光伏產(chǎn)業(yè)概述

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1、光伏產(chǎn)業(yè)概述目前人類能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油、煤炭、天然氣、鈾等礦物資源占到了人類能源供給量的80％以上。但常規(guī)礦物質(zhì)能源儲(chǔ)量有限，如果無(wú)節(jié)制的開(kāi)采，全球?qū)⒑芸烀媾R能源短缺危機(jī)。另外常規(guī)礦物質(zhì)能源使用后排放大量的CO2、SO2、核廢料等威脅著人類生存環(huán)境。近年來(lái)，全球性的氣候變暖，兩極冰川融化，海平面上升，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，生物多樣性消失，酸雨范圍越來(lái)越廣，高空臭氧層空洞擴(kuò)大等現(xiàn)象，都是因?yàn)槿祟惔罅渴褂貌⒁蕾噦鹘y(tǒng)能源所造成。資料來(lái)源：中國(guó)可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)論文集圖表1世界及中國(guó)主要能源資源使用年限發(fā)展環(huán)?？稍偕茉词墙鉀Q上述問(wèn)題

2、的最有效途徑，也是人類能否在地球上永續(xù)生存下去的關(guān)鍵要素。在諸多可再生能源中，太陽(yáng)能是唯一可以大量替代傳統(tǒng)能源的能源。而在太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)中，光伏產(chǎn)業(yè)由于其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，是可再生能源中發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)，無(wú)疑也是最具有發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)。資料來(lái)源：IEA（國(guó)際能源署）報(bào)告《RenewableInformation2010》圖表21990～2008年世界可再生能源供給的年增長(zhǎng)率一、光伏產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)太陽(yáng)能是唯一能夠保證人類未來(lái)需求的能量來(lái)源。光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能將光子轉(zhuǎn)化為電子的一個(gè)純物理過(guò)程，轉(zhuǎn)化過(guò)程不排放任何有害物質(zhì)，其特點(diǎn)如下：充足性：據(jù)美國(guó)

3、能源部報(bào)告（2005年4月）世界上潛在水能資源4.6TW（1TW＝1012W），經(jīng)濟(jì)可開(kāi)采資源只有0.9TW；風(fēng)能實(shí)際可開(kāi)發(fā)資源2～4TW；生物質(zhì)能3TW；海洋能不到2TW；地?zé)崮艽蠹s12TW；太陽(yáng)能潛在資源120000TW，實(shí)際可開(kāi)采資源高達(dá)600TW。安全性：運(yùn)行可靠、使用安全；發(fā)電規(guī)律性強(qiáng)、可預(yù)測(cè)（調(diào)度比風(fēng)力發(fā)電容易）。廣泛性：生產(chǎn)資料豐富（地殼中硅元素含量位列第二）、建設(shè)地域廣（荒漠、建筑物等）、規(guī)模大小皆宜。免維護(hù)：使用壽命長(zhǎng)（20～50年、工作25年效率下降20%）、免維護(hù)、無(wú)人值守。清潔性：無(wú)燃料消耗、零排放、無(wú)噪聲

4、、無(wú)污染、能量回收期短（0.8～3.0年）。二、光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程世界上最早開(kāi)始研究太陽(yáng)能要追溯于1839年法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾首次發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)，并由愛(ài)因斯坦在1904年對(duì)其做出了理論解釋，且很快得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)；1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制成第一個(gè)單晶硅光伏電池；1959年第一個(gè)光電轉(zhuǎn)換效率為5％的多晶硅光伏電池問(wèn)世；1960年，晶硅光伏電池發(fā)電首次并入常規(guī)電網(wǎng)；1969年世界上第一座光伏發(fā)電站在法國(guó)建成；1975年美國(guó)制作出非晶硅光伏電池；1980年代初，光伏電池開(kāi)始規(guī)?；a(chǎn)；1983年美國(guó)在加州建立了當(dāng)時(shí)世界上最大的光伏電廠；19

5、83年世界光伏組件產(chǎn)量達(dá)21.3MW（1MW＝106W），光伏產(chǎn)業(yè)顯露雛形。1990年以后，在能源危機(jī)和全球氣候變暖的壓力下，可再生能源越來(lái)越受到關(guān)注，德、美、日等國(guó)政府相繼提出了光伏發(fā)電的“光伏屋頂計(jì)劃”、“新陽(yáng)光計(jì)劃”等，在政府的政策法規(guī)和行動(dòng)計(jì)劃推動(dòng)下，全球光伏產(chǎn)業(yè)以一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)的面貌高速成長(zhǎng)，同時(shí)太陽(yáng)能光伏發(fā)電被譽(yù)為世界十種能源中發(fā)展最快的能源。1990年以后全球光伏市場(chǎng)的發(fā)展和轉(zhuǎn)移經(jīng)過(guò)三個(gè)階段。第一階段，1996年之前，美國(guó)光伏市場(chǎng)占全球市場(chǎng)份額達(dá)32.1%，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)25%，當(dāng)之無(wú)愧地成為世界光伏市場(chǎng)中心。第二階段

6、，1996～2002年間，日本光伏市場(chǎng)保持了35%的年均增長(zhǎng)，一躍成為光伏市場(chǎng)最大消費(fèi)國(guó)，近年日本市場(chǎng)小幅回落，但銷售的存量仍位居世界前列，2007年光伏電站存量達(dá)1GW（109W）左右。第三階段，2003至今，歐盟成為絕對(duì)的市場(chǎng)主力，這得益于德國(guó)和西班牙等國(guó)的光伏補(bǔ)貼政策，快速刺激了歐盟市場(chǎng)中心的形成，目前我國(guó)有近80%的光伏產(chǎn)品出口至歐盟地區(qū)。資料來(lái)源：EPIA（歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)，世界規(guī)模最大的太陽(yáng)能光伏行業(yè)協(xié)會(huì)）圖表32009年光伏產(chǎn)品按地區(qū)安裝比例三、光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)目前已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)按電池技術(shù)路線分

7、類主要分為晶體硅光伏電池、薄膜光伏電池和聚光光伏電池。其中晶體硅光伏電池是目前發(fā)展最成熟的在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。太陽(yáng)能電池根據(jù)所用材料的不同，還可分為：硅光伏電池、多元化合物薄膜光伏電池、聚合物多層修飾電極型光伏電池、納米晶光伏電池、有機(jī)光伏電池等。圖表4光伏電池分類及規(guī)?；a(chǎn)轉(zhuǎn)化效率1．多元化合物薄膜光伏電池多元化合物薄膜光伏電池材料為無(wú)機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、碲化鎘及銅銦硒薄膜光伏電池等。硫化鎘、碲化鎘薄膜光伏電池的效率較非晶硅薄膜光伏電池效率高，成本較晶體硅光伏電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但鎘有劇

8、毒，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，因此并不是最理想的光伏電池。砷化鎵（GaAs）III-V族化合物光伏電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)40%。GaAs化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強(qiáng)，對(duì)熱不敏感，適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的