国内外光伏产业发展现状及杭州发展的对策研究

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1、国内外光伏产业发展现状及杭州发展的对策研究一、全球光伏产业发展概况和趋势(一)全球光伏产业发展概况在能源危机和全球气候变暖的压力下，太阳能等可再生能源越来越受到关注，全球光伏产业正以一个朝阳产业的面貌高速成长。根据欧洲光伏工业协会（EPIA）的研究报告《GlobalMarketOutlookforPhotovoltaicsuntil2013》，2008年，全球新增光伏装机容量5.6GW，年增长率132.4%；累计装机容量接近15GW，年增长率60%，1998年～2008年10年间年均增长率超过30%。EPIA预测，到2020年，全球光伏发电量为274TW，占全球发电量的

2、1%；到2040年，全球光伏发电量达7368TW，占全球发电量的21%。（二）全球光伏市场发展预测EPIA预测：到2020年，世界太阳能光伏组件年产量将达到40GW，总装机容量为195GW，发电量为274TW，占全球发电量的1%；到2040年光伏发电量达7368TW，占全球发电量的21%。（三）技术发展及趋势1.光伏电池技术不断发展太阳能光伏发电的最核心器件是光伏电池。进入21世纪，光伏电池无论从结构上、材料工艺上都得到了新的发展。（1）硅太阳能电池硅太阳能电池可分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池开发最早，转换效率最高，技术最为成熟。其结构和生产工

3、艺已定型，产品应用广泛。但·19·由于受单晶硅材料价格及繁琐的电池工艺影响，成本价格居高不下，不利于大规模推广应用。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池类同，光电转换效率在12%左右，稍低于单晶硅太阳电池，但其材料制造简便，电耗低，总的生产成本较低，因此得到广泛应用。（2）硅薄膜太阳能电池硅薄膜太阳能电池分为多晶硅（包括微晶硅）薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池等。多晶硅（P-Si，包括微晶）薄膜太阳能电池兼具单晶硅和多晶硅太阳能电池的高转换效率和长寿命的优点，同时材料制备工艺简单，可在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜。使用的硅材料远较单晶硅少，又无效率衰退问题，其成本远

4、低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池，因此多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。非晶硅（a-Si）薄膜太阳能电池的硅材料消耗很少，生产电耗更低。它的特点是具有较高的转换效率和较低的成本及重量轻，发展潜力极大。但由于非晶硅本身对太阳光波长不敏感，限制了其转换效率，国际先进水平为10%左右。而且随着光照时间延长光电效率衰减。（3）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，主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜铟硒薄膜电池等。硫化镉、碲化镉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，易于大规模生产，但镉

5、有剧毒，对环境有污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。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，因而限制了GaAs电池的普及。·19·铜铟（镓）硒薄膜电池适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点。但由于铟和硒都是比较稀有的元素，发展受到限制。（4）有机太阳能电池以有机材料代替无机材料是刚开始的一个研究方向。目前的光电转换效率为5-8%，预计未来4-5

6、年内可以达到10%。由于具备质轻、可挠曲、制程环保、低成本及应用性佳等优点，有机太阳能电池被认为是最具潜力第三代新兴太阳能电池。但它能否成为具有实用意义的产品，有待于进一步的研究。（5）染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池（DSSC）也是第三代太阳能电池。自1991年Grätzel等将纳米多孔电极应用到染料敏化太阳电池取得了突破性进展以来，由于该电池具有成本低、制作工艺简单和环境友好等潜在优势，成为太阳电池研究领域一个新的热点。目前，染料敏化太阳能电池的光电转换效率已能稳定在10％以上，寿命达15～20年，但其制造成本仅为硅太阳能电池的1/5～1/10。2.电池转化效率

7、不断提高随着技术进步，电池的光电转换效率不断提高（见图1-1）。目前单晶硅电池效率为16%~20%，多晶硅为15%~18%。而非晶硅薄膜电池效率单节为5%~7%，双节在6%~8%之间，非晶硅与微晶硅叠层电池效率在8%~10%之间，且稳定性不断提高。·19·资料来源：美国国家能源部可再生能源实验室图1-1基于晶硅片的光伏发电技术转化效率3.硅片厚度不断降低30年来，太阳能电池硅片厚度从450～500μm降低到目前的180～200μm，硅材料用量的大幅度降低对太阳电池成本降低起到了重要作用（见表1-1）。表1-1晶体硅太阳能电池硅片厚度变化趋