太阳能行业分析报告
—光伏发电行业分析

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【摘要】太阳光伏发电是世界上节约能源、倡导"绿色电力"的一种主要的高新技术产业。我国政府在"十五"期间将拨款100亿元促进以光伏发电、风力发电为代表的新能源行动计划。光伏发电产业在中国及世界各国正以前所未有的速度迅猛发展，其中尤以中国举世瞩目。光伏市场虽然逐年发展和扩大，但在市场培育和开拓方面还缺乏相应的支持政策、法规、措施，投入少，市场发展迟缓。对比之下，国外各大公司和世界银行对开拓中国光伏市场表现出极大兴趣和热心。八十年代以来，即使是在世界经济从总体上处于衰退和低谷的时期，光伏发电技术的发展也一直保持着10％-15％的速度。九十年代后期发展更为迅速，成为全球增长最快的高新技术产业之一。截止至2001年底，全世界光伏电池的总保有量已达到1000兆瓦以上。世界银行通过GEF（全球环境基金）项目向中国赠款2500万美元用于光伏市场开拓，总计10MW户用光伏发电系统；荷兰政府向新疆赠送近10万套户用光伏电源系统，价值1500万美元；日本、美国、欧洲的一些公司也都有过类似的赠送和示范项目，这对我国光伏事业的发展无疑是起着推动和催化作用。
报告以详实的数据分析了光伏发电在中国的巨大市场前景及发展方向。
【主要结论】
.. 优势：我国具有丰富的太阳能资源以及潜在的巨大市场，经过20多年的艰苦努力，已经为光伏发电更大发展和更大规模应用奠定了良好基础。为配合西部大开发，我国政府实施了“阳光计划”、“乘风计划”和“光明工程”等
.. 劣势：我国太阳能光伏发电起步较晚，虽然，近几年发展较快，但总体规模较小，2002年累计装机容量达40MW，不到世界的1％。
.. 机会：我国地域广大、人口众多，7000万人生活在无电地区，光伏发电的潜在市场非常巨大。
.. 风险：要实现完全商业化的目的，进一步扩大市场，还要争取消除制约发展的市场障碍，主要体现在生产成本、建设规范、资金、政策和市场开发等方面。 SUNNY WAY 第 2 页 共 62 页
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目 录
第一章 背景.................................................................................................................5
一、光伏发电的发展历史.....................................................................................5
二、中国光伏发电的发展历史.............................................................................7
第二章 光伏发电技术现状与发展趋势.....................................................................9
一、产业发展与产品市场状况.............................................................................9
二、太阳能光电产品的应用...............................................................................10
三、太阳电池的技术及其发展...........................................................................11
3．1太阳电池的发展历史...........................................................................11
3．2 太阳电池的应用..................................................................................12
三、发展趋势.......................................................................................................13
第三章 中国光伏发电技术的现状和问题...............................................................13
一、产业及产品现状...........................................................................................13
二、研究开发活动...............................................................................................14
三、光伏工业.......................................................................................................16
四、光伏发电的应用和市场...............................................................................17
五、我国光伏工业和市场的发趋势...................................................................18
六、促进发展的若干建议...................................................................................20
第四章 光伏发电材料分析.....................................................................................22
一、产业竞争.......................................................................................................22
1．1美国的优势和日本的堰起...................................................................23
二、美国、日本、欧盟及中国台湾地区的PV工业路线图...............................24
2．1 美国光伏工业路线图(2000年—2020年)........................................24
2．2日本光伏工业路线图(2000年—2030年).........................................26
2．3欧盟光伏工业路线图...........................................................................29
2．4中国台湾地区光伏发展状况分析.......................................................31
三、第二代太阳电池——薄膜太阳电池...........................................................35
3．1非晶硅电池...........................................................................................36
3．2 铜锗硒电池（CIS）............................................................................37
3．3碲化镉电池(CdTe)...............................................................................38
四、第三代太阳电池...........................................................................................38
4．1叠层电池...............................................................................................39
