中国光伏发电的现状和展望

二、世界光伏产业现状和发展预测

    太阳电池是利用材料的光生伏打效应直接将太阳能变成电能的半导体器件，也称光伏电池。1954 年，第一块实用的硅太阳电池（η＝6％）与第一座原子能发电站同时在美国诞生，1959 年太阳电池进入空间应用，1973 年能源危机后逐步转到地面应用。

    光伏发电分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源，阴极保护，太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。

    并网光伏发电系统是与电网相连并向电网馈送电力的光伏发电系统。目前从技术上可以实现的光伏发电系统并网的方式有：屋定并网发电系统和沙漠电站系统。屋顶系统是利用现有建筑的屋顶有效面积，安装并网光伏发电系统，其规模一般在几个kWp 到几个 MWp 不等。沙漠电站则是在无人居住的沙漠地区开发建设大规模的并网光伏发电系统，其规模从10MWp 到几个GWp 的规模不等。

    近年来，世界太阳电池年产量迅速增加，连续8 年增速在30%左右，2004 年的年增长率甚至超过60%，达到1200MW。图二给出世界历年太阳电池产量：

三、中国光伏发电市场和产业现状

    3.1 中国太阳电池的市场发展
    我国于1958 年开始研究太阳电池，于1971 年成功地首次应用于我国发射的东方红二号卫星上。于1973 年开始将太阳电池用于地面。我国的光伏工业在80年代以前尚处于雏形，太阳电池的年产量一直徘徊在10KW 以下，价格也很昂贵。

    由于受到价格和产量的限制，市场的发展很缓慢，除了作为卫星电源，在地面上太阳电池仅用于小功率电源系统，如航标灯、铁路信号系统、高山气象站的仪器用电、电围栏、黑光灯、直流日光灯等，功率一般在几瓦到几十瓦之间。在“六五”(1981－1985)和“七五”(1986－1990)期间，国家开始对光伏工业和光伏市场的发展给以支持，中央和地方政府在光伏领域投入了一定资金，使得我国十分弱小的太阳电池工业得到了巩固并在许多应用领域建立了示范，如微波中继站、
部队通信系统、水闸和石油管道的阴极保护系统、农村载波电话系统、小型户用系统和村庄供电系统等。同时，在“七五”期间，国内先后从国外引进了多条太阳电池生产线，除了一条1MW 的非晶硅电池生产线外，其它全是单晶硅电池生产线，使得我国太阳电池的生产能力猛增到4.5MWp/年，售价也由“七五”初期的80 元/Wp 下降到40 元/Wp 左右。

     九十年代以后，随着我国光伏产业初步形成和成本降低，应用领域开始向工业领域和农村电气化应用发展，市场稳步扩大，并被列入国家和地方政府计划，如西藏“阳光计划”、“光明工程”、“西藏阿里光伏工程”、光纤通讯电源、石油管道阴极保护、村村通广播电视、大规模推广农村户用光伏电源系统等。进入21 世纪，特别是近3 年的“送电到乡”工程，国家投资20 亿，安装20MW，解决了我国800 个无电乡镇的用电问题，推动了我国光伏市场快速、大幅度增长。
    与此同时，并网发电示范工程开始有较快发展，从5kW、10kW 发展到100kW 以上，2004 年深圳世博园1MW 并网发电工程成为我国光伏应用领域的亮点。截止2004 年底，我国光伏系统的总装机容量约达到65MW。

    深圳、汕头、广州和浙江等地，大量出口太阳能庭院灯，年销售额达5 亿之多。庭院灯用的电池片通常进口，然后用胶封装，工艺简单。所用电池片每年达6MW 之多，是太阳电池应用的一个大户(这部分未入统计)。

    3.2 中国太阳电池的产业化现状
    上世纪七十年代末到八十年代中，我国一些半导体器件厂开始利用半导体工业废次单晶和半导体器件工艺生产单晶硅太阳电池，我国光伏工业进入萌发时期。八十年代中后期，我国一些企业引进成套单晶硅电池和组件生产设备，以及非晶硅电池生产线，使我国光伏电池∕组件总生产能力达到4.5MW，我国光伏产业初步形成。九十年代初中期，我国光伏产业处于稳定发展时期，生产量逐年稳步增加。九十年代末我国光伏产业发展较快，设备不断更新。2003 年、2004 年在我国《送电到乡》工程及国际市场推动下，一批电池生产线、组件封装线、晶硅锭∕硅片生产线相继投产和扩产，使我国光伏产业的能力有大幅度上升，我国光伏产业进入全面快速发展时期。截止2004 年底，我国光伏产业总的年生产能力为：组件150MW，电池生产67MW，硅锭∕硅片生产54MW；生产量约为组件100MW，电池42MW(其中非晶硅4MW)，硅锭∕硅片46MW。

    最近3 年由于《送电到乡》工程和国际市场的推动，我国太阳电池∕组件生产迅速增长，2004 年的产量是2002 年的6 倍。电池和组件性能不断提高，商业化电池效率由八十年代的10－12％提高到12－14％。太阳电池∕组件成本20 年来不断降低，售价由八十年代初的65－70 元∕Wp 降到2003 年的24－28 元∕Wp，2004 年由于太阳级硅国际性紧缺，售价又回升到28－32 元∕Wp。2004 年我国太阳电池的实际产量达到50MWp，国内光伏市场消化掉不到10MWp 的光伏组件，产品绝大部分出口到国外。

    虽然我国光伏产业发展迅速，产业规模和技术水平都有相应提高。但同发达国家相比，仍存在很大差距，如：专用原材料国产化程度不高，品种不全，已经实现国产化的材料和部件，其性能比国外偏低，如银、铝浆、EVA 等。组件封装低铁绒面玻璃、TPT 尚未投放市场。

    光伏产业链上游小、下游大的不平衡状态，其中最严重的是太阳级多晶硅生产是空白，完全依赖进口。其它环节的差额部分需要进口，如电池片、硅锭∕硅片，配套材料等，如图5 所示。

    产业设备设计水平和制造能力落后。多晶硅铸造炉、线锯、破锭机完全需要进口；PECVD 氮化硅沉积设备、丝网印刷机、电池片分选机、串联焊接机等性能均不能满足现代化生产需要。这些设备都需要全套引进，等等。

    这些差距同研发基础和工业基础薄弱有关。企业通过引进消化吸收能够在短时间内建立起现代光伏产业，但配套的专用材料和设备一时还跟不上，其中太阳级多晶硅材料尤其突出。国家应组织光伏产业同化工、机电设备制造产业联合攻关，同时积极寻求国际合作，以太阳能级硅为切入点，避开半导体级硅的技术封锁。

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