光伏产业*概述

　　光伏产业直接把太阳能转换成电能的产业叫做光伏产业，光伏的来历就是“ 光生伏打 ”效应，这是利用太阳能的*佳 方式，也叫光伏效应，即使太阳 光射到硅材料上产生电 流直接发电。目前的光伏产业主要分晶硅光伏和非晶硅光伏。以硅材料 的应用开发形成的产业 链条称之为“光伏产 业”，包括高纯多晶硅 原材料生产、太阳能电 池生产、太阳能电池组 件生产、相关生产设备 的制造等。晶硅光伏是以多晶硅为原料，生产太阳能电池并利用太阳能进行发电。大致的流程是：提炼高纯度多晶硅--生产硅片--生产电池片--把电池片组装成组件--用组件进行发电。非晶硅光伏大体都一样，但原料不是多晶硅。如使用薄膜。

　　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。

　　发展环保可再生能源是解决上述问题的*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**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*快的产业，无疑也是*具有发展前景的产业。

　　光伏产业属于新能源领域，在太阳能利用中包含了光热和光电两种主要的形式。光热利用比较普及，比如屋顶的太阳能真空管热水器;光电应用也叫光伏发电(Photo-voltage Generation,PV)是新能源中*具规模开发和商业化发展前景的发电方式,目前由于成本和技术原因，尚未完全市场化，近年来，依靠欧美日等国家的政府补贴，发展速度很快。

　　光伏产业*特点

　　太阳能是**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。

　　**性：运行可靠、使用**;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**)、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)。

　　光伏产业*优势

　　1、永不枯竭。

　　2、采集太阳能的地点的地理位置要求不高;相对而言，水电站或风电站对地理位置要求则比较高。

　　3、建立太阳能发电站所需的时间和成本都比水电站要低。

　　4、使用太阳能不会造成环境污染，是理想的绿色能源。但原料开采和生产光伏产品过程中也会消耗大量能源和造成污染 。

　　5、适用范围广，就算一般家庭也可以利用太阳能发电。

　　也因此，世界各国为了更有效地开采和使用太阳能，不断地发展着太阳能光伏组件技术，尽可能地利用这个“永不枯竭”的能源。

　　光伏产业*技术

　　率先利用太阳能发电的是发达的欧美国家和日本。自1969年世界上**座太阳能发电站在法国建成，太阳能发电的比例在欧美国家逐渐提高，太阳能光伏技术也得到了不断发展。其中，欧盟是世界上光伏发电量*大的地区。在2008年，这个区域占全球光伏发电量的80%。而德国和西班牙的光伏发电总量总和约占欧盟的84%，是名副其实的光伏发电强国。这些成就要归功于欧盟近20年来持续推动光伏产业发展。欧盟预计在2020年，太阳能光伏发电将占欧盟总发电量的12%。

　　日本也是太阳能发电的强国，而且使用范围非常广，一般家庭都可以使用太阳能光伏装置发电。他们的做法是，通过政府补贴，鼓励家庭购买家用的光伏发电装置。每个家庭通过光伏发电装置产生的剩余电量可以卖给政府或电力公司。这使日本的光伏发电量不断提高，也使日本的能源利用率大幅提升。

　　美国虽然在光伏发电技术上较早起步，但由于以往美国政府对光伏发电并不重视，以至美国的光伏发电的发电量和技术革新不如欧盟和日本。但随着美国奥巴马政府出台一系列鼓励发展新能源的政策，美国在光伏发电产业上大有后来居上的势头。现在，美国的不少州出台了《可再生能源配额标准》。以加州为例，凡在住屋、商业建筑或公用建筑屋顶上安装太阳能设备的家庭或企业，都可获得州政府的多项补助，其中包括享受30%的减税优惠，减少30%的安装成本等。考虑到美国国土幅员

　　光伏产业*研究现状

　　中国作为目前世界上经济发展*迅速的经济体，在光伏发电领域的技术和应用只是处于世界的下游水平。其中的主要原因是国内还没有掌握太阳能光伏电池所需要的多晶硅提纯技术，该技术目前被国外的大企业所垄断，因而国内生产太阳能光伏电池的成本很高。光伏发电的成本是一般发电成本的数倍，也因此造成无法广泛普及。

　　现在，由于国际上对于太阳能光伏电池的需求日益庞大，越来越多国内企业成为光伏电池的OEM工厂，并且借此机会不断发展壮大。美国的新能源政策为国内光伏企业提供了一个发展良机，一些国内的行业龙头已经开始在美国成立承包光伏发电项目的子公司，积极进军当地光伏发电市场。

　　中国的光伏产业有95%的市场都在国外，国内的应用还是十分有限。长期来看，中国再不广泛应用太阳能光伏发电技术，中国经济发展所遇到的能源问题将会越来越严重，能源问题必定成为中国经济发展的巨大障碍。中国是太阳能资源丰富的国家之一。中国有荒漠面积108万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区。1平方公里面积可安装100兆瓦光伏阵列，每年可发电1.5亿度;如果开发利用1%的荒漠，就可以发出相当于中国2003年全年的耗电量。目前，在中国的北方、沿海等很多地区，每年的日照量都在2000小时以上，海南更是达到了2400小时以上，是名副其实的太阳能资源大国。可见，中国具备了广泛应用光伏发电技术的地理条件。

