中国光伏产业介绍

1. 中国光伏产业介绍 符 黎 明 09.02.04

2. 概述 • 光伏产业兴起的背景 • 光伏产业链介绍 • 光伏产业发展现状 • 光伏产业的未来 • 总结

3. a. 21世纪三大支柱产业 信息，能源，材料 b. 自然界能源的主要形式 水力发电，化石能源，风能，地热能，核能， 太阳能等 一、光伏产业兴起的背景

4. 一、光伏产业兴起的背景 c. 现代人类社会的能源构成

5. 一、光伏产业兴起的背景 d. 能源危机 • 铀的可开采年数为65年左右 • 天然气可开采年数为58年左右 • 煤可开采年数小于100年左右 • 石油可开采年数为40年左右 e. 环境污染（1956-1996） 传统发电技术对环境污染日益加剧，温室效应导致全球年经济损失达4300亿美元

6. 一、光伏产业兴起的背景 F. 人类所面临的选择 • 风能 • 地热能 • 核聚变能 • 太阳能

7. 光电利用 • 光热利用 一、光伏产业兴起的背景 G. 太阳能

8. 一、光伏产业兴起的背景 H. 财富效应 • 2002年，施正荣回国创业，成立无锡尚德 • 2006年底，无锡尚德在纽约证券交易所成功上市 • 施正荣成为中国首富（22亿美元）

9. 二、光伏产业链介绍 • 光伏电池的种类 • 光伏产业链 1.非晶硅电池 2.晶体硅电池 • 晶硅电池的应用

10. 2.1 光伏电池的种类

11. 2.2 光伏产业链 • 非晶硅电池 硅烷 镀膜 控制系统 玻璃 电池 发电系统

12. 2.2 光伏产业链 • 晶体硅电池 硅棒（锭） 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅 片 电 池 组 件 发电系统 冶炼 提纯

13. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.1 硅的冶炼 石英砂 焦 炭 粗硅 • 石英砂为二氧化硅，中国储量丰富 • 冶炼过程简单，技术难度低，国内大量生产 • 粗硅纯度为95－99％,可用于合金掺杂，如变压器上的矽钢片

14. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.2 硅的提纯 提纯方法 • 三氯氢硅氢还原法（ SiHCl3，改良西门子法） • 硅烷法（SiH4） • 四氯化硅氢还原法 （SiCl4） • 二氯二氢硅还原法 （SiH2Cl2） • 从粗硅到高纯硅，价格涨幅近100倍 粗硅 高纯硅 98％ 99.999 999 999％

15. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.2 硅的提纯

16. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.2 硅的提纯 • 庞大的化工系统，反应过程复杂，系统化 配套要求高 • 建设周期长 • 环境污染可能性大——要求闭式循环 • 多晶硅生产技术含量高 • 高投资额，高风险 • 高利润

17. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.2 硅的提纯 60% ~28000t

18. 1.单晶硅棒——直拉法 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.多晶硅锭——铸造法 2.2.3 硅棒（锭） 注：硅的熔点是1420℃

19. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 多晶融化 单晶生长 单晶硅棒 2.2.3 硅棒（锭） • 单晶硅棒（直拉法）

20. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.3 硅棒（锭） • 多晶硅锭（铸造法） 多晶融化 冷却凝固 切方

21. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 多晶硅片 多晶锭 2.2.4 硅片 硅棒通过线切割，切成180微米左右厚度的硅片 单晶硅片 单晶棒

22. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.5 晶硅电池 1 2 3 4 5 6 7 8 9 制 绒 扩 散 刻蚀 去PSG清洗 镀氮化硅膜 丝网印刷 烧结 测试分选 包装 硅片通过扩散、丝网印刷、烧结等步骤，形成能够将光转化为直流电的器件

23. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.6 晶硅组件 • 单片晶硅电池（125x125mm）的电压大概为0.55V， 电流为4.5A,功率约为2.5W • 单片功率太小，无法直接使用，因此将电池串联和并列， 达到所需要的电流电压条件（一般为12V或24V） • 组件规格一般为165W,1750W,180W（ 8x9片）和 230W（8x12片）

24. 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2.6 晶硅组件 单片焊接 串焊 叠层 层压 装框 清洗 电性能测试 包装入库

25. 一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池 蓄电池（组） 逆变器 太阳能直接输出12/24/48VDC。需要将直流电转换成220VAC交流电,需要逆变器。 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅棒（锭） 硅 片 电 池 组 件 发电系统 控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护 太阳能电池组 核心部分，将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。 太阳能控制器 2.2.7 发电系统

