太阳能光伏发电的发展背景

光伏产业概述

目前人类能源消费结构中，石油、煤炭、天然气、铀等矿物资源占到了人类能源供给量的80％以上。但常规矿物质能源储量有限，如果无节制的开采，全球将很快面临能源短缺危机。另外常规矿物质能源使用后排放大量的CO2、SO2、核废料等威胁着人类生存环境。近年来，全球性的气候变暖，两极冰川融化，海平面上升，自然灾害频繁发生，生物多样性消失，酸雨范围越来越广，高空臭氧层空洞扩大等现象，都是因为人类大量使用并依赖传统能源所造成。

资料来源：中国可再生能源发展战略研讨会论文集

图表1 世界及中国主要能源资源使用年限

发展环保可再生能源是解决上述问题的最有效途径，也是人类能否在地球上永续生存下去的关键要素。在诸多可再生能源中，太阳能是唯一可以大量替代传统能源的能源。而在太阳能产业中，光伏产业由于其具有的诸多优点，是可再生能源中发展最快的产业，无疑也是最具有发展前景的产业。

资料来源：IEA（国际能源署）报告《Renewable Information2010》

图表2 1990～2008年世界可再生能源供给的年增长率

一、光伏产业的特点

太阳能是唯一能够保证人类未来需求的能量来源。光伏发电是利用太阳能将光子转化为电子的一个纯物理过程，转化过程不排放任何有害物质，其特点如下：

充足性：据美国能源部报告（2005年4月）世界上潜在水能资源4.6TW（1TW＝1012W），经济可开采资源只有0.9TW；风能实际可开发资源2～4TW；生物质能3TW；海洋能不到2TW；地热能大约12TW；太阳能潜在资源120000TW，实际可开采资源高达600TW。

安全性：运行可靠、使用安全；发电规律性强、可预测（调度比风力发电容易）。

广泛性：生产资料丰富（地壳中硅元素含量位列第二）、建设地域广（荒漠、建筑物等）、规模大小皆宜。

免维护：使用寿命长（20～50年、工作25年效率下降20%）、免维护、无人值守。

清洁性：无燃料消耗、零排放、无噪声、无污染、能量回收期短（0.8～3.0年）。

二、光伏产业发展历程

世界上最早开始研究太阳能要追溯于1839年法国物理学家贝克勒尔首次发现光伏效应，并由爱因斯坦在1904年对其做出了理论解释，且很快得到实验证实；1954年美国贝尔实验室制成第一个单晶硅光伏电池；1959年第一个光电转换效率为5％的多晶硅光伏电池问世； 1960年，晶硅光伏电池发电首次并入常规电网；1969年世界上第一座光伏发电站在法国建成；1975年美国制作出非晶硅光伏电池；1980年代初，光伏电池开始规模化生产；1983年美国在加州建立了当时世界上最大的光伏电厂；1983年世界光伏组件产量达21.3MW（1MW＝106W），光伏产业显露雏形。1990年以后，在能源危机和全球气候变暖的压力下，可再生能源越来越受到关注，德、美、日等国政府相继提出了光伏发电的“光伏屋顶计划”、“新阳光计划”等，在政府的政策法规和行动计划推动下，全球光伏产业以一个朝阳产业的面貌高速成长，同时太阳能光伏发电被誉为世界十种能源中发展最快的能源。

1990年以后全球光伏市场的发展和转移经过三个阶段。第一阶段，1996年之前，美国光伏市场占全球市场份额达32.1%，年复合增长率达25%，当之无愧地成为世界光伏市场中心。第二阶段，1996～2002年间，日本光伏市场保持了35%的年均增长，一跃成为光伏市场最大消费国，近年日本市场小幅回落，但销售的存量仍位居世界前列，2007年光伏电站存量达1GW（109W）左右。第三阶段，2003至今，欧盟成为绝对的市场主力，这得益于德国和西班牙等国的光伏补贴政策，快速刺激了欧盟市场中心的形成，目前我国有近80%的光伏产品出口至欧盟地区。