五、展望...............................................................................................................40
5．1我国PV工业发展计划的宗旨...............................................................40
5．2 光伏企业作为我国规划光伏工业发展的核心..................................41
5．3我国光伏工业的国际市场份额...........................................................41
5．4知识产权...............................................................................................42
5．5技术发展的重点...................................................................................42
5．6新一代PV系统.......................................................................................42
第五章 我国发展光伏发电市场分析.......................................................................43
一、市场背景.......................................................................................................43
2．1世界光伏发电市场的进展...................................................................43
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2．2 中国光伏发电市场前景......................................................................45
二、光伏配套产品的技术现状和进展...............................................................47
三、存在的主要问题...........................................................................................50
3．1生产成本...............................................................................................50
3．2建设规范和技术标准...........................................................................50
3．3资金障碍...............................................................................................51
3．4政策障碍...............................................................................................51
3．5市场开发障碍.......................................................................................51
四、光伏发电前景展望.......................................................................................51
五、结论及建议...................................................................................................52
5．1远离电网地区的电力建设...................................................................52
5．2光伏屋顶并网发电...............................................................................52
5．3光伏发电工程项目...............................................................................52
第六章 光伏发电企业介绍.......................................................................................53
一、桑普光电技术有限公司...............................................................................53
二、贺田工业有限公司.......................................................................................54
三、无锡尚德太阳能电力有限公司...................................................................55
3．1 公司简介..............................................................................................55
3．2尚德产品优势.......................................................................................55
3．3尚德晶体硅太阳电池的特点...............................................................56
3．4尚德晶体硅太阳电池组件的特点.......................................................56
3．5尚德产品国际认证书...........................................................................57
四、山东天惠阳光节能设备有限公司...............................................................57
五、天威英利新能源有限公司...........................................................................58
六、深圳市创益科技发展有限公司...................................................................58
七、宁波太阳能电源有限公司...........................................................................59
八、济南龙普新能源有限公司...........................................................................59
九、上海交大国飞绿色能源有限公司...............................................................60
十、武汉日新科技有限公司...............................................................................61
附录1 《中国电力行业分析报告》
附录2 《中国电池行业分析报告》
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第一章 背景