　　中国政府在近年内也出台了一些关于发展新能源的政策。其中以*近出台的《关于实施金太阳示范工程的通知》*为引人注目。该通知重点支持用户侧并网光伏发电、独立光伏发电、大型并网光伏发电等示范项目建设，以及硅材料提纯、并网运行等光伏发电关键技术产业化和相关基础能力建设，并根据技术先进程度、市场发展状况等确定各类示范项目的单位投资补助上限。对并网光伏发电项目，原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助;其中偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助;对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目，主要通过贴息和补助的方式给予支持。

　　这一政策推动中国从光伏电池的代工工厂逐渐成为太阳能光伏发电强国。对于这一历史良机，国内光伏企业所面对同行的挑战其实更为严峻。只有不断地提升光伏产品质量，打通国内、国际销售渠道，才能更好地利用机会，将企业做大做强。

　　光伏产业*面临的问题

　　技术困境 光伏人才紧缺 过度依赖国际市场

　　技术困境

　　目前我国光伏企业的自主研发实 力普遍不强，主要的半导体原材料和 设备均靠进口，技术瓶颈已严重制约 我国光伏产业的发展。

　　光伏人才紧缺

　　**1200多所高职院校中，真正开设光伏 发电技术应用专业的不超过30家。 光伏产业大 部分需要的是复合型技能人才，巨大的缺口亟待 高职毕业生填补。 某知名太阳能公司负责人也表示：光伏产业 蓬勃发展，太阳能的应用领域愈来愈广，但是专 业对口的人才太少了，每年缺口约有20万。

　　过度依赖国际市场，国内5%;国际95%。

　　光伏产业*发展历程

　　世界上*早开始研究太阳能要追溯于1839年法国物理学家贝克勒尔**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**个单晶硅光伏电池;1959年**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**并入常规电网;1969年世界上**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*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*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。**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。**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*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**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。

　　光伏产业*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*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。

　　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*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。**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*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���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**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**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，**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。

　　光伏产业*市场前景

　　如今，世界光伏产业的***非德国、日本莫属。这两个并不具有得天独厚的太阳能光伏发电条件的国家为何成功?其背后的原因应该引起我们的关注。

　　全球变暖以及能源价格的高企，倒逼日本这样一个能源缺乏的国家将光伏产业放在了国家发展的优先地位。日本经济产业省运用各种措施，发展本国的光伏产业，包括“新阳光工程”、“5年光伏发电技术的研究与开发计划”和“住宅光伏系统推广计划”。相关资料显示，日本经济产业省在1993年开始实施“新阳光工程”，布局建立日本本土的太阳能光伏产业和太阳能市场。通过一系列的政府资助和相关研究、开发、示范，在太阳能电池制造技术和降低成本方面取得了长足进步。在此过程中，日本不仅拥有了多家世界**的太阳能公司，为50万户家庭安装了太阳能屋顶系统，同时，日本也结束了对屋顶系统的政府资助，光伏产业完全具备了和其他电源竞争的能力。

　　与日本相比，中国的太阳能光伏产业还处于初级阶段，尚未实现大规模装机。中国的光伏产业可以借鉴日本的哪些经验呢?中投顾问新能源行业研究员沈宏文在接受本报采访时表示，可以借鉴的经验主要有以下几点：

　　首先，政府对光伏产业大力支持，接连出台相关政策。日本从20世纪70年代便把太阳能发展作为未来能源战略的一部分，从那时起便不断出台支持政策。纵观日本政府政策出台的思路：实行高额补贴，推动光伏企业研发和投产的积极性，表明了国家对新能源的鼓励态度。同时解决并网发电系统的运用问题，免除企业的后顾之忧。之后向民用系统倾斜，扩大装机量。根据中国目前的情况，一开始就高额补贴可能会起到相反的效果，但日本政府光伏政策的思路还是值得借鉴的。

　　其次，企业坚持不懈，把光伏发电的经济效益和社会效益相结合。在日本刚发展光伏产业时，很多企业的光伏业务收入占总收入的比例不到10%，但由于企业都认识到了光伏产业的前景，依旧高投入进行光伏研发。如今，日本的光伏企业成就斐然。根据中投顾问发布的《2010-2015年中国太阳能光伏发电产业投资分析及前景预测报告》显示，日本夏普公司2000-2006年连续七年占据全球太阳能电池产量榜首位置，此外，夏普、京都陶瓷等日本企业的科技研发水平也处于世界前列。

　　*后，日本民众节约环保意识强。日本国民从小就接受了节能环保的教育，对国家的环保政策强烈支持，积极响应国家号召，在很大程度上促进了太阳能光伏系统普及率的提升。　　 另外，中投顾问研究总监张砚霖也指出，日本发展光伏产业的经验，还有一点值得借鉴，那就是注重人才的培养。一个产业的发展，离不开高素质的人才队伍，日本政府对太阳能专业人才培养的高投入取得了良好的效果，不仅促进了光伏产业的发展，更减轻了就业压力。 　 尽管这些政策是否符合中国光伏产业发展的“胃口”还有待进一步讨论，但中国不妨从日本光伏产业发展经验中汲取一些养分，让国内的光伏产业少走一些弯路。

　　光伏产业*政策导向

　　《关于实施金太阳示范工程的通知》 该通知重点支持用户侧并网 光伏发电、独立光伏发电、大型并网光伏发电等示范项目建设，以 及硅材料提纯、并网运行等光伏发电关键技术产业化和相关基础能 力建设，并根据技术先进程度、市场 光伏产业发展状况等确定各类 示范项目的单位投资补助上限。对并网光伏发电项目，原则上按光 伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助;其中偏远 无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助;对于光伏 发电关键技术产业化和基础能力建设项目，主要通过贴息和补助的 方式给予支持。