非晶硅薄膜太阳能电池组件生产项目可研报告

1、非晶硅薄膜太阳能电池组件生产项目可研报告标准化管理处编码BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N非晶硅薄膜太阳能电池组件生产项目可行性研究报告项目主持单位(盖章)：西宁（国家级）经济技术开发东川工业园区管委会项目编制单位：青海省林业工程咨询中心编制日期：二0一0年八月项目组长： 杨志刚（研究员）项目副组长：赵 恕（高级经济师）项目组成员：任浩然（理学硕士）杨 乐（理学博士） 编制依据与原则（一）编制依据1、青投(2008)98 号文件青海省经济委员会下达关于 2008 年重点工业项目前期工作计划的通知；2、中华人民共和国节约能源法；3、中华人民共和国可再生能源法；4、青海省国民经

2、济和社会发展十一五规划纲要；5、国家发改委发布的可再生能源中长期发展规划；6、产业结构调整指导目录（2005）7、投资项目可行性研究指南（中国电力出版社）；8、当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007 年度）9、建设项目经济评价方法与参数（第三版）；10、项目建设有关资料。目 录附表：附表1建设投资估算表附表2资借款还本付息估算表附表3流动资金估算表附表4用计划和资金筹措表附表5资金来源与运用表附表6总成本费用估算表 附表7福利费估算表附表8财务外汇平衡表附表9入、销售税金及附加估算表附表10 财务现金流量表(自有资金)11 固定资产折旧费估算表13 财务现金流量表(全部投资)15 利

3、润与利润分配表16 资产负债表18 以生产能力利用率表示的盈亏平衡点随着能源危机与环境污染问题越来越严重，社会各界对能源消耗的可持续性发展日 益重视，尤其引起了各国政府对清洁的、可再生能源的关注和青睐，新型能源成为国际 学术界和各国研究、开发的重点，而太阳能是新能源发展的主要方向之一。根据美国能 源信息管理局的预测，到 2010 年，世界煤炭、水力和核能发电将有%的电力供应缺口；到 2020 年，这一缺口将增至%；这一供应缺口不得不用可再生能源去弥补，而利用太阳能发电将起着重要的作用。如下表 1-1 列出了由国家发改委提供的未来几十年预计我国太阳能产业发展情况：产业规划2010E2020E20

4、30E2040E装机容量30KWp180KWp1000KWp10000KWp年发电量KWHKWH140KWH1500KWH发电比例%8%1-1太阳能光伏发电是太阳能利用的一个主要方面，目前常用的太阳能电池有单晶硅电 池、多晶硅电池和非晶硅薄膜电池。在欧美一些国家，因为政府的一些优惠政策及单晶 硅、多晶硅电池具有研发早、转化效率高、生产工艺成熟等优点，得到了一定数量的推 广。但是单晶硅、多晶硅电池组件的硅料提纯、制取过程中消耗大量的电能，发电成本 远高于其他能源形式。经分析，单晶硅、多晶硅电池成本下降有两种途径：提高转化率 和降低硅片厚度。根据电池转化率和硅片厚度变化趋势可以测算多晶硅系统价格变

5、化趋势，最高值分别是 22%和 150m，这个数值接近晶硅的成本极限；根据模型测算，按照年日照 1000h 测算，2020 年多晶硅电池系统的发电成本为元/kWh；年日照 1 300 h 的发电成本为元/kWh，这一数据接近晶硅的成本底线，但仍不足以与煤炭等常规能源 相比，市场前景日益黯淡。单晶硅、多晶硅电池的这些缺点在客观上为非晶硅薄膜电池 的发展提供了契机。自从 1976 年非晶硅太阳能电池诞生以来，到现在已经有 34 年的历史了。随着研究的深入与产业化技术的完善，非晶硅电池的质量不断提高，能量转换效率从最初的%已经可以提高到 15%。非晶硅电池已经应用于各种领域，并显示出了强大的生命力。

6、2001 年非晶硅电池的世界总产量已经达到，占世界总产量的%。如今，非晶硅薄膜太阳能电池技术已步入成熟，单条生产线的总输出能量为 MWp 。目标产品非晶硅薄膜太阳能电池。主要优势非晶硅太阳能电池作为一种新型太阳能电池,其原材料来源广泛、生产成本低、 便于大规模生产,因而具有广阔的市场前景。它具有较高的光吸收系数,在的可见光波段,其吸收系数比单晶硅要高出一个数 量级,比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要高 40 倍左右,用很薄的非晶硅膜(约 1m 厚)就80%有用的太阳能,暗电导很低,在实际使用中对低光强光有较好的适应,特别适用于制作室内用的微 低功耗电源。非晶硅薄膜电池由于没有晶体硅所需要的周期性原

7、子排列要求,可以在较低的温 度(200左右)下可直接沉积在玻璃、不锈钢、塑料膜和陶瓷等廉价衬底材料上,工艺简 单,单片电池面积大,便于工业化大规模生产,同时亦能减少能量回收时间,降低生产成本。以上这些都是非晶硅材料最重要的特点,也是它能够成为低价太阳能电池的重要因素。由于薄膜太阳电池的成本优势，始终是我国政府在光伏发电方面重点支持的领域， 早在“七五”期间，国家科委就投入2000多万元，在北京有色金属研究院建成年产100kW非晶硅太阳电池生产线。 进入21世纪，国家通过科技攻关计划、“863”计划、“973”计划以及各项创新计划，对薄膜太阳电池的研究开发和产业化给以了大力支 持，使我国在非晶硅