一、光伏发电的发展历史
17世纪以来，世界人口数量增长了12倍，由5亿增加为60亿，而能源需求增长了150倍，由１亿吨标煤增加到150亿吨标煤。总有一天要消耗殆尽的化石能源，不时地提醒我们，21世纪我们向何处取能？人们把目光转向了化石能源之外的水能、风能、太阳能、海洋能和地热能等。 1839年，法国科学家贝克雷尔发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。 一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成，其系统图如下：
图1－1 太阳能发电系统 SUNNY WAY 第 5 页 共 62 页
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从太阳能获得电力，需通过大阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：
.. 无枯竭危险；
.. 绝对干净（无公害）；
.. 不受资源分布地域的限制；
.. 可在用电处就近发电；
.. 能源质量高；
.. 使用者从感情上容易接受；
.. 获取能源花费的时间短。
不足之处是：
.. 照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；
.. 获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。
太阳能光伏发电产业是20世纪80年代以后世界上增长最快的高新技术产业之一。最近10年的年平均增长率为22％　从1991年的55 MW增加到2001年的400MW，最近5年的年平均增长率为35％。从1996年的88 MW增加到2001年的400MW，2002年达到了540MW，到2002年底，世界太阳能光伏发电装机已达到约2000MW，年发电量约30亿千瓦时。
图1－2 近10年世界光伏发电的反展 近10年世界光伏发电的发展（单位：MW）050010001500200025001991年1996年2001年2002年2003年系列1
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总体来看，世界光伏发电主要集中在发达国家，特别是集中在日本、德国和美国3个经济强国，约占世界光伏发电市场的80％。为此，许多发达国家制定了光伏屋顶计划，通过政府补贴和电价政策，鼓励各种建筑安装光伏发电系统。1997年美国和欧洲相继宣布“百万屋顶光伏计划”，日本1997年补贴“屋顶光伏计划”的经费为9200万美元。美国计划到2010年安装1000～3000MW太阳电池，日本的目标是7600Mw。印度计划1998-2002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50MW。
二、中国光伏发电的发展历史
我国具有丰富的太阳能资源，全国有2／3以上的地区年日照时数在2000小时以上。我国太阳池的研究始于1958年, 1959年研制成功第1个有实用价值的太阳电池。1971年3月首次成功地应用于我国第2颗卫星上，1973年太阳电池开始在地面应用，1979年开始生产单晶硅太阳电池。80年代中后期，引进国外太阳电池生产线或关键设备，初步形成生产能力达到4.5MW太阳能光伏产业。我国太阳能光伏发电始于上世纪70年代，首先在卫星和海港浮标灯上应用，之后逐步进入到工业、农业、商业和通讯等公用设施部门，近年来在解决无电地区用电方面发挥了重要的作用。并有了数家完整的电池和组件生产企业，总生产能力15MW，电池和组件性能不断提高，商业化电池的效率已达到12％～14％，比世界水平要低1～2个百分点，到2002年，我国光伏发电累计装机容达到40MW。
图1－3 近30年中国光伏发电状况 近30年中国光伏发电状况（单位：MW）4.5154005101520253035404580年代末90年代末20世纪末
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图1－4 中国制造的100w的光伏发电系统
如果说二十世纪是石油的世纪，那么二十一世纪就是太阳能的世纪，我们要充分利用好世界大力发展太阳能的契机，实现我国能源结构跨世纪的调整。
中国工程院院士张耀明指出，缓解我国的能源紧张局面，太阳能产业大有可为。我国能源消耗量的快速增长期，恰巧出现在全球廉价和易开发的石油资源趋于枯竭的时候，我国已经探明的常规能源剩余储量也十分有限。同时，大量化石燃料的使用，也产生了诸多酸雨，气候变暖，生态恶化等一系列的环境问题。能源的潜在危机和生态环境的恶化使世界各国积极开发包括太阳能在内的新能源及可再生能源。我国也不能例外，大力发展新能源和可再生能源将是满足持续增长的能源需求的主要解决办法。张耀明特别指出，我国属太阳能丰富的国家之一，每年陆地面积接受的太阳辐射能相当于2.4万亿吨标准煤，约等于上万个三峡工程发电量的总和。如果能够将这些太阳能有效利用，对于缓解我国的能源问题、保护生态环境、保证经济发展过程中能源的持续稳定供应都将具有重大而深远的意义。
目前我国的太阳能利用技术不断取得进展和重大突破，这些技术主要集中在直接的太阳光采集照明技术，太阳能光伏发电技术和太阳能热利用技术等几个方面。其中太阳能热利用技术，是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一，主要指太阳能热水器、太阳能热发电、太阳能空调调温、
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太阳房等几个方面。
张耀明介绍，世界现有的太阳能热发电系统大致有三类：槽式线聚焦系统、碟式系统和塔式系统，而塔式系统具有规模大、热损耗小、聚光比和温度较高等特点，是三种热发电系统中发电成本最低的一种。大力发展塔式太阳能热发电技术，将会给我国紧张的能源问题带来革命性的解决方案。
第二章 光伏发电技术现状与发展趋势
一、产业发展与产品市场状况
太阳能发电分光热发电和光伏发电。其中，不论产销量、发展速度和发展前景、光热发电都赶不上光伏发电。而且因为光伏发电普及较广，而接触光热发电较少，通常民间所说的太阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电，简称光电。光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。
太阳能光伏发电的最基本元件是太阳电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。国产晶体硅电池效率在10－13％左右，国外同类产品效率约12－14％。由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。2002年全球太阳电池和光伏组件产量约600MW，其中日本占45％，美国25％，欧洲约22％。日本是光伏产业发展最快的因家，在不到10年的时间里超过了美国，2001年世界10大太阳电池生产厂，日本就有4家，分别是夏普。京都陶瓷、三洋和三菱。欧美发达国家大都制订了“阳光计划”，并采取措施鼓励居民安装太阳能发电系统，比如部分赠款、无息贷款和“种子基金”等，并以高出普通电价几倍的价格购买居民家中多余的太阳能电量。 我国太阳能光伏发电产业近几年发展较快，但总体规模较小，2002年累计
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装机容量达40MW，不到世界的1％，为配合西部大开发，我国政府实施了“阳光计划”、“乘风计划”和“光明工程”等，利用太阳能发电和风力发电为解决西部广大无电地区农牧民生活生产用电，这一工程配套资金20多亿人民币。我国光伏发电产品的市场主要在西部，另有部分产品出口，如组件、小系统和日用太阳能电子产品等。由于国内太阳能电池晶片产量远远不能满足需求，许多厂家进日大量电池片封装组件。在光伏产业方面，深圳占有部分江山，产品加工能力、产品质量和销量在国内外都有一定的影响。因此，我国政府应加大扶持力度，使之扩大规模发展成为产业群，进而成为深圳的一个经济增长点。 太阳能光伏发电产业增长迅速，不仅因为它是具有许多优点的清洁能源，一个更诱人的动因是，在太阳能与建筑一体化的过程中，太阳电池组件比太阳能热水器与建筑更有亲合力。太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，国外己有非常好的案例。因此，太阳能光伏发电技术与建筑结合方面，将具有良好的经济效益，前途无限。
二、太阳能光电产品的应用
.. 太阳能光电产品可以充分使用在房地产小区的草坪、景观设施、小径、停车场、过道、游泳池周围、楼道、露台等公共照明范围；
