光伏认识实训报告.docx
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光伏认识实训报告
光伏认识实训报告
一．光伏技术的背景
美国石油业协会估计，地球上尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶，可供人类开采时间不超过60年，而且随着易开采部分的开采殆尽，开采的成本将越来越高。
天然气储备估计在131800-152900兆立方米，将在57-65年内枯竭。
煤的储量约为5600亿吨，可以供应约160年。
铀的年开采量目前为每年6万吨，可维持70年左右。
如果矿石资源一旦短缺，而新的能源体系又没有完全建立，将有可能造成全球性的能源危机，从而导致全球性的经济危机。
阳是能量的天然来源。
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（大约千万分之三），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。
二．光伏产业链及环节介绍
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最高。
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。
2008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（纯度为98%～99%）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（纯度在99.9999%以上）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（HemlockSemiconductorCorporation）的多晶硅产能将从目前的1万吨增加到2008年的1.45万吨，预计2010年扩产至1.9万吨；另一家公司MEMC公司（MEMCElectronicMaterialsInc.）的产能也将由4900吨提高至2009年的8000吨。
硅太阳能电池制造工艺流程图
1、硅片切割，材料准备：
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（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10~15cm，厚度约200~350um，电阻率约1Ω.cm的p型（掺硼）。
2、去除损伤层：
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。
3、制绒：
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1~2%，腐蚀时间约15分钟。
对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。
4、扩散制结：
扩散的目的在于形成PN结。
普遍采用磷做n型掺杂。
由于固态扩散需要很高的温度，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。
5、边缘刻蚀、清洗：
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。
6、沉积减反射层：
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PECVD淀积SiN,由于PECVD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。
7、丝网印刷上下电极：
电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤，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（银铝浆）印刷在太阳电池的正背面，以形成正负电极引线。
8、共烧形成金属接触：
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。
9、电池片测试：
完成的电池片经过测试分档进行归类。
三．国内主要光伏企业及介绍
一，尚德太阳能电力有限公司（无锡）
公司简介
尚德电力控股有限公司是国内首家在美国纽约证券交易所上市的民营高科技企业，旗下拥有120位全球光伏行业一流专家。
同时，也是首家获得TüV、IEC、CE和UL等国际权威认证书的光伏企业，成为迄今为止中国唯一出口免验光伏企业。
目前，尚德电力拥有超过10%的全球市场份额。
研究与发展
专业从事太阳能光伏电池、组件、光伏发电系统工程以及光伏应用产品的研发、制造、和售后服务。
尚德电力自2001年9月成立至今，短短数年已快速成长为全球最大的光伏产品制造商及太阳能系统解决方案的供应商之一，于2005年12月在纽约证券交易所成功上市（NYSE:
STP）。
尚德电力全球分支机构遍及北京、上海、旧金山、慕尼黑、罗马、马德里、沙夫豪森、首尔、悉尼等重要城市，目前拥有5各生产基地，分别位于无锡、洛阳、青海、日本长野及上海。
全球拥有11.000员工。
财务分析
2009年全年太阳能产品出货量比去年增长42%，达到704MW。
2009年全年总营收为16.933亿美元，2008年全年总营收为19.235亿美元，营收减少主要因为是光伏产品销售价格的降低；2009年全年综合毛利润为3.388亿美元，毛利率为20%，2008年综合毛利润为3.429亿美元，毛利率为17.8%，毛利率增长原因为成本降低高于平均销售价格的降低；2009年全年营运支出为1.648亿美元，营运利润为1.74亿美元。