8、、碲化镉、铜铟镓硒、染料敏化以及微晶/非晶太阳电池等诸多方面距均取得了很好的进展，为我国薄膜太阳电池的产业化打下了良好的基础。多晶硅或单晶硅之生产程序可排放超过10倍之有毒物质（包括最危险的氯硅烷）于2009年8月，国务院总理温家宝发布一项紧急指令，重申国家必须减少生产晶体硅，其中更是提到多晶硅属于高耗能和高污染产品。路透社根据一份太阳能研究公司iSuppli发出的报告显示，非晶硅薄膜太阳能电池的市场占有率将于2013年以前增加一倍以上。 通用电气公司最近宣布，他们将改以薄膜太阳能作为集团未来的太阳能项目发展重点， 并在2011年开始生产。项目适时性强、地区适应性强、投资收益率高、可持续性好。

9、发展可再生能源是我国能源战略调整的必然选择随着我国社会主义市场经济的高速增长，我国己成为全球第一大煤炭生产国，第二大 能源消费国。尽管在未来510年，我国煤炭国内生产总量基木能够满足国内消费量，然而，原油和天然气的生产则不能满足需求，其中原油的缺口最大，特别是自1992年以来， 中国石油进口剧增，年均增长率达到35%左右，我国己成为全球第三大石油进口国。另一方面，煤炭、石油、天然气等化石能源在生产和使用过程中也对我国生态环境造成了严重 的破坏作用，对我国经济可持续发展产生了巨大的环境压力。近年来，可再生能源在世界范围内得到迅速发展，可再生能源己成为实现能源多样化、应付气候变化和实现社会可持续发

10、展的重要替代能源。尤其是近几年，随着国际石油 价格的不断攀升以及京都协议书的生效，可再生能源的发展得到世界很多国家的广泛 关注，成为国际能源领域的热点。据国际能源署（ IEA）的预测研究，在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降，这些表明可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势， 更为其替代传统化石能源创造了更大的发展空间。我国政府高度重视可再生能源的研究与开发，今后将重点开发利用各种可再生能源。 随着中华人民共和国可再生能源法的颁布和实施，太阳能光热利用、风力发电、生物 质能高效利用和地热能的利用都得到重点发展。近年来在国家的大力扶持下，我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领

11、域已经取得了很大的进展，这对于我国缓解能源枯竭速度，改善生态环境，走能源可持续 发展道路有着极为重要的意义。非晶硅薄膜太阳能电池发展现状及趋势自从 1976 年非晶硅太阳电池诞生以来，到现在已经有 34 年的历史了。随着研究的深入与产业化技术的完善，非晶硅电池的质量不断提高，已经应用于各种领域，并显示出了 强大的生命力。2001 年非晶硅电池的世界总产量已经达到，占世界总产量的%。与单晶、多晶电池一起构成了世界三大主力电池。到 2002 年，单条生产线的生产能力达到 25MW13%。硅薄膜电池具有：成本低、原材料丰富、无毒、无污染、能量回收期短、便于大面积 连续生产等优点，而深受国际关注。我国

12、自 1978 年起，就开展了非晶硅薄膜太阳电池的研究。南开大学在科技部“六五”至“九五”四个五年攻关计划和“十五”“ 973”项目支持下，非晶硅/非晶硅叠层电池的研究取得突破，400cm2集成型叠层电池组件最高初始效率达到%，并建立起了以南开大学为技术依托的天津市津能电池科技有限公司。在“十五”和“十一五”973 项目支持下，南开大学开展了下一代硅薄膜电池非o晶硅/微晶硅叠层太阳电池研究工作。研制成功我国第一套具有国际先进水平的微晶硅薄 膜太阳电池实验平台，小面积非晶硅/微晶硅叠层薄膜电池的效率达%，集成型10cm10cm 非晶硅/微晶硅叠层电池组件效率达%。最近，把甚高频与高压相结合，在微o

13、晶硅薄膜的沉积速率12A/s时，单结微晶硅电池效率达到了%，进入到了国际先进行列。日本夏普和三菱公司已实现非晶硅/微晶硅叠层太阳电池产业化生产，生产线产能30MW 以上，组件稳定效率。国内已有 20 余家硅基薄膜电池生产企业。生产线规模从年产5 兆瓦到几十兆瓦不等，组件面积从平方米至数平方米。部分企业进口国外生产线，如美AMATUlvacOerlikon 等公司的生产线。在美国 AMATOerlikon 生产线上，国内企业已经调试出稳定效率大于 8%的非晶硅/微晶硅叠层电池组件。我国大部分产品还是以非晶硅电池为主，电池组件稳定效率 6%左右。国产的硅基薄膜电池生产设备主要基于美国 EPV 公司

14、的单室沉积技术。通过消化吸收，不断完善，国产的单室沉积非晶硅电池的设备水平和工艺完整与可靠性，均已超过国际同类水平。南开大学与福建钧石 能源公司合作，2008 年建成我国首条非晶/微晶硅叠层电池中试线，并试制出效率超过 8%的平米的非晶/微晶硅叠层电池组件。为我国建立兆瓦级的非晶/微晶硅叠层电池组件生产 线奠定了很好的基础。图 2-1 非晶硅薄膜太阳能电池稳定效率第二节 太阳能发电是解决落后地区用电难的有效手段我国的西部边远地区由于历史和地理原因，经济发展较为缓慢，许多地方至今仍没解 决用电问题，然而这部分占全国国土面积 2/3 的地区，年均日照却在 2200 小时以上。其中，西藏、青海、新疆

15、、甘肃、宁夏及内蒙古等地总辐射量和日照数为全国之最，特别是 西藏西部地区，年太阳辐射量居世界第二，仅次于撒哈拉大沙漠。我国太阳能有 109 万兆瓦，即使只开发 1%的太阳能，其装机容量就能超过 3600 兆瓦，如果将这些太阳能用于发电，则等于上万个三峡电厂发电量的总和。我国“十一五”实施的“光明工程”计划中，太阳能发电主要用于解决日照条件较好 但缺乏燃料的偏远地区，如青海、西藏、新疆、甘肃等省生活用电问题。据报道，在我国 边疆、沙漠、草原(即荒漠地区)建设光伏电站的计划早已启动，此项计划若完成，可在2010 年前提供我国西北地区人均 100W 的电能，满足 2300 万人口生活用电的需求。随着