资料来源：EPIA（欧洲光伏产业协会，世界规模最大的太阳能光伏行业协会）

图表3 2009年光伏产品按地区安装比例

三、光伏发电技术发展趋势

目前已经进入商业化竞争的光伏发电产业按电池技术路线分类主要分为晶体硅光伏电池、薄膜光伏电池和聚光光伏电池。其中晶体硅光伏电池是目前发展最成熟的在应用中居主导地位。

太阳能电池根据所用材料的不同，还可分为：硅光伏电池、多元化合物薄膜光伏电池、聚合物多层修饰电极型光伏电池、纳米晶光伏电池、有机光伏电池等。

图表4 光伏电池分类及规模化生产转化效率

1．多元化合物薄膜光伏电池

多元化合物薄膜光伏电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜光伏电池等。

硫化镉、碲化镉薄膜光伏电池的效率较非晶硅薄膜光伏电池效率高，成本较晶体硅光伏电池低，并且也易于大规模生产，但镉有剧毒，会对环境造成严重污染，因此并不是最理想的光伏电池。

砷化镓（GaAs）III-V族化合物光伏电池的转换效率可达40%。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，因而在很大程度上限制了GaAs电池的普及。

铜铟硒薄膜光伏电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率也较高。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展光伏电池的一个重要方向。唯一问题是材料来源，铟和硒都是稀有元素，因此这类电池的发展必然受到限制。

2．聚合物多层修饰电极型光伏电池

聚合物多层修饰电极型光伏电池以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个光伏电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底等优势，对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备光伏电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是晶体硅光伏电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。

3．纳米晶光伏电池和有机光伏电池

纳米晶光伏电池转化效率可达10%，有机光伏电池转化效率可达6%，转换效率还比较低，这两类电池还处于研究探索阶段，短时间内不可能大规模商业化应用。

4．聚光太阳电池

聚光光伏电池最大优点就是高转换效率（30%～40%），以及较小的占地面积。聚光光伏发电系统主要由高效聚光太阳电池、高性能的聚光跟踪系统、有效的电池散热系统组成。由于高效聚光光伏电池的技术路线尚未定型，聚光光伏发电规模化产业链也未形成，高性能的聚光跟踪系统和有效的电池散热系统的成本控制难度大，因而聚光光伏发电暂无优势可言。

5．晶体硅光伏电池和薄膜光伏电池

关于“晶硅”和“薄膜”孰优孰劣的讨论也很多。从市场表现来看，05年起“薄膜”市场份额开始不断增加，到09年达到了18%（数据来源：Solarbuzz），趋势相当可观。而且正是从09年开始，发展“薄膜”的呼声也越来越高：一方面硅晶电池刚刚经历了“硅”价巨幅波动的事件导致各大厂家受损；另一方面，美国的FirstSolar公司异军突起，把薄膜电池推上了新高度。2010年，国内很多地方都上了薄膜项目，而一旦开始生产薄膜电池，问题也就暴露出来。

首先是技术门槛问题。“晶硅”技术经历了多年发展，已经进入成熟期，国内几个大型企业已经熟练掌握了晶硅电池的技术，并且有了自己的技术创新和突破。而薄膜电池则不同，技术仍在不断发展变化，特别是非硅薄膜电池技术，材料和工艺上都有很多技术难关，国内的大多数企业并不具备足够的水平，还都只是探索阶段，却要面临在薄膜电池技术领先的FirstSolar公司和已经技术成熟的晶硅电池双重压力，发展困难可想而知。

其次是资金门槛问题。薄膜电池的设备投入比晶硅电池大，而且所有配套设备都依靠进口。随着薄膜电池技术不断发展，生产设备也随之更新换代，很容易造成设备投资上的浪费。

近年来晶硅组件价格一路走低，与薄膜组件的价格已经很接近，薄膜组件的价格优势已不再明显。但“晶硅”对比“薄膜”仍然存在高的转换效率和较长的使用寿命的优势。事实上，一些原打算开展薄膜电池项目的企业，现在也都把项目放缓（尚德、英利），所以薄膜电池想要真的发展，还是需要一定的时间。