.. 太阳能光电产品可以充分使用在市政工程的街道、高架桥、公园、绿化带、 广场、码头等公共照明区域；
.. 太阳能光电产品可以为学校、医院、厂区等公共场所提供照明用电；
.. 太阳能光电产品可以为边远山区、岛屿、游牧民族、边防哨所、野外科考、 流动勘探等范围提供生活照明用电；
.. 太阳能光电产品可以为通信基站、高速公路、野外广告提供稳定电源。
太阳能光电产品随着行业的技术升级、科技日新月异的发展，将使用到人们更广阔的日常生活中。
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三、太阳电池的技术及其发展
3．1太阳电池的发展历史
太阳电池的地面应用，长期受到价格昂贵的制约．它的发展大体可以分为三个阶段：
.. 起步：从70年代至80年代中期，世界光伏发电累积装机容量只有30MW左右，主要 用于无电网地区和特殊场合作为独立电源系统。
.. 成长：80年代末一1996年，在世界各国大规模国家光伏发展计划的推动下，世界光伏工 业平均年增长率达到13%．在太阳电池效率不断上升的同时，随着制造规模的扩大，成本持续下降。
.. 大发展：1997年以后(2002年)，受到日、德、美等西方发达国家屋顶计划的刺激，世界光伏工业的发展加速，平均年增长率达到36％，发电方式也从离网应用发展到并网发电．目前世界光伏发电累积装机容量已经超过1500MW；太阳电池商用组刊：效率达到15--18％商用发电成本在0．15~0．25美元仟瓦时之间，在不少领域和地区已经具有相当强的竞争力。2002年世界光伏工业产量已达595 MWp，相当于15亿美元，正在形成规模宏大的产业。
2002年8月Mr. Harry Shimp (BP Solar总裁)宣称：世界最终将走向可再生能源．在20-25年后液态碳氢化合物的储量开始下降．我们现在正处于这样的一段时间窗口，从传统能源转变到可再生能源。
为了使光伏发电能够替代相当一部分传统能源，使能源结构发生重大的变化，成为二十一世纪最重要的基础能源之一，还需要光伏工业和技术有20-30年持续的加速发展．光伏界任重而道远。然而，只要不断引入新工艺，进行深入的基础研究，这是可以实现的。日本、欧洲和英国不同地区的市场开拓计划，增加了太阳电池的市场需求，光伏将长期保持高速度增长，即便有时由于经济环境的影响，暂时有些波动，也不会改变这一长期发展趋势．Royal Dutch／Shell认为，未来儿十年，将迎来可再生能源的高速增长。 SUNNY WAY 第 11 页 共 62 页
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3．2 太阳电池的应用
3．2．1 用户太阳能电源：
.. 小型电源10-100W不等，用语边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；
.. 3-5KW家庭屋顶并网发电系统；
.. 光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
3．2．2 交通领域：如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
3．2．3 通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
3．2．4 石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
3．2．5 家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
3．2．6 光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。
3．2．7 太阳能建筑：将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。
3．2．8 其他领域包括：
.. 与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；
.. 太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统；
.. 海水淡化设备供电；
.. 卫星、航天器、空间太阳能电站等。
目前美国、欧洲各国特别是德国及日本、印度等都在大力发展太阳电池应用，开始实施的"十万屋顶"计划、"百万屋顶"计划等，极大地推动了光伏市场的发展，前途十分光明。
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三、发展趋势
表2-1发电的光伏电的价格、组件效率，系统寿命和成本变化情况
年份
光伏电的价格（美分/ kWh）
组件效率%
光伏系统寿命a
光付系统成本（美元/Wp）
1991
40~75
5~14
5~10
10~20
1995
25~50
7~17
10~20
7~15
2000
12~20
10~20
>20
3~7
2010~2030
<6
15~20
>30
1~1.5
表2-1说明，自1996年以来，世界光伏发电高速发展。表现在几种主要太阳电池效率不断提高，总产量年增幅保持在30%~40%，1998年已达200MWp/a；应用范围越来越广，尤其是光伏技术的屋顶计划，为光伏发电展现了无限光明的前途。1998年在维也纳第二届全球光伏技术大会上，会议主席施密特教授指出：“光伏将在21世纪上半纪取代原子能而成为全球能源，唯一的问题是2030年还是2050年最终实现”。如果施密特教授的预言得以实现，则太阳能世纪将在21世纪到来。
第三章 中国光伏发电技术的现状和问题
一、产业及产品现状
我国13亿人口的大约80％居住在农村。虽然中国经济在最近20多年有了较快的发展，但能源问题对经济和环境的影响比较严重，农村则更为突出。中国能源供应中煤占一次能源总消耗的73％～75％，占主导地位。煤的直接燃烧给环境带来严重影响。从环境和能源双重考虑，我国政府计划并采取有效措施发展可再生能源技术。我国有丰富的太阳能资源，2/3以上国土面积的年总日照量超过5GJ/M2、年平均日照超过2，200小时，有开发利用太阳能的有利条件。我国太阳能光伏技术开始于20世纪70年代，开始时主要用于空间。70年代周期后，光伏应用逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。光伏发电在改善人民生活条件方面已发挥着重要作用，并将在21世纪可持续发展中发挥更大作用。
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二、研究开发活动 目前大约有40多个研究机构和大学参与光伏研究开发活动。研究领域涉及太阳电池、光伏材料、光伏系统和部件等。 2.1太阳电池
在太阳电池方面，研究开发的最好结果如下：
表3－1 我国各种电池目前最好的效率水平
2.l.l 高效单晶硅太阳电池 高效单晶硅电池的研究包括钝化发射区太阳电池（PESC），倒金字塔织构化选择性发射区电池（IPSE），激光和机械刻槽埋栅电池（LGBC和MGBC）．
.. IPSE太阳电池
IPSE太阳电池的结构如图3－1所示。该电池采用了倒金字塔织构化、热氧化钝化、选择性发射区扩散、减反射涂层、背表面场和脉冲电镀等技术。电池率达到19.79%(Voc=656.1mV,Jsc=37.4mA/cm2,FF=0.806,Area=4.a4cm2,Am1.5,25℃）。
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图3－1 IPSE 太阳电池的结构
.. LGBC和MGBC太阳电池
与IPSE电池相比，LGBC和 MGBC电池的工艺要简单得多，仅有一个氧化步骤，省上了栅线蒸发和多个光刻腐蚀步骤。在LGBC和MGBC电池的实验中分别使用了FZ、CZ和太阳级硅片，电池的结构如图3－2所示。该电池的制备采用了化学表面织构化、激光和机械刻槽、热氧化钝化、选择性发射区扩散、减反射涂层、背表面场、化学镀埋栅接触等技术，电池最好效率如表2－2所示。选择性发射区由沿表面的均匀发射区n+和槽内重掺杂n++区两部分组成。扩散采用固态磷源。如图3－1和图3－2所示，IPSE，LGBC和 MGBC电池均为全铝背表面场结构。
图3－2 LGBC和MGBC太阳电池结构 表3－2 IPSE、LGBC和MGBC太阳电池的性能（AM1.5. 25℃）
注：美国国家可再生能源实验室测试
2.1.2多晶硅太阳电池 多晶硅电池在常规工艺基础上采用了磷吸杂、热氧化钝化、铝背表面场等技术。实验中使用的硅片由Bayer solar提供。实验中1 cm2和10 x 10cm2的电