16、光伏产业的发展，光伏发电正逐步向城市并网发电、光伏建筑集成方向快速发展，在未来10-20年内，将出现越来越多的太阳能发电系统。因此，在我国广阔的西部地区率先应用太阳能发电技术是解决该地区电力供给困难的 有效手段之一。在各类太阳能发电技术中，目前晶硅电池仍然占主导地位。但薄膜电池的出货量比例 20023200814200919%。2-2 全球薄膜电池产量及市场份额数据来源：GTMResearchEPIA 数据显示，2009 年薄膜电池的产能占到总产能的 22，到 2013 年将上升到23。其中硅基薄膜新增产能将集中在中国和台湾，而 CdTe 和 CIGS 新增产能将集中在美国、欧洲和日本。企业所

17、得税优惠我国可再生能源法明确规定太阳能为可再生能源（详见 2005 年 2 月 28 日发布的可再生能源法第二章第二条）。太阳能非晶硅光电薄膜电池项目，是国家重点扶持的 高新技术项目和节能减排项目，被列入国家重点支持的高新技术领域的新能源及节能 技术分类中（详见国科发火2008172 号文件关于印发的通知第 37 页）。由于既是国家重点扶持的高新技术项目又是节能减排项目，因此既享受企业所得税 15%的优惠政策又享受节能减排项目企业所得税“三免三减半”的优惠（详见 2007 年 3 月 16 日发布的中华人民共和国企业所得税法第四章第二十七条、二十八条及 2007 年 12 月 6 日发布的中华

18、人民共和国企业所得税实施条例第八十八条）。推广应用财政补助多节非晶硅薄膜电池已列入国家发改委 2005 年 1129发展指导目录。2006 年 5 月 30 财政部发布的可再生能源发展专项资金管理暂行办法第十七条规定，符合条件的可再生能源项目可得到无偿资助，列入可再生能源产业 发展指导目录的项目可享受贷款贴息优惠。太阳能非晶硅光电薄膜模板主要应用于太阳 能光电建筑。为了加快推广太阳能光电建筑应用，财政部根据可再生能源发展专项资金 管理暂行办法精神，于 2009323暂行办法。该办法规定中央财政从可再生能源专项资金中安排部分资金，支持太阳 能电池在城乡建筑领域应用的示范推广，满足条件的项目可得到

19、 20/Wp外，为了加快国内光伏发电的产业化和规模化发展，促进光伏发电技术进步,财政部、科技部、国家能源局 2009 年 7 月 21 日颁布了金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办50-70%的资金补助。设备进口关税及进口环节增值税优惠太阳能产业已列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录，因此进口用 于自用的太阳能非晶硅电池生产设备免征关税和进口环节增值税（详见国务院关于调整 进口设备税收政策的通知国发199737）设备进口贴息优惠太阳能电池技术还被列入我国鼓励进口技术和产品目录（2009 年版）（序号A100），太阳能产业被列入我国产业结构调整指导目录（ 2005 年本）中鼓励类产业（

20、详见第一类第四条第五款），设备进口享受贷款贴息的优惠政策详见关于发布（2009 年版）和进口贴息资金管理暂行办法第二条、第六条。第三章 我省行业技术背景、项目对我省经济、社会发展的重要意义第一节 我省太阳能资源情况及光伏产业发展的优势青海省地处中纬度地带，平均海拔 4000 米左右，高原大气层相对稀薄，日光透过率高，加之气候干燥、降雨量少，云层遮蔽率低，太阳能资源十分丰富，仅次于西藏，属第 二高值区。青海省的太阳能资源我国年日照时数分布在 2500-3650 小时，年均日照率达60-80%，年辐照总量 5860-7540 兆焦耳/平方米。柴达木地区我国年日照时数为 3600 小时，是着名的“阳

21、光地带”，具有很高的开发利用潜力。有效地利用青海的综合资源优势，大力发展太阳光伏产业，优化青海省能源结构、保护生态环境、推动工业和经济的快速发展，实现青海省能源、工业、经济和社会的可持 续发展。我国西部地区，青海省的太阳能资源不是最好的、荒漠土地面积不是最大的、电网架构和容量也不是最完善的。但是结合太阳能资源、土地资源、气象、电网、地理、交通 及光伏产业链等因素，青海的光伏发展综合条件是全国最优的。丰富的太阳能资源青海省地处青藏高原，全省均属于太阳能资源丰富地区，太阳能资源全国第二，仅次 于西藏。全年日照时数在 25003650 小时，年辐照总量 58607540 兆焦耳/平方米，折合约 16

22、23 亿吨标煤，合 360 万亿千瓦时。太阳能资源分布均匀，海西州和玉树州西部年辐照总量在 7000 兆焦耳/平方米以上，相当于 2000KWh/M2.光伏发电一年满发小时数可达到 1800 小时（系统效率）以上。其他地区辐照量略低，但绝大部分区域也在 6000 兆焦耳/平方米以上。在青海省建设光伏发电系统，发电成本将远低于欧洲国家，同时也低于国内大多数区 域，具有良好的经济性。青海省丰富的太阳能资源，是除西藏外其他省份无法比拟的资源 优势。土地等自然资源青海省具有建设大型光伏发电系统非常理想的土地资源。全省土地面积 72 万平方公里，未利用土地面积为万平方公里，仅海西州就有未利用土地 20