单晶硅光伏电池与多晶硅光伏电池相比转化效率高（单晶18～20%、多晶16～18%）、成本高，由于其成本控制难度大，全面胜出的可能性不大。

6．太阳能光热发电

除光伏发电外达到工程应用水平的还有太阳能光热发电。太阳能光热发电的建设和运行门槛很高，我国在太阳能光热发电部件研发上还几乎是空白：曲面反光镜，高温真空管，有机朗肯循环发电机组，斯特林发电机组等。此外，与光伏发电不同，光热发电对于环境也有更高要求：必须直射光，而且需要水冷却，这样在荒漠地区，就无法满足。我国目前太阳能光热发电尚处于研究示范阶段，光热发电与常规电厂结合成互补电站，独立稳定工作的不多（示范项目：江苏江宁县70kW示范电站，863计划北京延庆1MW实验电站）。由于技术障碍，我国在5～10年内都会处于试验示范阶段，光热发电不会成为主导潮流。

结论

从技术成熟度、转化效率及材料来源几方面综合判断，未来5～10年太阳能发电技术占主流的仍为晶体硅（以多晶硅为主）和非晶硅薄膜光伏技术。目前市场占有率：多晶硅电池52%，单晶硅电池38%，非晶硅薄膜电池8%，其他化合物薄膜电池2%。发展非晶硅薄膜光伏技术，还不宜盲目扩大规模，还是应该重点放在研究上，深入掌握核心技术。

欧州太阳能光伏展，就是所说的欧巡展，

2011年第26届欧洲光伏太阳能展览会

邀 请 函

各相关企业：

杭州励创展览有限公司将组织国内相关企业参加2011年在德国汉堡举办的第26届欧洲光伏太阳能展览会，现将展会情况介绍如下：

【展会名称】 欧洲光伏太阳能展览会（EU PVSEC）

【展会时间】 2011年9月5—8日

【展会地点】 德国 汉堡

【展出内容】

光伏模、组件及相关生产设备；硅太阳电池；薄膜太阳电池；太阳电池透明封装材料；逆变器；太阳能热利用产品；太阳能外墙及屋顶组件；新型太阳能灯具；测量及控制系统；太阳能系统控制软件；其它太阳能应用产品等。

欧洲光伏太阳能展览会（European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition）是世界上最有影响力的光伏太阳能工业展览会之一，始办于1978年，每年在西欧各国巡回展览一次。2010年，第25届欧洲光伏展在西班牙瓦伦西亚举办，展会共计吸引了来自世界各地的933家展商在超过60000平米的场地上展示各自的产品与技术。展会吸引了来自世界各地36000名专业观众进场参观。2011年第26届展会将回归至德国汉堡举办。