二天合光能光能有限公司（常州）
公司简介
天合光能有限公司是一家专门从事晶体硅太阳能组件生产的制作商。
2006年12月，天合光能在纽约证券交易所（NYSE:
TSL）上市，并于2007年6月增发股票。
研究与发展
自1997年成立以来，一直是中国光伏行业的领军企业。
天合光能已获得多家国际知名投资机构的投资，包括麦顿基金（MilestoneCapital）、好能源（GoodEnergies）和美林证券（MerrillLynch）。
这些投资强劲推动天合光能公司的全球化发展进程，在品牌推广过程中发挥着至关重要的作用，为公司吸引了来自全球各地的众多人才。
三、财务分析与展望
2009年全年太阳能组件出货量近399MW，公司先前对外公布的预期为380MW—400MW，较2008年增长了98.5%；总销售收入为8.451亿美元，比2008年增长了1.6%；毛利润为2.372亿美元，比2008年增长了44.2%。
三．英利绿色能源控股有限公司（河北保定）
公司简介
英利绿色能源是一家全球领先的太阳能公司，也是全球最大的垂直一体化光伏发电产品制造商之一。
公司于2007年6月在纽交所正式挂牌交易（纽交所交易代码：
YGE）。
成为首家获得SA8000证书的中国企业，公司已成功加入国际环保组织——PVCYCLE，并获得德国莱茵公司的TUV认证。
研究与发展
全球最大的垂直一体化光伏发电产品制造商之一。
我们的业务主要涉及光伏组件的设计、制造和销售，产品主要销往德国、西班牙、意大利、希腊、法国、韩国、中国和美国等国家和地区。
总部位于中国保定，并在全球设有十多个分支机构及办事处，员工总数超过6,000人。
致力于通过光伏发电技术为全球范围内的工厂、家庭和公共事业提供清洁的可再生能源。
财务分析与展望
2009年第四季度总净营收为3.708亿美元，光伏组件出货量比上一季度增长15.7%，创历史新高；2009年全年总净营收为10.628亿美元，组件发货量为525.3MW，比2008年增长86.6%；毛利润为2.512亿美元，毛利率为23.6%。
2009年净收益为5340万美元，摊薄每股普通股收益0.37美元。
四。
赛维太阳能（江西）
公司简介
目前亚洲规模最大的太阳能多晶硅片生产企业。
专注于太阳能多晶硅铸锭及多晶硅片研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业，拥有国际最先进的生产技术和设备。
二、研究与发展
公司成立于2005年7月，2006年4月投产，当年完成销售收入9.5亿元。
2007年6月1日，赛维LDK成功在美国纽约证交所上市，成为中国企业历史上在美国单一发行最大的一次IPO（首次公开发行股票的简称）。
江西赛维IPO融资额高达4.69亿美元，成为继无锡尚德之后中国太阳能产业的又一巨头。
2007年8月，赛维完成销售收入4.8亿美元，折合人民币30多亿元。
三、财务分析与展望
公司预计2009年第四季度晶圆出货量在330MW－340MW，组件出货量在20MW－25MW；第四季度营收在3亿美元－3.1亿美元；预计2010年营收在13.5亿美元－14.5亿美元；晶圆出货量在1.3GW－1.4GW；组件出货量在300MW－400MW；毛利率在15%－20%；多晶硅产量在4500吨－5000吨。
四．衢州的光伏企业
浙江乐叶光伏科技有限公司
浙江乐叶光伏科技有限公司坐落在衢州沈家东港开发区百灵中路2号，是一家主要从事太阳能光伏发电系统生产的高科技企业。
公司占地75亩、投资2.8亿元人民币，生产能力为50MWp，年产值约为15亿元。
浙江乐叶光伏科技有限公司工作环境整洁、生活环境舒适；厂房为标准化无尘车间，装有中央空调，25摄氏度的恒温。
每间宿舍都装有空调、太阳能淋浴器；配独立卫生间和阳台。
建有篮球场、排球场,公司网吧（电子阅览室）；并将建造乒乓球室、卡拉OK厅等各项生活娱乐设施。
五．嘉兴海宁的光伏企业及介绍
嘉兴市建委和嘉兴科技城两个光伏发电项目预计总投资达4650万元本报嘉兴讯（陶克强张锐记者张海生）本报记者日前从浙江嘉兴市经贸委获悉，嘉兴市建委和嘉兴科技城两个光伏发电项目已获浙江省经济信息委员会立项，这标志着嘉兴将首次迎来屋顶光伏发电。
据了解，前者将建设1．2千瓦峰值太阳能发电装置，后者将建设103．68千瓦峰值太阳能发电装置，这两个项目预计总投资达4650万元。
据了解，作为长三角太阳能光伏产业基地，嘉兴市太阳能光伏产业去年实现产值80多亿元，已成为嘉兴发展最快的新兴产业，产业链日趋完善。
除硅矿冶炼、系统集成外，嘉兴市在多晶硅、硅棒生产，硅片切割，太阳能电池板和组件生产，光伏电池应用等方面都有所涉及，初步形成了相对完整的产业链，呈现出上游企业有所发展、中小企业迅速壮大、下游企业不断涌现的链式发展格局。
浙江昱辉阳光能源（1.83,0.03,1.67%）有限公司首席执行官李仙寿说，每瓦装机容量国家给予补助20元，扶持力度前所未有，必将大大降低太阳能光伏发电成本，有助于太阳能光伏利用技术的推广，更有助于这个行业的快速发展。
海宁圣大光能科技有限公司是专业研究生产销售太阳能真空集热管的现在科技型企业，坐落于有着“太阳能硅谷”之称的海宁市尖山工业园区，地理环境优越，交通便利。
公司北距上海120公里，南接杭州60公里，东邻杭州湾跨海大桥直通宁绍，佳通快捷，物流畅通，沪杭铁路、101省道杭沪复线东西横贯市域，沪杭高速公路、320国道越过北境，杭州绕城公路东线穿行西部；特别是杭州湾跨海大桥的建成，打大缩短了到宁波、舟山、绍兴、余姚、溪口、象山、海宁等各县、市的行车车程，地理环境得天独厚，交通网络四通八达，给企业带来了无限商机。
公司在太阳能研发生产方面，拥有世界领先的技术，精湛绝伦的工艺，先进的生产设备，产品主要有单靶管、三靶管。