23、万平方公里，主要为荒草地、盐碱地、沙地、裸土地、裸岩石砾地等，仅柴达木盆地就有荒漠化土地约万平方公 里。青海省的荒漠和戈壁相对比较集中，广阔而且平坦，无遮挡，地质、地形和地貌等条 件非常适合于建设光伏电站。海西州是青海省降水量最小的地区，柴达木盆地比较干旱，年降水量从东南部的 2001538柴达木盆地的土地等综合自然资源非常适合于建设大型荒漠光伏高压并网系统。1 平方公里可以建设固定式光伏电站 4 万千瓦，或者建设跟踪型光伏电站 1 万千瓦。以海西州四分之一未利用土地（5 万平方公里）建设光伏电站的年发电量将超过 2007 年全国总发电量。电网容量与架构理想青海省电力负荷容量较小，2007 年

24、度全网最大发电负荷为 398 万千瓦，2010 年预计94020201670青海省电网是西北电网的一部分，电压等级较高。2012 年预计建设 5 座 750KV 变电站，电网建成 750 千伏“西电东送”两个通道。南通道 750KV 直通兰州东，北通道 750KV通过西宁通过永登。建成 750 千伏西宁格尔木输变电工程、青海西藏联网工程。2020年，青海经过锡铁山 750KV 变电站通往新疆的500 千伏直流联网工程计划建成。海西州3750KV25001750KV宁的输电线路。2020 年青海省电网与周边的西藏、新疆、甘肃等邻省通过交流 750KV 和500 千伏直流超高压电网联网。青海省本地

25、负荷小，但输电网架构非常完善，电压等级高，电网四通 八达。建设超大规模的光伏发电基地的电力输变电设施基本具备。硅矿石资源青海省有丰富的硅矿石资源，储量在 10 亿吨以上，矿石质量好，主要分布在西宁和海东地区，素有“硅石走廊”之称。我国制造太阳电池所需的高纯多晶硅材料绝大部分依 靠进口，利用青海省丰富的硅矿石资源，发展硅材料提纯生产具有一定的优势。电价水平较低青海省电力结构以水电为主，电力充足且电价水平较低。对于光伏产业链中“沙子到 冶金硅、多晶硅生产、硅锭/切片”3 个耗能比较高的生产环节，电力成本低具有较大的优势。交通设施便利青海省交通运输条件较好，由公路、铁路构成的交通运输网络覆盖全省，是

26、工业经济 持续快速发展的坚实基础，同时也为光伏产业的发展和电站的建设提供了便利条件。通往海西州内贯穿荒漠地区的公路均为二级以上，去各工业区或变电站的道路也全部 为油路。青藏铁路的建成通车也为全省的交通运输奠定了强有力的支撑。完整的光伏产业链青海省具有较为完整的光伏产业链。从硅材料、硅锭/切片、太阳电池生产、组件封装、平衡部件研发及生产、系统集成、销售网络及售后服务体系等光伏产业中各个环节 都有专业的生产企业。同时，青海省拥有多年的光伏系统设计、安装等工作基础和丰富的 工程应用经验。青海省逐渐成为了西部光伏产业发展中心。1）我省光伏产业现状近年来，我省积极实施优势资源转换战略，在一批龙头企业的带

27、动下，光伏产业不断壮大。通过引进资金和技术，使全省多昌硅、单晶硅这一产业链中关键环节走在了全国 前列；同时一批多晶硅、单晶硅锭片项目的启动和实施，为全省光伏产业发展，技术、人 才集聚创造了良好的条件。一、产业发展初具规模目前，青海省光伏产业正在政府宏观调控下稳步发展。多晶硅提纯制造业发展迅速，预计 2009 年亚洲硅业（青海）公司、黄河水电集团形成年产 3250t 多晶桂生产能力，青海华硅能源有限公司已形成单 1000r 晶硅产能的目标；以青海尚德尼玛太阳能电力有限公司为主的太阳能电池组件封装产业形成了 50MW 生产能力；太阳能产品制造业方面，已形成青海新能源（集团）有限公司为代表的 20

28、多家生产企业，产品不仅满足青海省为中心的西部光伏电源区域市场，一些产品还远销尼泊尔、蒙古、乌兹别克斯坦等国。二、产业链逐步形成目前，省内光伏新材料产业的范围覆盖了多晶硅、单晶硅、硅切片、电池组件、系统集成等各个环节。以东川工业园区为主体，集聚了一批光伏产业生产企业，如甘河、民和工业园可用于多晶硅生产原料的金属硅高纯工业硅企业和项目，亚洲硅业（青海）有限 公司、青海华硅能源有限公司的多晶硅、单晶硅生产，青海尚德尼玛等太阳能电池组件封 装的生产，企业间形成了相互依存，配套协作的密切关系。通过积极引进新一代西门子生 产工艺技术，突破了多晶硅产业关键技术，从材料生产、工艺技术、重大装备、循环利用 的产

29、业化生产线，形成了“金属硅多晶硅单晶硅硅片太阳能组件太阳能照明灯 具”的产业链，太阳能光伏产业的上下游环节已初步贯通，标志全省以硅材料为主的光伏 新材料产业链初步形成。三、产业技术水平不断提高结合国内外硅产业的发展趋势，在省、市相关部门的推动下，光伏新材料生产企业 注重与高校和科研院所的产学研合作，加强关键技术攻关，提高产业技术水平。四、市场应用取得初步成效从市场构成分析，省内光伏市场以解决农村、牧区用电的离网发电为主，占累计装 机容量的%，居光伏发电市场的首位；其次为户用电源，占累计装机容量的%。上述市场 构成反映了国家加快农村及边远地区电气化的政策扶持机遇。省内离网光伏电站主要应用于乡村级

30、光伏电站、移动通讯机站、公路道班、气象台 站等领域。2003 年以来，国家发改委正式启动了“送电到乡”工程，总投资 37312 万元39436123112电站 112 座（含风光互补电站），解决了我国省 112 个无电乡万户、万人的基本生活用电问题，青海省也彻底告别了存在无电乡的历史。另外，中德财政使用的“西部光伏 村落电站”项目自 2002180 个光伏电站，解决约 1、卫生所等公益设施的基本用电需求，受益人口约 4 万多人，一定程度上解决了省内偏远地区的用电问题。20045000KWh，2006 年计划 55KWp 的电站建设，目前已完成 40KWp，2007 年建设的 300KWp 光伏