26. 硅棒（锭） 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2 晶体硅电池产业链（总结） • 技术水平： 高纯硅料 > 电池 > 硅片> 硅棒 > 组件 > 粗硅 • 对设备的依赖：高纯硅料 > 电池 > 硅片 • 资金投入要求：高纯硅料 > 电池 > 硅片> 硅棒 > 组件 • 利润率： 高纯硅料 > 硅棒、硅片> 电池 > 组件 > 粗硅 • 电能消耗： 高纯硅料 > 硅棒 > 电池 > 组件 > 硅片

27. 硅棒（锭） 石英砂 粗 硅 高纯硅料 硅 片 电 池 组 件 发电系统 2.2 晶体硅电池产业链（总结） 国内产能

28. 2.3 晶硅电池的应用 太阳能特点： • 取之不尽，清洁能源，工作时无传动部件， • 无噪音，使用寿命长，携带和安装方便 • 通讯卫星 • 交通信号灯、路灯 • 屋顶并网发电 • 独立电站 • 海岛、山区、草原的供电电源 应用：

29. 2.3 晶硅电池的应用

30. 2.3 晶硅电池的应用

31. 2.3 晶硅电池的应用

32. 2.3 晶硅电池的应用

33. 三、光伏产业发展现状 1. 发展历史 • 早在1839年， 法国科学家比克丘勒发现半导体在电解质溶液中会产生光电效应 • 1954年美国贝尔研究所的Pearson, Chapin和Fuller首先应用这个原理试制成功硅太阳电池（光电转换效率4.5%） • 1958年，美国的“先锋一号”人造卫星就是用了太阳能电池作为电源，成为世界上第一个用太阳能供电的卫星 • 我国1958年开始进行太阳能电池的研制工作，并于1971年将研制的太阳能电池用在了发射的第二颗卫星上 • 上世纪90年代后期，研制成高效太阳能电池（>20%） • 2002年后，世界和中国的光伏产业迅速发展

34. 三、光伏产业发展现状 2. 数量和规模—2002年后，国内光伏产业发展迅猛， 每年以30%的速度递增，成为一个新兴产业 • 单晶、多晶硅片企业：20家以上 • 晶硅电池企业：30家以上 • 非晶硅电池企业：5家以上 • 晶硅组件：600多家 • 各种配套企业上千家 绝大部分企业盈利丰厚

35. 三、光伏产业发展现状 单晶、多晶硅片公司： • 单晶硅片：江阴海润、浙江昱辉、常州有则、江西德科、扬州顺大、 河北晶龙、上海九晶、锦州阳光、浙江昱晶、镇江环太、 嘉兴嘉晶、卡姆丹克、天津环欧等 • 多晶硅片：江西赛维、宁波太阳能、江阴海润、江西德科、浙江昱辉等

36. 三、光伏产业发展现状 电池公司： • 江苏：尚德、中电、天合、林洋、浚鑫、阿特斯、顺风、亿晶、海润、天 宝、欧贝黎、尚品、艾德等 • 浙江：向日葵、太阳谷、正泰、百事德、百力达、舒奇蒙、宝利特、乐叶等 • 上海：太阳能科技、超日、交大泰阳、展丰、索朗、艾力克等 • 其他：河北晶澳、海南天聚、山东力诺、索日、长沙红太阳、云南天达、南 玻光伏、天威英利、江西瑞晶、中轻、泉州金宝利等

37. 三、光伏产业发展现状 组件公司： • 江苏：尚德、中电、天合、林洋、阿特斯、浚鑫、顺大、天宝、亿晶、 东盛光电、二泉、国飞、兆阳光能等 • 浙江：正泰、宝利特、环球、向日葵等 • 上海：太阳能科技、超日、交大泰阳、展丰、索朗、艾力克等 • 其他：上海晶龙、河北晶澳、山东力诺、深圳珈伟、天威英利、新疆新能源 东营光伏等

38. 三、光伏产业发展现状 • 产能排进世界光伏前十的企业 无锡尚德（第3）；台湾茂迪（第7） • 大陆已有12家上市公司 纽 约（4）：无锡尚德、常州天合、浙江昱辉、江西赛维 纳斯达克（4）：苏州阿特斯、南京中电、江苏林洋、河北晶澳 伦 敦（3）：浙江昱辉、江阴浚鑫、东营光伏 国 内（2）：深圳拓日、江阴海润 • 台湾地区至少有6家上市公司 茂迪（6244）、昱晶（3514）、益通（3452）、绿能（3519）、；中美晶（5483）、合晶（6182） • 其他上市公司涉足光伏产业： 南玻，杉杉，天威保变等