2011年SolarTech太阳能领袖峰会 美国 加利福尼亚州 圣克拉拉 2011-03-29 2011-03-30

2011年世界清洁能源大会 非洲部分 南非 约翰内斯堡 2011-03-29 2011-03-31

公用事业光伏会议 意大利 米兰 2011-03-29 2011-03-30

第五届中国新能源国际高峰论坛 中国 北京 2011-03-30 2011-03-31

2011非洲太阳能展 南非 约翰内斯堡 2011-03-30 2011-03-31

2011年EVER Monaco展览会暨论坛 摩纳哥 2011-03-31 2011-04-03

第三届亚洲光伏峰会 中国 北京 2011-03-31 2011-04-01

美国光伏会议及展会 美国 宾夕法尼亚州 费城 2011-04-03 2011-04-05

国际聚光光伏系统大会 美国 内华达州 拉斯维加斯 2011-04-04 2011-04-06

欧洲光电产业联盟大会暨展览会 德国 柏林 2011-04-04 2011-04-06

2011欧洲电子印刷及光伏峰会 德国 杜塞尔多夫 2011-04-05 2011-04-06

2011国际太阳能专门展览会 韩国 大邱 2011-04-06 2011-04-08

2011年Energethica托里诺贸易展 意大利 托里诺 2011-04-07 2011-04-09

清洁能源峰会 印度 新德里 2011-04-07 2011-04-08

中国（深圳）国际电池展览会 中国 深圳 2011-04-08 2011-04-10

2011年北京国际光伏四新展览会 中国 北京 2011-04-08 2011-04-10

PHOTON 2011欧洲太阳能太瓦时大会系列 德国 柏林 2011-04-12 2011-04-14

2011年光伏组件用聚合材料及生产技术国际大会 德国 科隆 2011-04-12 2011-04-14

2011中国国际太阳能产业大会暨展览会 中国 南京 2011-04-12 2011-04-14

第三届中国国际光伏产业发展高层论坛 中国 南京 2011-04-12 2011-04-13

2011年印度尼西亚能源可持续性、绿色资源与环保科技国际会议及博览会 印度尼西亚 雅加达 2011-04-13 2011-04-16

第七届东南欧地区国际能效及可再生能源大会暨展览会 保加利亚 索菲亚 2011-04-13 2011-04-15

2011年太阳能与玻璃交融峰会 德国 柏林 2011-04-13 2011-04-13

2011年EnergyMed展览会 意大利 那不勒斯 2011-04-14 2011-04-16

2011年薄膜工业论坛 德国 柏林 2011-04-15 2011-04-15

第一届国际硅太阳电池会议 德国 弗赖堡 2011-04-17 2011-04-20

2011年印度光伏太阳能展会 印度 孟买 2011-04-19 2011-04-21

2011年世界可再生能源大会暨展览会 印度 新德里 2011-04-21 2011-04-23

第四届非洲可再生能源及环境国际展览会 塞内加尔 达喀尔 2011-04-27 2011-04-30

2011天津国际太阳能及光伏工程展览会 中国 天津 2011-04-28 2011-04-30

第十二届可再生能源及分布式发电会议暨展览会 意大利 维罗那 2011-05-04 2011-05-06

第三届南非与中东太阳能会议暨展会 摩洛哥 2011-05-04 2011-05-05

2011中国国际智能电网设备与技术展览会 中国 上海 2011-05-05 2011-05-07

2011亚洲太阳能光伏工业展览会 中国 上海 2011-05-05 2011-05-07

2011年印度可再生能源展览会暨大会 印度 新德里 2011-05-05 2011-05-07

第五届中欧可再生能源展会暨大会 匈牙利 布达佩斯 2011-05-05 2011-05-07

2011国际可再生能源大会（瑞典） 瑞典 林雪平 2011-05-08 2011-05-13

2011空气源热泵及配套产品展览会（广州） 中国 广州 2011-05-10 2011-05-12

2011年Genera贸易展 西班牙 马德里 2011-05-11 2011-05-13

2011印度尼西亚光伏展会 印度尼西亚 雅加达 2011-05-12 2011-05-14

2011年混合能源及有机光伏大会 西班牙 巴伦西亚 2011-05-15 2011-05-18

美国太阳能协会2011年全美太阳能大会 美国 北卡罗来纳州 罗利 2011-05-17 2011-05-21

2011中国国际新能源材料展览会 中国 北京 2011-05-18 2011-05-20

BIPV 2011上海太阳能建筑一体化产品展览会 中国 上海 2011-05-21 2011-05-23

第二届国际可再生能源和替代燃料展会暨会议 俄国 莫斯科 2011-05-24 2011-05-26

2011年Greenpower国际可再生能源展 波兰 波兹南 2011-05-24 2011-05-26

2011年中国新能源之十一五盘点十二五解读 中国 北京 2011-05-28 2011-05-29