31、并网电站年发电量为 42 万 KWh。2009 年计划开建的柴达木太阳能电站规划装机容量为1GW，建成后将成为目前中国最大的并网光伏电站。由于省内光伏产业具有相对完整的产业链，在下游特别是照明应用领域已开始对接 融合，全省已经在西宁多个路段和小区采用了太阳能路灯、庭院灯、草坪灯，随着新农 村、新牧区的建设，将在格尔木市、同德县、花土沟镇、西海镇等地建设太阳能路灯示 范工程，市场应用取得了阶段性的成效。2）发展方向与重点近年来，全省通过引进资金和技术，形成了一定规模的多晶硅、单晶硅生产能力，奠 定了高纯硅材料产业基础，具备了发展国内大规模的光伏产业条件。如何继续加大结构调 整力度，积极贯彻落实国

32、家产业政策，以资源高效利用为突破口，延长产业链，培育新的 经济增长点，积极发展流光伏产业，全力推进工业项目建设，努力扩大工业经济总量，在 这一领域跟上全球的步伐，以及能够走在全国前列，是我省重要的课题之一。青海省光伏发电应用的发展整体定位为：全国最大的光伏发电基地，为本省、邻省、 华北乃至全国提供电力。发展阶段如下：1）20202020 年以前，青海省光伏发电的应用重点是满足省内自身用电需求，利用青海省现有电网架构，补充青海电网电力供应，调整能源结构，解决偏远地区用电问题，为快速发 展的青海省工业和经济提供电力供应保障。发展目标为：到 2020 年，光伏发电总装机占青海省电力装机的 8%，达到

33、 200 万千瓦（即 2GWp），年发电量达到 34 亿千瓦时左右，约占全省电力规划消耗总量的%。2）2012年2030年，光伏发电为邻省提供清洁型电力20212030 年，青海省光伏发电的应用重点是为电力紧缺的邻省提供电力。发展目标为：到 2030 年，光伏发电总装机达到 2 千万千瓦（即 20GWp），年发电量3403）2031204020312040 年，青海省光伏发电的应用重点是为华北地区提供电力。发展目标为：到 2040 年，光伏发电总装机达到 2 亿千瓦（即 200GWp），年发电量达34004）20412050发展目标为：到 2050 年，青海省光伏发电总装机达到 10 亿千瓦（

34、即 1000GWp），年发电量达到万亿千瓦时左右，成为全国能源基地，可以为全国提供电力。青海省光伏产业发展定位为：青海省第 5 大支柱产业。结合青海省光伏应用的发展定位和现有的光伏产业链，青海省太阳光伏产业的发展重 点是：硅材料提纯、硅锭/切片、太阳电池生产。青海省已有盐湖化工、水电、石油天然气、有色金属四大支柱产业，在 2008 年政府工作报告中，省政府明确提出要依托本地得天独厚的太阳能应用综合资源优势，将太阳能产业打造成国内新的产业支柱。这也是青海省大力发展高新技术产业，推动传统产业结构 优化升级，形成特色经济框架，保证能源需求的持续增长得以满足的迫切需要。光伏产业是青海省特色经济的首选产

35、业，是拉动青海省工业和经济进一步发展的新增长点。大力发展青海省太阳光伏产业，积极引进省外优质资本和国内外先进技术，建设并 完善具有产业竞争力的光伏产业链，积极进行光伏发电产品测试、综合示范应用等能力建 设，将青海省建设成为我国西部光伏产业基地、综合示范基地、规模推广应用基地，这也 将成为青海省经济持续增长的强大动力。本项目充分发挥薄膜晶硅电池及组件、非晶硅薄膜电池等前沿技术优势，加快研发和 产业化步伐，大力发展提高光电转换效率为青海省提供了良好的发展机遇。本项目依托企 业的技术优势，拟建成年产 50MW 薄膜太阳能电池生产线，除带动我省经济贸易发展外， 也是走青海外贸之路、创名牌出口商品的重要

36、支撑。第四章市场分析随着能源危机与环境污染问题越来越严重，社会各界对能源消耗的可持续性发展日 益重视，尤其引起了各国政府对清洁的、可再生能源的关注和青睐，新型能源成为国际 学术界和各国研究、开发的重点，而太阳能是新能源发展的主要方向之一。根据美国能 源信息管理局的预测，到 2010 年，世界煤炭、水力和核能发电将有%的电力供应缺口；到 2020 年，这一缺口将增至%；这一供应缺口不得不用可再生能源去弥补，而利用太阳能发电将起着重要的作用。太阳能光伏发电是太阳能利用的一个主要方面，目前常用的 太阳能电池有单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅薄膜电池。在欧美一些国家，因为政府MWMW20102011地区

37、2006200720082009计计的一些优惠政策及单晶硅、多晶硅电池具有研发早、转化效率高、生产工艺成熟等优点，得到了一定数量的推广。但是单晶硅、多晶硅电池组件的硅料提纯、制取过程中消 耗大量的电能，发电成本远高于其他能源形式。经分析，单晶硅、多晶硅电池成本下降 有两种途径：提高转化率和降低硅片厚度。根据电池转化率和硅片厚度变化趋势可以测 算多晶硅系统价格变化趋势，最高值分别是 22%和 150 m，这个数值接近晶硅的成本极限；根据模型测算，按照年日照 1000h 测算，2020 年多晶硅电池系统的发电成本为元/kWh；年日照 1 300 h 的发电成本为元/kWh，这一数据接近晶硅的成本底

