大输出功率的太阳能光电板。
三、太阳能电池的分类
太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：
晶硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池等。
1.晶硅太阳能电池
晶硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。
（1）单晶硅太阳能电池
目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为19%左右，最高的达到24％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的技术也最为成熟但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。
由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。
单晶硅太阳能电池的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。
这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。
（2）多晶硅太阳能电池板
多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约17％左右。
从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。
此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。
多晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中己超二分之一。
（3）非晶体薄膜太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，它的主要优点是在弱光条件也能发电，有极大的潜力。
但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，目前国际先进水平为10％左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减，直接影响了它的实际应用。
如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。
2．多元化合物薄膜太阳能电池
多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。
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