三腔抢等系列，共有不同管径、不同规格上百余种产品。
高品质的市场定位、优质的原铺材料、严格的工艺、细致的检测、专家的技术支持、完善的服务体系使公司产品成为众多太阳能热水器真空集热企业中极具影响力和竞争力，生产的各种规格、型号的太阳能热水器真空集热管与国内众多的著名品牌配套，产品销往全国各地。
浙江芯能光伏科技有限公司创建于2008年8月，公司位于海宁市经济开发区皮都路9号，主要从事开发太阳能光伏硅片产品，引进国际先进的光伏生产设备，开发生产太阳能单晶硅棒、单晶硅片、多晶硅锭、多晶硅片等产品。
公司注册资本5000万元。
现有职工人近600人。
为加快发展高新技术产业，抓住当前光伏产业迅速崛起的良好机遇，并充分发挥公司在硅原料供应和产品市场销售以及企业管理、生产组织、技术创新和产品质量等诸多优势，公司决定加大技术改造的投资力度，创建浙江芯能光伏产业基地，总投资21.6亿元，开发生产光伏系列产品，力争年销售收入达到100亿元，并已启动基地首期技改项目，投资4亿元，购置单晶炉100台，多晶炉20台，引进切片机35台等系列设备，年产大规格单晶、多晶硅片7000万片，销售收入18亿元，利税2.7亿元。
六．光伏产业的发展及挑战
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的基本原则已变得透明。
光伏发电成本较高的呼声也似乎有所减少，但并没有发生实质性改变。
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的。
”如能得到稳定的政策扶持，中国太阳能光伏发电产业发展潜力将是巨大的。
根据权威机构发布的《中国光伏发展报告》中的数据可以预计：
到2030年，中国太阳能光伏发电装机容量将达到1亿千瓦，年发电量可达1300亿千瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。
可能这个指标同欧美等国家的目标相比差距还颇大，但要想达到这个目标，必须要排除诸多障碍。
作为可再生能源应用的重要组成部分，近年来全球光伏发电产业以平均30%以上的速度迅猛增长。
预计在各国减排行动和优惠政策的拉动下，产业发展将进一步加快。
在中国，只要培育规范的规模市场、加大投入、加速能力建设，国内光伏发电企业完全有条件依托国内市场挺进国际市场。
光明无限，然而前路漫漫。
发展的先决条件就是政府出台行之有效的激励及扶持政策。
近年来，德、日、美等国家光伏产业迅猛发展的事实证明，政府采用优惠政策扶持光伏发电市场，靠规模市场拉动产业发展、推动技术进步，依赖技术进步和规模生产降低生产成本，通过提高质量和降低价格赢得更大市场的方针和策略是正确和成功的，值得中国借鉴。
光伏发电成为未来电力的重要构成要经历多长时间？
政府和公众的认可度如何？
诸多问题困扰着中国光伏发电产业。
相对欧美等国家，中国的光伏发电产业起步较晚，还面临着诸多困境及瓶颈有待进一步突破，这些注定中国光伏发电企业的商业化道路将坎坷崎岖。
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2002年开始，产业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价格上具备了竞争优势，而要实现这一点，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，德国和西班牙就是最好的例子。
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；同时通过降低硅料废品率及废旧品的回收利用等措施大幅提高原材料的使用效率。
提到技术进步就不得不提一下薄膜太阳能电池，与晶体硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有弱光应用性强及形状可塑性强等特点，晶体硅价格的上涨无形中推动了薄膜太阳能电池的发展，目前薄膜太阳能电池已占到世界光伏市场份额的10左右，伴随着多晶硅价格的走高，薄膜太阳能电池的发展有望进一步加速。
当然薄膜电池也存在自身的不足，如硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染。
砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率可达28，GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池，但是GaAs材料的价格不菲，也在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。
铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅相当，但铟和硒都是比较稀有的元素，如果产能扩张，其价格必将重蹈多晶硅的覆辙。
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。
国家持续稳定的政策支持则是光伏产业向前发展最有力的保障，我们应该看到，目前世界光伏产业的市场主要集中在欧洲，而美国、中国这两个能源消耗大国的市场还尚未启动，随着各种扶持政策的相继出台，这两个全球最大市场的启动将把光伏产业的发展推向新的高度。
随着BIPV（光伏建筑一体化）等技术的发展，太阳能电池将通过与建筑物、交通工具、通信工具的不断结合进入人们日常生活的每一个角落，也许在不久的将来我们会看到光伏行业会像曾经的IT产业一样，成为人们生活中不可分割的一部分。
光伏应用技术
徐佳08号
2011-6-15
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