38、线，但仍不足以与煤炭等常规能源相比，市场前景日益黯淡。单晶硅、多晶硅电池的这些缺点在 客观上为非晶硅薄膜电池的发展提供了契机。当前世界光伏产业发展速度惊人，光伏发电系统安装量逐年增加，从 2001 年至2007340MW2826MW40%以上，累计总装机容量达到9000MW。在中国：国家主席胡锦涛提出可再生能源于 2020 年之前达到 15%（300GW）。太阳能现只占，需要于 10 年内增加 100000%。在全球：未来 4 年太阳能的总投资将超过10000300%4-1200620118-220062009德国德国9681，3281,8602,2502,4002,750欧洲其他国25090

39、93,0101,6012,2903,175家美国1852203607701，3002,300日本300230230450750950中国122045805301,020其他地区1512064905508301,050总和1,8662,9135,9955,7018,10011,2454-1 2006-201120062006200720082009薄膜电池世界产量（MW）1814008923,580每年增长（%）1201233004-2 薄膜电池世界产量统计EPIA 数据显示，2009 年薄膜电池的产能占到总产能的 22，到 2013 年将上升到23。其中硅基薄膜新增产能将集中在中国和台湾，而

40、CdTe 和 CIGS 新增产能将集中在美国、4-3组件类型及转组件类型及转组件相关信息同类组件的最低额定功率换效率（%）SunPower 315 （Sunpower仅提供单一等级类型产触电极电池，单晶硅）品。（非标组件-1）温度系数 Tcoeff=%/，单片电池开25路电压 Voc=673mVSanyo HIT-215NKHA5（CZ提供 HIT-205NKHA5 类型HIT）组件，转换效率达到%（非标组件-1）温度系数 Tcoeff=%/，开路电压（1090%，20Voc=717mV80%）Suniva ART305-72-3（CZ提供 295W 组件，转换效特殊结构）率%（非标组件-2）

41、温度系数 Tcoeff=%/，开路电压25Voc=624mVSuntechSTP185-24/Vb-1 （单晶Suntech STP175，（单晶）硅）转换效率%Tcoeff=%/，Voc=622mV（1090%，2580%）KyoceraKD215GX-LPU（铸造多晶提供 205W 组件，转换效硅，扩散电池）率%（多晶）Tcoeff=（Voc数），Voc=615mVSuntech STP280S-24/Vb-1（多晶提供 STP260，转换效率%（多晶）硅）（1090%，25Tcoeff=-（）%/，Voc=622mV80%）SharpU-175（单晶硅，标准类型）Sharp NU-170

42、，转（单晶）Tcoeff=%/，Voc=617mV换效率%Sharp NU-230-OF3（多晶硅，扩散工仅一种类型产品（多晶）艺）2576%Tcoeff=%/，Voc=610mVSolarWorld Sunmodule 230/220（单提供 220W，效率%（单晶）晶硅“Shell”）1090%，25Tcoeff=%/，Voc=615mV80%BP4175IBP4175I仅一种类型产品（单晶）Tcoeff=-0. 5%/，Voc=611mV25Evergreen Solar EX210（带状硅）提供 EX-200 型号，效率%（带硅）Tcoeff=-0. 45%/25额定值BP3220 （

43、多晶硅，标准结构电池）提供 215W 组件，效率%（多晶）Tcoeff= - %/, V/cell = 6031290%，25mV80%Solibro(Q-Cells) SL1-90（铜铟提供 SL-1-70 型，效率%（铜铟硒）硒）20Tcoeff= -%/ AVANCIS 100W (铜铟硒),提供 100W，效率%（铜铟硒）Tcoeff.= %/20WrthSolar WSGOO36E080(CIS)WS GOO36E070, 效（铜铟硒）Tcoeff.=%/率%2080%FirstSolar FS-277FS-270，效率%(碲化镉)Tcoeff=%/（40以上为 %/），Voc=77

44、3mV25Sharp NA-V142H5 (128-W) （非晶硅 Sharp NA-/纳米硅串联）V135H5 (115 W)，效率%（非晶硅/纳米硅）Tcoeff=%/1081%，2572%Sunfilm Q120（非晶硅/纳米硅串同样提供 Q110，效率%联）（非晶硅/纳米硅）Tcoeff=%/MitsubishiHeavy MT130（非晶硅/单一产品类型纳米硅串联，真空淀积）（非晶硅/纳米硅）Tcoeff=%/CalyxoCX55 (碲化镉电池)提供 42W 组件，效率%(碲化镉)Tcoeff=%/Uni-Solar PVL144（三结，非晶提供 136W 组件，效率%（非晶硅，三硅

45、）20，80%结）Tcoeff = - %/Kaneka T-SC(EC)-120单一产品类型（非晶硅，单硅)25，80%结）未提供温度系数Inventux x94-a（非晶硅/纳米硅）提供 79W 组件，效率%（非晶硅/纳Tcoeff.=%/米硅）EPV 5x58W（同带隙双结非晶硅）提供 50W，效率%（双结非晶Tcoeff = - %/25，80%硅）4-3PV主要包括夏普（日本）、三菱（日本）、United Solar（美国）、Ersol（德国）、新奥光伏（中国）、创益科技（中国）和佰世德太阳能（中国）等。CIGS、CIGSSeCdTe还有部分为新晶体硅太阳电池技术项目。供应商，与中国

46、光伏企业开展了深度合作。4-4引进时地项目名称产能投资额技术水平项目进展情况间点保定天威薄膜12件能杭州正泰太阳能30MW10阳能组件最终验收阶段2008台富阳光电40MW高效非晶硅太阳能组已达到计划产湾件能2009台宇通60MW高效非微晶硅叠层太已达到计划产湾阳能组件能4-4 国内非晶硅薄膜太阳能电池项目统计除此之外，台湾绿能科技集团、江西赛维百世德太阳能高科技有限公司与廊坊新奥集 团从美国应用材料公司引进的硅基薄膜太阳电池项目分别于 2008、2009应用材料公司在中国西安建立的太阳能技术研发中心，把其在美国和欧洲正在进行的 尖端的太阳能研发工作引入到中国。这个中心将开展薄膜和晶体硅太阳能