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池效率分别达到14.53％(Voc=595.0mv,Jsc=34.23mA/cm2,FF=0.7129,AM1.5,25℃)和12.5％(Voc=593.4mV，Jsc27.45mA/cm2，FF=0.7671，AM1.5，25℃）。 2.1.3薄膜太阳电池 我国为地面应用研制的薄膜太阳电池包括非晶硅电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉（CdTe）电池和硒钢钢（CIS）电池等。研究工作主要分布在研究所和大学中。电池特性如表1所示。其中在非活性硅（0.005Ωcm）衬底上多晶硅薄膜电池、CdTe电池和CIs电池效率分别达到13.61％[9],11.6％[10]，和 9.13％[11]，非晶硅电池效率分另达到 11.4％（单结，lcm2)[12]，6.3o单结，30X30 Cm2)[13]和7.35％(双结，20×20 Cm2）[14]。 2.2光伏材料 在多晶硅铸造技术方面，实验室内已经成功地制造出15公斤方形铸锭，铸造过程坩埚可以重复使用，有利于降低铸造成本。电池制造和封装过程中使用的银浆、铝浆、EVA薄膜、PVF等材料也研制成功并突人使用，降低了太阳电池及组件的成本。 2.3光伏系统和部件 光伏系统和部件的研究开发包括l—5KW光伏水泵系统，l—500W控制器和逆变器，高效1OKW、15KW逆变器，正弦波逆变器，l—5KW光伏并网示范系统，光伏照明系统，光伏电视系统，光伏通讯系统，光伏气象站系统，光伏集中电站系统等。同时成功地研制出光伏电池、组件特性测试系统。
三、光伏工业
我国的4个单晶硅太阳电池和组件制造厂：秦皇岛华美光电公司、昆明云南半导体器件厂、开封太阳能电池厂、宁波太阳电池厂和两个非晶硅电池厂：哈尔滨．克罗拉太阳能电力公司和深圳非晶硅电池厂。总的生产能力约4.5MW，2000年实际生产3MW。商业化单晶硅电池的效率在11％一13％之间(Φ10cm或10xlocm2)，非晶硅电池效率在5％～6％之间。其中昆明和宁波电池厂正在向2MW能力扩大。有些公司正在建立新的太阳电池和组件生产线，如上海国飞公司正在建立2MW电池生产线，保定英利新能源有限公司正在组建16MW电池和组件生产线，无锡尚德太阳能电力公司投资1800万美元建立10MW多晶硅电池生产线，并
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与今年投产，计划5年内是生产能力达到30MW。可以说，我国光伏产业正面临着一个大的发展。
四、光伏发电的应用和市场
我国光伏地面应用开始于20世纪70年代。截至2000年底，光伏系统总安装容量约18wWp．主要应用包括通讯、边远地区应用、产业应用及消费娱乐产品等。最近两年开始并网发电系统的研制和示范。市场份额如表3－3所示。
表3－3 我国光伏市场分额
应用
份额
通讯
50％
边远地区应用
30％
工业应用
10％
消费、娱乐产品
9％
并网
<1％
图3－3 我国光伏市场份额 我国光伏市场分额（％）50301091通讯边远地区应用工业应用消费、娱乐产品并网 光伏通讯系统包括微波中继站、光纤通讯、无线传呼、卫星通讯地面接收站，电视接收和发送、农村程控电话等：边远地区应用主要分布在我国西部地区，包
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括独立光伏电站、户用户用光伏系统（照明、电视、收音机、水泵等）．如西藏7个无电县城，自1992年以来，在国家计委和电力部（国电公司）支持下陆续建成光伏电站为县城居民提供照明和家电用电，安装容量从 25KW到 100KW，总计 420KW，整个工程于 1999年完成，如表3－4所示。这些光伏电站对提高当地人民物质文化水平和带动当地经济发展都起到了非常积极的作用。产业应用包括工业、农业、交通和其他等（如铁路、公路信号系统、航标灯、气象和地震台站、水文观测站、油管和水闸的阴极保护等）。消费、娱乐品及其他包括街灯、街钟，太阳能计算器、太阳能手表太阳能游艇、玩具等。
表3－4 西藏7个无电县城的光伏电站
县城
安多
班哥
尼玛
改则
措琴
革吉
双湖
总计
电站容量（KWp）
100
70
55
80
50
40
25
420
五、我国光伏工业和市场的发趋势
我国目前仍有大约6000万人生活在无电地区，急需生活用电。在边远农村地区的市场上可以供应小型成套光伏系统，如10Wp携便式照明灯、20Wp家庭照明系统，50Wp黑白电视系统，100 Wp彩电系统，并且很受欢迎。为尽快解决边远无电地区人民的用电问题，国家计委推出了“中国光明工程”，此项计划正在执行；同时，世界银行为开拓中国可再生能源市场的GEF项目也在执行中。我国社会、经济的快速发展为为光伏市场提供了更好的发展机遇和空间，可以期望，并网屋顶系统及电站也会很快进入市场。在市场和生态环境的驱动下，我国光伏工业预料会一个大的发展。表3－5给出了我国光伏产业和市场按照正常发展和环境驱动两种方案的发展估计。
表3－5 我国未来光伏产业和市场发展趋势预测
时期
年生产量，MWp
组件成本，RMB/Wp
总安装量，MWp
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正常
ED
正常
ED
正常
ED
2000年
3
—
28－30
—
18
—
2005年
10
20
20－25
16－18
70
100
2010年
30
60
15－20
13－15
150
300
图3－5 我国未来光伏发电年生产量正常发展趋势预测 （单位：MWp） 31030051015202530352000年2005年2010年2000年2005年2010年
图3－6 我国未来光伏发电组件成本正常发展趋势预测（单位：RMB/Wp） 292318051015202530352000年2005年2010年2000年2005年2010年
图3－7 我国未来光伏发电总安装量正常发展趋势预测（单位：MWp）
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18701500204060801001201401602000年2005年2010年2000年2005年2010年
六、促进发展的若干建议
.. 建立必要的光伏产品质量检控系统和售后服务体系，促进市场健康发展；
.. 政府制定宏观政策和法规，鼓励光伏产业和市场的发展；
.. 加大研究开发的投入，从技术创新和突破上加快降低成本的步伐；
.. 加强国际合作和技术交流，促进全国光伏技术、产业和市场的发展。
目前，我国已具有15MW的太阳能发电容量，光伏产业也形成了较好的基础。虽然光电成本仍然高于煤电，但在边远地区，与拉设电网相比，小型太阳能发电设施仍然相对便宜适用。
近年来，太阳能光伏电池的应用在我国西部地区逐渐扩大。国家电力公司在西藏无水利资源的地区先后建设了10座光伏电站，解决了7个无电县的工业和生活用电，1.2万余人从中受惠。而过去这些县大多用柴油机发电，各县财政每年要花数十万元购买柴油。另外，西藏还建立了众多的太阳能道班、学校、边防哨所、气象站和广播电视微波中继站。青海及周边地区的６万余无电散居户，利用便携式小功率光伏系统解决了家庭生活用电问题。青海省还在电网无法延伸也无水利资源的地区建成了10个太阳能光伏电站，深受当地干部群众的欢迎。新疆则在亚欧光缆、南北疆光缆等工程必经之地的无电地区，安装了100多座无人值站的光伏电源。在西藏地区已经有7个县靠太阳能解决了用电困难。
相比于蓬勃发展的世界光伏工业，中国光伏工业还处于起步阶段。光伏产量和安装容量仅为世界1％左右。国际上方兴未艾的光伏集成建筑和非硅系列多晶薄膜电池领域在我国还几乎是空白。在国家实施西部大开发战略和国内绿色环
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保工业开始升温的背景下，近两年中国光伏工业保持了较快的增长速度，正向光伏工业世界十强挺进。
目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地。该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体，一期工程完成后可达到年产3MW多晶硅太阳能电池的能力，填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白，并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。另外，云南半导体器件厂、宁波太阳能电池厂等太阳能光伏企业正在积极进行技术改造；经国家和地方政府批准立项，除河北保定外，广东深圳以及天津也正在筹建年生产能力达3～5MW的多晶硅和非晶硅太阳能电池生产工厂。
