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《2009年上半年光伏产业调查研究报告》(二)
PV001光伏网资讯频道  2010-04-13 15:57:32  我要投稿 手机看新闻

三、光伏产业链介绍

  在以多晶硅为太阳能光电转换材料的光伏行业中光伏产业链包括多晶硅原料生产、硅棒、硅锭生产、太阳能电池片制造、组件封装、光伏产品生产和光伏发电系统等环节。在产业链中,从多晶硅到电池组件,生产的技术门槛越来越低。

  1.多晶硅料
  多晶硅料的提炼需要较大资金投入、较多能源消耗(每生产1千克多晶硅料需要耗电200-500度)和较高技术门槛。目前国际上生产高纯度多晶硅料的生产工艺85%以上采用改良西门子法。它是利用氯气和氢气合成HCl,HCl和工业硅粉在一定的温度下合成SiHCl3,然后对SiHCl3进行分离精馏提纯,提纯后的SiHCl3在氢还原炉内进行化学气相沉积反应得到高纯多晶硅料。这种高纯多晶硅料的纯度要求较高,一般需达到99.9999%以上。

  2.铸锭切片
  多晶硅料需要转化成单晶硅棒或多晶晶锭后才能把它进一步加工成硅片、电池和组件。单晶硅棒生产最常用的工艺就是直拉法。在这个过程中,多晶硅料放入石英坩埚中,经过加温后缓慢融化,浸入一根具有一定晶向的籽晶,经过缩颈、放肩、转肩、等径、收尾生长和冷却过程,完成一根单晶的生长过程。多晶晶锭生产最常用的工艺是铸锭法。在这个过程中,多晶硅放入石英坩埚中,经过加热、融化、长晶、退火和冷却,完成一个多晶晶锭的生长过程。把单晶硅棒或多晶晶碇切割成硅片,目前基本上采用的是多线切割技术。将硅棒或硅锭经表面整形、定向、切割、研磨、腐蚀、抛光、清洗等工艺,加工成符合特定要求的硅片。硅片的厚度已经从2004年的主流厚度270um发展到现在的200um为主。目前,国际上部分厂家量产的硅片厚度可以达到180um。经历两年左右的发展,硅片的利用率已经提高了32%以上。由于拉晶炉和铸晶炉比较便宜,且已基本上实现了国产化,再加上技术门槛较低,因此,近年我国新上了一大批拉棒切片项目。

  3.晶硅电池
  拉棒切片的下一个环节就是生产太阳能电池,太阳能电池分为晶体硅电池和薄膜涂层电池两大类。晶体硅电池占据了90%以上的市场份额,其中单晶硅电池的转换效率最高。多晶硅电池的转换率也突破了16%。制造太阳能晶硅电池需要经过很多工艺,其中包括硅片清洗、表面制绒、扩散制结、去磷硅玻璃、等离子刻蚀、镀减反射膜和丝网印刷等。

  4.电池组件
  为了满足太阳电池的实际使用要求,须将若干单体电池按电性能分类进行串并联,经过封装后组合成可以独立作为电源使用的最小单元,这个独立的最小单元称为太阳电池组件。太阳电池组件由光伏电池和金属框架、玻璃盖片、电缆引线还有粘结剂等组成。在封装过程中,单体太阳电池之间是用金属导电带串联或并联焊接在一起的。目前常用的晶体硅太阳电池封装一般是依次将钢化白玻璃—EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)—光伏电池片—虹吸玻璃—EVA—PVF(聚氟乙烯)复合膜叠起,放入层压封装机内进行封装,再组装上导线、接线盒、边缘密封带及金属柜架,就完成了整套组件的封装工艺。在整个光伏产业链条中,太阳能电池组件封装的资金和技术门槛最低。多数设备已实现国产化,且价格比较便宜。由于电池片越来越薄,为了减少破碎率,一些企业习惯依靠手工操作。采取OEM代工方式,可进一步减少流动资金占用。近年来,电池组件这一环节发展最为迅速。

  5.光伏系统(制造)
  光伏系统定义:光伏系统是利用太阳电池组件(太阳能电池板)和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统。一般我们将光伏系统分为独立系统、并网系统。

  光伏发电系统由电池方阵、蓄电池组、控制器和逆变器等组成。电池方阵是由多块光伏电池组件串联、并联构成的阵列,其作用是将太阳能转换为电能。蓄电池组由多只蓄电池串联或并联组成,其作用是贮存光伏电池方阵发出的电能,并可随时向负载供电。控制器是防止蓄电池组被电池方阵过充电和被负载过放电,使蓄电池组使用达到最佳状态的中心控制设备。逆变器是光伏发电系统的电源转换设备,其作用是将直流电转换为单相或者三相交流电。由于电池组件是半导体材料,控制器和逆变器是电子设备,蓄电池是化学装置,所以发电系统无转动部件,运行可靠,故障率低,一次投资可保证20年不间断供电。

  发电系统按运行方式可分为离网运行系统和并网运行系统两大类。其中,离网运行系统主要用于为公共电网难以覆盖的边远农村、牧区和海岛的农、牧、渔民提供基本生活用电,为通信中继站、沿海与内河航标、气象台站及边防哨所等特殊场合提供电源。光伏并网运行系统把太阳能转化为电能,不经过蓄电池储能,直接通过并网逆变器把电能送上电网。光伏并网发电是当今世界太阳能发电技术发展的主流趋势。

来源:互联网转载

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