47、生产技术和设备 的研发、展示、认证和培训等工作。研发中心于 2009 年建成并投入运营。2009 年 10 月26 日，陕西省政府与美国应用材料公司在西安签署太阳能光伏产业战略合作备忘录。战略合作备忘录共十个方面，主要包括：省政府邀请应用材料公司为陕西光伏产业发展的重 要战略合作伙伴，支持应用材料公司太阳能光伏技术在陕应用，同等条件下优先选择应用 材料公司作为技术、设备和服务供应商等。应用材料公司为陕西光伏产业发展提供专业咨询，积极参与陕西太阳能光伏产业联盟创建，为推进 GW 太阳能电池在陕生产和应用提供先进技术、设备和服务，为陕西相应机构、企业提供技术咨询、人员培训，与陕西科研院 所及企业共

48、同进行太阳能利用技术低成本开发等。2008222 规模最大、工艺最先进、技术最成熟的 CIGSSe 类薄膜太阳电池组件生产商 Johanna Solar Technology GmbH（JST）公司技术建设的 CIGSSe（铜铟镓硫硒化合物）薄膜太阳电池研发及生产项目在高密市孚日城北新区正式开工奠基，标志着中国开始进入太阳电池生产研 发高端技术领域。孚日光伏在企业建立的初期采用 OEM 的方法将项目产品销往欧洲、美国，同时积极使用自有品牌开拓、培育国内市场。同日，孚日股份与德国 ALEO SOLAR AGALEO，共同出资设立生产晶体硅太阳电池组件合资公司。20087125200微晶硅太阳电池

49、板项目落户辽宁开原工业区南区的太阳能光伏产业园。该项目采用德国莱 宝太阳能公司先进的第五代薄膜非晶硅微晶硅太阳能叠层技术，光电转换率达到%，单片太阳能膜板可达平方米。2009 年 4 月 16 日，南通强生光电第五代大面积非晶硅薄膜电池投入批量生产。强生光电与美国第三大真空设备制造公司合作，共同研发、改进和制造了全新技术的薄膜电池 核心装备，终于实现第五代薄膜电池生产线在中国的首次量产。该设备的造价仅为同类引 进设备的 25%，为我国大批量扩建低造价、高质量的太阳能薄膜电池生产线、降低每瓦电池设备折旧费用创造了条件。200962425的非晶硅薄膜太阳能电池生产线投产。杭州天裕光能非晶硅薄膜太阳

50、能电池项目总投资22 亿元，共建 4 条薄膜电池生产线，预计到 2010 年底，将达到 120 兆瓦的年生产能力。2009724425MWCIGSCIGS太阳能电池生产技术研发中心签署合作协议。该项目是由（香港）耀飞发展（国际）有限 公司和广东信宇投资有限公司共同出资设立的，广州市华茂能源科技有限公司进行具体运 作，项目总投资达 5 亿美元。作为耀飞发展（国际）有限公司重要股东的川飞能源股份有限公司，目前已经在台湾地区上市。在 2009 年，川飞能源 CIGS 薄膜太阳电池产能达到200兆瓦。2009730ARION(爱瑞安)集团签订合作协议，将在锦州投资 30 亿元建设 200 兆瓦 CIG

51、S 薄膜太阳电池项目。项目分两期实施，同时在锦州建立薄膜太阳能电池研发中心。2009098（First Solar Inc.）和中国有关部门签订了一份重大协议，将在未来 10 年内在内蒙古鄂尔多斯建造一座全球最大的太阳能发电站，项目投资额高达 50 亿至 60 亿美元。这意味着这家全球排名第二的太阳能电池生产商正式进军中国市场，同时也是美国企业首次大举进入中国光伏领域。美国第一太阳能公司此次将在鄂尔多斯市杭锦旗能源化工基地兴建一座容量高达2000 兆瓦的太阳能发电站，项目占地 65 平方公里。同时，该公司还计划在当地投建配套工厂，生产电站所需的太阳能模块和电池板。整个项目建设工程分为四期：第一

52、期于 20106130二期和三期工程分别可发电 100 兆瓦和 870 兆瓦，预计在 2014 年底前完工；第四期规模1000201920091023(DukeEnergy)在河北廊坊正式签订光伏能源领域合作协议。双方将按照各占 50%的股权比例在美国组建合资公司共同开发美国的太阳能市场。根据双方的合作协议，新奥集团将与杜克能源在美国开展合作，利用杜克拥有的丰富 市场资源，以及新奥拥有的世界上先进的硅基薄膜太阳能电池组件及系统集成技术，共同 开展光伏电站、光伏建筑一体化工程（BIPV）等业务。2009111850为“深港创新圈”落实发展的首个项目，也是深港两地联合招商的首个重大高新技术项目，杜

53、邦太阳能薄膜电池板项目总投资亿美元，研发中心设在香港科技园，生产基地落户 深圳光明新区。基本原理非晶硅(a-Si)太阳电池是在玻璃(glass)衬底上沉积透明导电膜(TCO)，然后依次用 等离子体反应沉积 p 型、i 型、n 型三层 a-Si（单结），接着再蒸镀金属电极铝(Al)， 光从玻璃面入射，电池电流从透明导电膜和铝引出，其结构可表示为glass/TCO/pin/Al，最后用 EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、底面玻璃封装，衬底也可以是不锈钢片、塑料等作衬底。非晶硅双结玻璃薄膜电池组件的结构如图 5-1 所示，自上到下依次为顶面玻璃、 SiO 2导电膜、双结非晶硅薄膜电池（非晶硅薄膜电池还