2011俄罗斯Semicon展览会 俄罗斯 莫斯科 2011-05-31 2011-06-02

2011亚洲可再生能源展 泰国 曼谷 2011-06-01 2011-06-04

第二届小型光伏应用研讨会 德国 乌尔姆 2011-06-06 2011-06-07

2011年Intersolar展览会 德国 慕尼黑 2011-06-08 2011-06-10

第三十三届国际环保科技及绿色能源展览会 韩国 首尔 2011-06-08 2011-06-10

2011年台湾光电展暨研讨会 台北 2011-06-14 2011-06-16

第17届ICCI大会暨贸易展 土耳其 伊斯坦布尔 2011-06-15 2011-06-17

2011斯里兰卡光伏展 斯里兰卡 科伦坡 2011-06-16 2011-06-18

2011年工业能源与环境大会暨展览会 泰国 曼谷 2011-06-23 2011-06-26

第二届英国未来太阳能光伏大会 英国 伦敦 2011-06-29 2011-06-29

2011尼日利亚替代能源博览会 尼日利亚 阿布亚 2011-07-06 2011-07-08

2011（北美）Intersolar展览会 美国 加利福尼亚州 旧金山 2011-07-12 2011-07-14

2011年印尼可再生能源展会暨会议 印度尼西亚 雅加达 2011-07-14 2011-07-16

2011中国内蒙古太阳能光伏产业博览会 中国 呼和浩特 2011-07-15 2011-07-17

第五届青岛国际建筑节能博览会 中国 青岛 2011-07-21 2011-07-24

2011日本太阳能光电展 日本 幕张 2011-07-27 2011-07-29

第五届印度可再生能源展 印度 新德里 2011-08-10 2011-08-12

2011第三届广州国际太阳能光伏展 中国 广州 2011-08-11 2011-08-13

2011年ISES世界太阳能大会 德国 卡塞尔 2011-08-28 2011-09-02

2011中国（成都）太阳能国际峰会暨展览会 中国 成都 2011-09-03 2011-09-05

第26届欧洲光伏太阳能大会暨展览会 德国 汉堡 2011-09-05 2011-09-09

土库曼斯坦国际电力展览会暨科技大会 土库曼斯坦 阿什哈巴德 2011-09-08 2011-09-10

2011年第二届苏州国际光伏大会暨展览会 中国 苏州 2011-09-10 2011-09-12

第五届地中海地区国际光伏技术交易会 意大利 罗马 2011-09-14 2011-09-16

北京太阳能展 中国 北京 2011-09-19 2011-09-21

2011年海湾地区太阳能展览会 阿联酋 阿布扎比 2011-09-20 2011-09-22

2011年可再生能源技术会议暨展览 美国 华盛顿特区 2011-09-20 2011-09-22

2011光伏塑胶会议 美国 宾西法尼亚州 费城 2011-09-20 2011-09-21

2011年印尼可再生能源展览会 印度尼西亚 雅加达 2011-09-21 2011-09-24

能源技术会议暨展览会 以色列 特拉维夫市 2011-09-21 2011-09-22

中国（成都）新能源国际峰会暨太阳能展览会中国 成都 2011-09-27 2011-09-29

2011年欧洲世界未来能源论坛暨展览会 瑞士 日内瓦 2011-10-04 2011-10-06

第七届欧洲绿色能源市场峰会 瑞士 苏黎世 2011-10-06 2011-10-07

2011年SolarMed大会暨展览会 法国 巴黎 2011-10-10 2011-10-11

2011年中国国际节能及新能源博览会 中国 廊坊 2011-10-18 2011-10-20

2011国际太阳能光伏会议 美国 德克萨斯州 达拉斯 2011-10-18 2011-10-20

2011年RENEX展会 土耳其 伊斯坦布尔 2011-10-20 2011-10-23

第二届美国聚光太阳能会议暨展览会 美国 丹佛 2011-10-25 2011-10-26

2011印度国际太阳能光伏展 印度 海德拉巴 2011-11-09 2011-11-11

2011年Productronica展览会 德国 慕尼黑 2011-11-15 2011-11-18

上海国际太阳能光伏博览会暨光伏产业论坛 中国 上海 2011-11-16 2011-11-18

第12届Solarpraxis论坛 德国 柏林 2011-11-17 2011-11-18

2011上海国际太阳能光伏大会暨展览会 中国 上海 2011-11-30 2011-12-02

第七届德雷斯中国国际太阳能光伏（深圳）展览会 中国 深圳 2011-12-03 2011-12-05

国际可再生能源展览会 法国 蒙彼利埃 2011-12-07 2011-12-10

2011印度Intersolar展会暨会议 印度 孟买 2011-12-14 2011-12-16

第5届世界未来能源峰会 阿联酋 阿布扎比 2012-01-16 2012-01-19

至今两国没有出现过较大的摩擦,这个国家基本没有比较突出的反华行为.

至于西班牙的光伏市场不是很清楚。