但从整体上分析，国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚，尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平，整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明，国内目前仅建有几个（单晶硅）太阳能电池生产厂，年产量约有4.5MW，工厂设施仍停留在已有引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达18.3％，比目前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍，我国太阳能电池平均转换效率不高，其主要原因是专用材料国产化程度低，如封装玻璃就完全依赖进口，低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求，科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。
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第四章 光伏发电材料分析
一、产业竞争
目前光伏工业已度过幼年时代，而进入羽翼串满的大规模工业生产．这一发展带来了机遇，也带来了风险，并伴随着激烈的竞争，燕井和集中。图4－1示出日本、欧洲、美国和整个世界光伏产量从1983年到现在呈指数式增长的情况，以及预计到2010年的发展趋势．世界光伏制造业和市场主要由美国、日本和德国所主导。世界十大光伏制造商中有8家来自这三个国家，2000年三国光伏安装容量约占世界的75％。
图4－1 1983年－2010年世界光伏产量的增长趋势 0501001502002501990199119921993199419951996199719981999美国日本欧洲其它总计 SUNNY WAY 第 22 页 共 62 页
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1．1美国的优势和日本的堰起
长期以来，美国的光伏技术和产量是相对领先的．美国先后发明了单晶硅太阳电池(美国贝尔实验室)、非晶硅太阳电池(美国RCA公司)、高效GaInP/GaAs叠层太阳电池(美国可再生能源实验室，NREL)．从70年代中期起，美国高度重视新能源发展，提出了多个新能源发展计划．1986年以后，美国光伏产量一直保持每年20％的速度增长． 然而，日本和欧洲在1997年后加速发展，日本的平均年增速达到52％，欧洲的平均年增述达到32％。日本和欧洲先后在1999年和2002年左右赶上和超过美国。
欧盟联合研究中心、可再生能源局的Mr．AmulfJger-Waldau评论指出：欧洲正在实现自己2010年的目标，尽管不那么雄心壮志．然而，如果日本、美国和欧洲目前这种光伏生产能力的增加趋势得以继续下去，而欧洲又没有做出额外的努力，那么，到2010年日本将在世界光伏市场上占支配地位，拥有超过75％的市场份额。
光伏产业的竞争趋势在所参与的公司之间袁现为产业的集中和兼并．图4－2示出光伏电池产量世界排名最大的10家公司所占的市场份额．他们总共占世界市场83％。在这10家公司中，日本有4家：Sharp，Kyocera，Sanyo，Mitsubishi (Electric和Heavy)。其中Sharp公司产量最大，占市场份额22％。
图4－2 光伏电池产量世界排名最大10家公司的市场份额 SUNNY WAY 第 23 页 共 62 页
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● Sharp公司
Sharp公司的发展是很典型的。Sharp公司1997年6月宣布，到1998年将建立20MW生产厂，并且根据需求，还可扩大到150MW．2002年2月，又宣布2002财政年度末扩大到200MW．Sharp在1997年作上述宣布时，是引起怀疑的，因为它当时的生产能力只有51010MW／年．然而，2001年Sharp销售达到75MW变成世界第一，占19％的份额，2002年7月23日，Sharp在新闻发布会上宣布，生产能力达到148MW，完成了1997年预定的目标．日本光伏公司在实践自己宣布的时间表方面比较美国和欧洲公司更为可靠。
这种发展趋势将影响到中、小公司的生存和发展。如果大公司利用他们的成本优势向消费者提供更廉价的产品，消费者将买更多太阳电池系统，PV市场将加速发展．为抵抗大公司的价格压力，小公司需要有自己的特色，或能提供更先进、更廉价的太阳电池技术。
PV工业的发展和评价的变化，还吸引了一些传统的重工业公司开始投资于太阳电池产业。如Mitsubishi Heavy 2002年秋建立了10Mwa-Si电池生产线。现在，PV制造业已被日本工业界视为关键工业，提出日本不应向中国和亚洲其他国家转移。
二、美国、日本、欧盟及中国台湾地区的PV工业路线图
2．1 美国光伏工业路线图(2000年—2020年)
美国PV工业路线图(表4－2)的宗旨是帮助美国光伏工业取得成功——保持美国光伏技术在国际上的领先地位，使之成为主要的盈利力量。为此，
.. 计划要求PV产量保持25％年增长率。
.. 到2020年，PVL业年产7000MWp，其中3200MWp用于美国国内，并成为150亿美元／年的产业。
.. 降低PV系统的终端用户成本(包括运行和维持费）到2010年3美元／瓦(Ac)，2020年1．5美元／瓦（AC)。
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.. 2030年满足10％美国峰电生产能力。25年内，美国PV工业提供15万人就业。
表4－2 美国PV工业路线图计划指标
然而，美国PV工业路线图计划大部分PV产量用于出口。不像日本有一个加速膨胀的国内市场，这可能是美国为什么失去了保持多年的市场领先地位，而落后于日本和欧洲。而且，美国最大5家制造商(BP Solar，Shell Solar，Astro Power，ASE Americas和United Solar Systems)中3家属欧洲公司。
在未来20年，为使美国PV工业发展为世界领先．计划要求国家实验室、大学和PV。公司合作，遵循熟知的国家范例。PV计划帮助建立全国的努力，支持在基础和应用研究和发展(R&D)，制造技术(Manufacturing Technology)，系统工程和市场应用(Systems Engineering & Applications)之间建立合作关系．参加的单位有；国家光伏中心(NCPV)相关国家实验室(NREL，Sandia, Brookhaven)和来自美国40个州的180个领先PV公司、大学和单位。
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美国PV公司完成合同，分担完成合同经费50％，集成研究成果和他们自身的努力，并应用于制造工艺和产品。 工业界一般对基础、应用研究和发展(R&D)起支持作用，但当技术发展到制造利商业化阶段时，则以工业界为首。
美国大学同国家实验室和工业界紧密合作，从事先进的R&D，揭示基础科学现象，产生创新概念，为明天的PV科学和工程提供丰富的学习基地。NCPV相关国家实验室(NREL，Sandia , Brookhaven)对PV界进行合同管理，提供技术支持，对材料和器件特性分析，研究基本概念，以及对材料、器件和工艺进行创新性研究。国家实验室在技术发展早期阶段起领导作用，而技术接近商业化阶段时提供手段上的帮助。
研究计划联邦经费，由国会每财政年度拨款，经能源部光伏中心和NREL组织分配，将公司、大学和研究所统合在三个层次工作中：R&D；Manufacturing Technology；Systems Engineering & Applications。联邦经费的分配，以1999年为例，在0．722亿美元的联邦支持经费中，三个层次各占47％，26％和27％．PV公司在R&D工作中占29％，而在制造技术和系统工程方面起支配地位。过去10多年，美国花费17亿美元公共基金发展光伏技术．2001年美国支持PV计划4．7亿美元，其中联邦政府支持0．66亿美元．33个州采取了措施，促进PV发电公平联网。目前，主要还是离网应用，市场潜力很大。联网PV近年来发展也很快．主要在传统电价高于4．5—7美元／W的15个州。
美国Clinton总统1997年提出了PV系统百万屋顶计划，以促进户用PV联网系统的发展．从1997年以来，已安装了15万个产用PV系统。联邦政府和许多州，通过减免税收等促进PV联网系统的发展。然而，由于美国政治形势(如退出京都议定书等)，对百万屋顶计划缺乏专门的预算支持，所以它对美PV工业发展所起的加速推动作用不像在日本那样显著。
2．2日本光伏工业路线图(2000年—2030年)
日本计划的基本目标是将新能源作为国家的能提供始．这是由1993年“新阳光计划”(New Sumhin Project)确定的，“新阳光计划”是1974年第一次石油危机期间日本制定“阳光计划”的延续。在新阳光计划成功的基础上，2001年制定了”先进的PV发电计划(Advanced PV Generation)．优先考虑降低对进