54、可做成单结或三结非晶硅薄膜电池）、背电极、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、底面玻璃。 非晶硅玻璃薄膜电池发电原理与单晶硅、多晶硅电池相似，当太阳光照射到电池上时， 电池吸收光能产生光生电子空穴对，在电池内建电场的作用下，光生电子和空穴被分 离，空穴漂移到 PN5-1 非晶硅双结玻璃薄膜电池结构为了要了解不同于晶体硅太阳能电池的非晶硅薄膜太阳能电池的设计和操作,我们 a-Si:H原子结构5-2 单晶硅和 a-Si:H图 5-2 举例说明不同在单晶硅和 a-Si:H 原子结构的不同. 每个硅原子以共价以联义为晶格完全相同，能被复制而且彼此堆积。 如此的规律性的原子排序用长程有序来描述。图 5-2b

55、 举例说明 a-Si:H 不呈现出长程有序的结构。然而，在原子规模上有相似更远一些的硅原子其排列就没有规律了。虽然 a-Si:H 中缺乏长程有序, 但它有与单晶硅相同的短程有序作用。这一个结论已经从 X 光衍射测量中获得. 那些在 a-Si:H 中相邻原子中的联结键的角度和长度上的小偏离会导致在超出几个原子的距离上局部结构的 完全损失。 结果是 a-Si:H 产生原子结构叫做一个连续无规网络。由于短程有序，通常的半导体能带观念（由倒带和价带表示）能仍然被用于 c。在 a-Si:H 中相邻原子联结键角度和长度发生较大偏离时会导致所谓的禁带。当充足的能量可以满足的时候,例如以热能的形式，禁带就容易

56、地被打破。 这一个过程导致在原子的网络中的缺陷的形子处于不合适的格子空间则形成一个缺陷。在连续的无规网络,一个原子不能够位置不合适。 因为 a-Si:H 缺陷是连续无规网络结构中，任意一个原子的具体结构特征与其近邻是同等的，因此此缺陷是配位缺陷。当一个原子有太多或太少束缚键时容易发生配位缺陷。 在 a-Si:H 中, 缺陷主要发生在有三个共价键和一个不成对电子，即一个悬挂键的硅原子上。因为这种结构在 a-Si:H 占主导地位，因此缺陷通常与悬挂键有关。其中一些悬挂键在图 5-2 中描述了。另外缺陷结构是一个硅原子与五个近邻原子联结成键造成的。这种结构称为是漂浮键，在图 5-2 中以圆圈标识。在

57、纯净的 a-Si(非晶硅中只有硅原子而没有其他原子),每立方厘米大约有1021 个缺陷的浓度。如此大的缺陷密度材料很难作为性能优良的设备。当非晶硅掺杂氢沉积后（利用辉光放电），氢原子联结了绝大多数的硅的悬挂键，作用力强的硅氢键就形成5-2，氢纯化后悬挂键的密度从没立方厘米1021 个减少到1015 -1016 个，相当于每一百万个硅原子中存在不到一个悬挂键。在这种材料中，氢原子掺杂后的非晶硅薄膜 电池已经被证明具有合适的电学应用。电子自旋共振一项实验数据可以提供半导体中缺陷的微观结构的信息，包括非晶硅，那就是电子 自旋共振（ESR）。电子自旋共振只能鉴别与中性悬挂键有关的一种形式的缺陷。ESR

58、 被认为是一项决定 a-Si:H 缺陷的实验标准，并且其结果被认可准确的。然而，这种方法的灵敏性被薄膜中较低的自旋密度所限制并且这种方法只提供了顺磁性的缺陷信息， 它ESR 低估了缺陷密度，因为悬挂键中不包含无配对的自旋产生的缺陷。因此，ESR 的结果十分依赖于费米能级的位置，因为它影响着电子自旋产生的缺陷。氢化的非晶硅中氢的特性5-3 不同温度下 a-Si:H氢在缺陷纯化中扮演着重要角色，氢的掺杂并入和稳定性在 a-Si:H 中一直是研究的重点。a-Si:H 薄膜中氢的引入对薄膜的力学、热学、光学、电学等等性质有着极大的影响。这是因为它可以钝化非晶硅薄膜中大量存在的悬键，降低薄膜的缺陷密度，

59、减 少带隙中的非辐射复合中心，从而显着提高薄膜的稳定性。a-Si:H 的特性不仅与氢的含量也与氢在硅中的结合形式有关,因此研究膜中氢的含量和结合方式与淀积工艺条件之间的关系是薄膜制备中的重要问题。红外吸收光谱仪被广泛应用于 a-Si:H 中硅氢键信息的提供。如图 5-3 所示，a-Si:H640cm1 840-890cm1 2000-2200cm1 。640cm1 处的 尖峰反应了所有可能共价键型，如 SiHx 中 X=1,2,3。因此这个峰用来判断 a-Si:H 中的 X。840-890cm1 的双峰是二氢化物摇摆模型。2000cm1 附近的峰代表着单独的硅氢键 SiH 的拉伸模型（也称为低

60、拉伸模型，LSM），范围在 2060-2160cm1 的峰值包含内表面上的硅氢键 SiH 的拉伸模型（也称为高拉伸模型，HSM），例如空键、二氢化物键和三氢化物键。一个微观结构吸收，用 R*表示，由 LSM 和 HSM 吸收峰共同决定。 这个系数 R*经常用来表征 a-Si:H 网络中的微观结构，它粗略的代表两个不同“态”， 即密集网络和包含空隙的断裂网络。这个微观结构系数定义为;R* IILSMHSM（1）IHSMIHSMILSMLSMHSMc10%R*。氢扩散和演变观测技术帮助分析 a-Si:H 中氢的运动。核磁共振（NMR）给出了氢原子所在环境的信息。最近，据报道，基于 NMR 实验，由