39. 三、光伏产业发展现状 3.技术方面 • 单晶硅电池：国内制造技术成熟，转换效率普遍在16.0- 18.0%之间，南京中电、无锡尚德已达到国际领先水平， 目前平均转换效率已达到17.3以上 • 多晶硅电池：普遍效率在15.0-16.0之间，落后于国外 • 非晶硅薄膜电池：技术尚不成熟

40. 三、光伏产业发展现状 4. 缺乏统一的标准 硅片质量、电池效率、性能衰减等 5.“三头在外”—中国光伏产业发展不平衡，受国外制约 • 原料——多晶硅原料90%以上依赖进口 • 市场——95%以上的市场在国外（主要在欧洲） • 设备——重要的光伏设备大部分在国外 产业发展不稳定，起伏很大

41. 三、光伏产业发展现状 • 原料问题 A. 高纯多晶硅的生产长期受美、德、日三国八大公司垄断， 其每年赚取超高额的利润（利润率>400%） B. 国内多晶硅企业特点 1. 国内上马的多晶硅项目有30多家; 2. 洛阳中硅、新光硅业、峨嵋半导体、徐州中能、扬州顺大已有多晶硅产出， 但产量较低（100-500吨）; 3. 技术落后，多采用非闭式循环（转化率低、有大量副产品） 4. 生产成本高，大约需要30-40美元/公斤（国外低于23美元） C. 国家已将高纯多晶的生产作为重点攻关项目

42. 三、光伏产业发展现状 • 原料问题 目前国内需要量约为15000吨，而实际产量只有1500-1800吨， 缺口巨大！

43. 三、光伏产业发展现状 • 市场问题 由于目前光伏组件发电的价格远高于常规能源，因此市场主要依赖于国家对光伏发电的政策补贴 • 目前光伏组件主要出口欧洲，以德国和西班牙为主 • 日本市场很大，但自产自销 • 新的市场：美国、中东、意大利、澳大利亚、韩国等 • 中国市场的孕育 08年国外市场大概为1200MW，国内市场不超过60MW 当中国市场发展起来后，我国的光伏行业将迎来更大的爆发

44. 三、光伏产业发展现状 • 设备问题 A. 目前生产高纯多晶硅的反应炉，硅棒线切割机，电池生产过程中的PECVD、丝网印刷机和烧结炉，薄膜光伏设备、全自动组件设备等各种高精密设备都来自于国外，价格昂贵 B. 电子科技集团2所、48所、西安理工大学晶体生长设备研究所、无锡奥曼特、北京京运通、上海思恩电子、秦皇岛博硕光电、捷佳创、七星华创、上海太阳能科技、北京德雷射科、常州华盛天龙、上海汉虹、绍兴精工、珠海粤茂激光等一批优秀的国内设备厂商正致力于光伏设备的开发和生产，并取得了可喜的成绩 C.国内设备厂商需要一长段时间学习、模仿和开发先进的光伏设备

45. 四、光伏产业的未来 • 光伏产业发展的制约因素 1.观念 2.风险：一次性投资、技术革新 3.成本：价格（晶体硅组件+电气控制部分）和 使用年限 晶体硅组件：硅料价格、单片电池用硅量、电池转换效率 电气控制部分

46. a. 组件价格——硅料价格 • 目前硅料的价格并不是由生产硅料的成本决定的，而是由供需关系直接决定 • 国外高纯硅材料产量2007年末达到4.47万吨，2008年底达到7.875万吨，2010年达到9.95万吨 • 由于国际硅材料厂商的扩产，改善了供需关系，导致硅材料价格下降

47. 23美元/公斤 2002年 100美元/公斤 2005年 400美元/公斤 2008年 120美元/公斤 2009年 65美元/公斤 2010年 40美元/公斤 2012年 a. 组件价格——硅料价格

48. b. 组件价格——单片电池用硅量 • 单片电池用硅量（g） 单片耗硅量逐年下降（硅片越来越薄）

49. c. 组件价格——效率提升 • 电池效率的提高 2002年——14% 2003年——15% 2006年——16% 2008年——17% 2010年——18%（预计）

50. 06年5月 08年5月 09年1月 43元/瓦 30元/瓦 15元/瓦 3.3元/度 2.5元/度 1.7元/度 光伏发电系统的价格 • 通过硅料价格的下降、单片电池用硅量的下降和电池效率的提升，使得每瓦组件的价格逐渐下降 • 电气控制部分的价格也逐渐下降 组件价格 发电成本 注：1.按每天5小时光照，一年180天晴天，组件使用20年计算，则组件总共 工作18,000小时 2.逆变器等电气控制部分按15元/瓦算