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口石油的依赖(占日本能源消耗53％)和日本在京都议定书(KyotoProtoc01)中减排温室气体的承诺(2008-2012年比1990年减排6％)拟通过发展新能源、节能和核能来实现。然而，最近有些问题使核发电受到愈来愈大的反对。日本温室气体排放同1990年相比，1999年增加了6．8％，估计2010年将增加7．4％。也就是说按京都议定书中减律温室气体的承诺，日本需要降低13. 4％的温室气体排放。在2010年使新能源供应占日本总能源供应的9．2％。
计划纲要提出45条措施(征收环境税等)，要求能源公司实现一定的新能源份额：自己建新能源发电或购买，以促进光伏发电和风力发电等可再生能源和节能技术的发展。
日本新能源计划的另一特点是提出明确的“繁荣市场”目标，为新能源发展提供依据。这是有竞争力的、成功的。如2000年计划在日本安装400MWp，基本实现了，只延后一年；2010年4.8SGWp的目标，从生产和市场的增长看，也将会实现．
日本提出第一个PV屋顶计划(94-96年，7万户用)，每套(3.5—3.7 kWp)安装经费补贴50％。使成本从1994~g2百万日元／kWp降到1996年I百20万日元凡Wp。通过增加产量和PV建筑集成，1997-2001年平均系统的价格从l百万降低到75万日元kWp，虽然补贴率逐渐下降。到2010~30-50万日元/kWp，kWp价格目标也应当可以实现。日本还有一些地方政府增加额外补贴，PV系统增长速度明显加快．由于这一计划，日本到2001年底己安装PV系统441MWp，其中屋顶系统309MWp．为实现低成本PV系统的大规模生产，建筑公司起着重要的作用。
在日本每年建的新楼，约50％PV系统是随新楼出售的。PV集成建筑的成本降低，使成本返回只需要14-15年，而PV系统的寿命为20-25年，促进了市场的发展和公司投资。
经过NEDO计划30多年的PV发展，市场上只有5-6家日本制造公司(Sharp，Kyocera Sanyo Electric， Ka nekaSolartech， Mitsubishi Heavy lndustries等)集中形成了PV工业相关产业链。几乎占世界生产能力的50％(200 MW)。2001年世界市场太阳电池销售45％(176MW)在日本，这一份额还会上升。在对“新阳光计划”评价的基础上，日本NEDO提出30年PV R&D和开发市场路线图(图4－
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3)。比较“新阳光计划”，参加单位减少。除增加产量外，更着重降低PV系统的成本，以30日元／Wp为目标。支持产业化、工业化技术(支持50％)和新PV技术的研究(支持100％)。包括：
图4－3 日本光伏工业路线图（2000年－2030年）
2．2．1发展先进太阳电池组件：
.. a-Si/μ-Si：Kanaka and Mitsubishi Heavy lndustries：2005年η=12％ 组件面积3600gmcm2；100Y／Wp(按照100MWp／年计算)
.. CIS：Showa Shell Sakiyuki(玻璃衬底)and Matsushita Electric(不锈钢卷衬底）：2005年： η=13％，组件面积3600cm2；100元人民币／WP
.. 超高效化合物电池Galnp／GaAs 3结叠层电池，目前效率32%．聚光电池：Sharp(cell)，Daido Steel(module；concentrator)andDaidoMetal。2005年：η=40％;1OOY／Wp
.. 多晶Si电池：KawQki Steel，SumitomoMe，Sharp，支持太阳能级硅的研究，2003 年：η=13％ 15×15cm2；147元人民币/WP
.. CdTe：停止。
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2．2．2发展评价，再循环和其他系统构成技术：AIST,JET，Sharp，ShowaShell，Asahi Glass，AIST,PVTE
2．2．3新一代PV系统
.. 电镀CulnS2薄膜电池：Sinko Electric
.. 纳米结构Si薄膜电池：AISt Kyushu Uniersity, Toppan Printing Stanley, Nippon SheetGlass
.. SIGe基电池：TohokuUniversity
.. 固态染料敏化电池：University of Tokyo，RITE，TIT
.. 低成本制造工艺CAT-CVD：JAISt Osaka University， GifuUniversiy
.. β-FeSi2电池：System Engineers，AIST
.. 超效率限制：Asahi Glass
.. si球电池：Clean Venture21(Hamakawa,Wada,Matsushita Electric)
.. 低成本、高效率染料敏化电池：AiSt Sumitomo Osaka Cemen, Furukaw Macninery, HaYashibara，Biochemicai Lab，Sharp
2．3欧盟光伏工业路线图
欧盟的白皮书“Energy for the Future；Renewable sources Of energy”和绿皮书“Towards a European strategy for the security of energy supply”提出的目标是，为达到京都议定书(Kyoto Protoc01)中减排温室气体的要求和减少对能量进口的依赖，总能量消耗的12％和电能的22％必须由可再生能源产生，如图7中的红线所示．应当承认，欧盟在可再生能源的利用和环境保护方面的进展，是世界领先的。，占世界市场23．6％。除晶体硅外，还发展薄膜电池。继日本公司成功发展a-Si电池后，也开发窄带隙材料，发展a-Si／μc-Si叠层电池。到2020年，欧盟计划将安装太阳发电54GW，提供290 000就业机会。实现这些发展的条件是，太阳发电可以公平的进入电网。
图4－4 1997－2010年欧盟可再生能源发电在总电能中所占份额
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图4－5 欧盟可再生能源发电量（1997－2010年）
欧洲议会将在2004--2006每年10月发表评估报告．到2010年光伏系统总安装生产能力达到3000MW，为1995年100倍．图4－5示出欧盟可再生能源发
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电量的增长(1997--2010年)，主要PV公司有： lsofoton， RWESolar， Photowati， Eurosolare。
欧洲国家之间光伏市场条件差别很大，类似于美国各洲，从而各国采取不同措施促进其发展．如德国计划2003年完成10万屋顶计划(减息贷款)：2000年颁布可再生能源法案；实施投资补贴，对新PV系统减少关说5％。2001年德国安装PV系统75MWp，相当于世界市场20％，成为最大的进口国。 RWE Solar和Deutsche Cell新增加的生产能力可以弥补这一情况。到2002年8月10日KfW银行宣布还有41 MW PV系统新贷款。德国联邦议会财经委员会支持将太阳电池系统安装计划从350MWp增加到1000MWp。意大利提出1万屋顶计划，实施经费补贴。屋顶PV系统联网，以促进集成建筑应用。
2001年欧盟销售93．7MW，占世界市场23．6％。除晶体硅外，还发展薄膜电池。继日本公司成功发展a-Si电池后，也开发窄带隙材料，发展a-Si／μc-Si叠层电池。到2020年，欧盟计划将安装太阳发电54GW，提供290 000就业机会。实现这些发展的条件是，太阳发电可以公平的进入电网。
2．4中国台湾地区光伏发展状况分析
台湾从七十年代即着手研究光伏电力（Photovoltaic），迄今已有20多年，从理论科技、技术研发到实际的产品应用，台湾的学术单位、研究机构、产业界都有持续性的研究工作，从早期的实验室理论到量产技术的开发，台湾在光伏发电的范畴上，已有一定的成绩，本文即讨论光伏发电在台湾之发展过程，从技术研发、产品应用、产业现状及未来发展等方面，作一概略性介绍。
2．4．1发展过程
台湾地区幅地狭小，人口又多集中在平地及都会地区，加上早期电力基础设施完整，因此，电力之供应十分普及，民生用电对於新能源之开发，并不具急迫性，所以，利用光伏做为能源发电，并未受到重视，仅有偏远山区及离岛，设置有小型的独立光伏发电系统，供气象观测、照明与通讯之用，这是台湾发展光伏发电之环境背景，严格来说，台湾应用光伏做为系统发电， 在起步阶段，除了上述所介绍的环境背景因素外，产业技术与生产成本多少都限制了光伏发电的应用。 SUNNY WAY 第 31 页 共 62 页
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然而在消费性电子产品，太阳能电池之应用，欲有其明 的商业价值，尤其是用在电子计算机（electric calculator）之非晶矽类光伏电池（amorphous solar cell），因为台湾曾是全世界电子计算机最大出口地区，对于用在计算机上之光伏电池晶晶片需求量很大，加上有一家厂商从事生产，因此也带动了相关产品的应用，如手表、庭 灯、玩具、 温度计等，因此，这方面的市场远较发电系统成熟，从上游远件制造生产、中游切割加工、下游应用设计及经销代理之销售 系，都颇具 型，但是近年来，随着计算机产业的外移，商业环境的变化，市场规模未见明显成长。
回顾台湾光伏产业的发展，70年代即有少数厂商从事光伏电池的切割、焊接等加工，到80年代，进口光伏电池大增，市场销售与相关产品应用逐渐活跃，1989年在厂商投入非晶矽光伏电池的生产制造后，整个光伏电池产业才算完整建立起来，最近几年，晶矽光伏电池（crystalline solar cell）在发电系统的应用，已有明显成长，台湾地区学术界及产业界都积极投入技术开发与产品的研究，以台湾日照条件良好、尖峰时段电力供应不足之情形来看，利用光伏发电系统做为 载电力来源，应该极具开发潜力。
以市场产值分析，台湾地区光伏电池（solar cell）的进出口总值，最近几年有停滞成长现象（表4-3台湾地区光伏电池进出口值统计），在1993年进出口总值达222百万新台币高峰后，随后几年的市场逐年衰退，主要因为光伏应用之相关产业，多已外移至中国大陆及东南亚国家所造成，虽然近三年进出口值未见明显好转，但是发电系统用之光伏电池及模板（module）进口已有增加情形，根据统计，截至1998年4月，台湾地区光伏发电系统（power system）数量为75ＫＷ，已较过去增加，可以看出近年来台湾发展光伏产业的改变，已经朝向系统发电之应用。
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表4－3 台湾地区1992－1998年光伏电池进出口值统计 （单位：百万新台币）
时间
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998 1-5月
进出口总值
188
222
218
148
104
147
578
图4－6 台湾地区1992－1998年光伏电池进出口值走势（单位：百万新台币） 188222218148104147578010020030040050060070019921993199419951996199719981-5月
2．4．2研究发展
台湾光伏研究仍由台湾地区政府主导，由政府单位中之经济部能源委员会（energy commission of the ministry of economics）规划发展方向，提供预算与经费给予相关单位从事研发工作，70年代隶属军方之中山科学研究院，曾投入晶矽光伏电池研究，但规模与成效并不显著，接著80年代，工业技术研究院（ITRI）之材料所（material research lab），亦投入研究工作，成立一光伏小姐，是政府单位里，负责从事光伏研究之机构，此小组是目前台湾地区研究光伏，投入最多之研究单位，该小组在1989年时，移转部份人力与技术至产业界，协助成立一非晶矽光伏电池制造工厂，开放台湾产业界非晶矽光伏电池之澎渤发展，多年来ITRI之研发工作，多集中在小型示范性发电系统之开发，而在80年代末至90年初，则偏重非晶矽，但是最近五年，晶矽电池则成研究重心；过去几年的研究成果，已在台湾各地安装数套发电量达3KW之独立型（stand alone）与并联式（grid-connexted）发电系统，部份大学院校亦参与由政府主持之相关研究计划，成功地安装数套实验性质的太阳能发电系统。
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.. 太空科技的应用
士林电机（shi-lin electric company）自1995年投入研发太空 星用之光伏电池模板组合技术，并从美国TRW公司取得技术移转，在1997年底完成第一次模板组装，将安装在“中华星一号”上，此发电系统可产生650W之电能，在完成技术开发后，台湾产业界已具备太空科技发电系统之自制能力。
.. 室内应用
在室内应用方面，1998年自工研院移转而出之部份研究人员，成立了第一家非晶矽光伏电池公司，专门生产计算机、手表、玩具、 温度计等消费性电子产品所需之光伏电池，成立初期年产能为1MW，从扩充至3mw，据统计，该公司的光伏电池产量约点全世界室内用非晶矽光伏电池40－50％的市场占有率。
.. 消费性产品用小型光伏模板
目前台湾的光伏模板组装工厂，必须全数自国外进口光伏电池或模板（大部分从美国或日本），然后在台湾组装成较小功率之模板（小于10W），以供应不同种类之应用，全年度总进口量约在百余KW左右。
.. 发电系统的应用
第一座光伏发电站于1990年安装在玉山上，发电量10KW，提供气象观测用；在彭佳屿岛，也有一套发电量为10KW系统，亦提供气象观测用途，另有多处国家公园装置发电系统，如太鲁阁、奇 山、南湖大山，但多为不并网系统（permute power system），发电量约为数十瓦特（W），供隧道道明、避难山屋、景观设施用电；而在台中与并东，则各有一套发电量为3KW，与建筑物结合（building integrated）之发电系统；此外，部分学校及研究单位亦安装有发电量不等之系统，充作教学与研究之用。
在生产厂商方面，茂迪股份有限公司（motech industries Inc）将在台湾台南科学区与建一座多晶矽（polycrystalline）光伏电池与模板之制造工厂，初期年产量2.5MW，在2－3年内扩充至10MW，1999年下半年可入量产， 除可
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提供台湾自身所需的光伏电池与模板，也可供应亚洲地区，如中国大陆、印度、印尼、泰国等中下游光电模板组装厂商的需求。
2．4．3结论
过去20多年来，台湾对于光伏的研究多止于学理，实务应用亦偏重在非晶矽类光伏电池，对于单日矽光伏及发电系统之开发，较缺乏实际经验。但是在最近几年，将是台湾发展伏能发电另外一个阶段的开始。台湾已经有了第一座多晶矽光伏电池及模板之制造工厂，可实际扩大晶矽光伏电池之应用面；此外，台湾拥有发展光伏发电之优良条件，以台湾目前工业环境与技术而言，非常适合发展伏能发电技术。由于相关工业十分发达，如IC、电子工业、UPS用之INVERTERT等，技术层次均相当成熟，相较於日本或欧美国家并不逊色，台湾在发展与生产伏能电池上，会有一定之国际竞争能力。
台湾地区政府已具有一定相关能源政策，并在1999年－2004年内，投入100亿新台币，从事节能与新能源开发工作，创造出近5000亿新台币的商业产值。以技术发展的程度及实用的价值来看，光伏发电可以获得较多的认同，因此光伏发电的前景是非常乐观的。
三、第二代太阳电池——薄膜太阳电池
2001年世界光伏工业产量为396MWp，其中约85％源自晶体硅电池(所谓第一代太阳电池)。晶体硅电池效率高、寿命长、投资风险小。因此，发挥规模效益外，捉高效率、降低成本仍然是晶体硅电池组件研发的重要课题。如发展廉价的太刚能级硅衬底、非晶硅/多晶硅异质结构(HIT)、陷光结构、等离子、吸杂、快速热处理等低成本工艺。
然而，问题是如要保持高速增长，廉价的太阳能级硅材料是否供应得上。如果假定光伏电池年增长率为27％，到2010年晶硅电池达到1500 MWp／年，需要12000吨硅材料，相当于现在世界硅总产量的一半。
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薄膜光伏电池(所谓第二代太阳电池)工艺，经过多年的研究利发展，现正从试生产线转变到工业规模．主要包括非晶硅(a-Si)，碲化镉(CdTe)和铜铟(镓)硒(Cl(O)Se)。 这些薄膜电池，不用硅片做原材料(>300微米厚)，而是在玻璃等廉价衬底上沉积压微米到微米量级的半导体有源层，因此可望大幅度降低材料成本。薄膜电池在制造上还有很大优点，它采用低温工艺，成目倍增加电池制造面积(从硅片约100平方厘米增加到玻璃基片1平方米)．随着PV市场的扩大，薄膜光伏电池的增长会加速。多种迹象表明，年产50 MWp的薄膜光伏电池生产线不久将实现．然而，为在2010年达到50％的光伏产量份额，薄膜光伏电池必须年增长40％。
3．1非晶硅电池
薄膜光伏电池中