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【正文】 每年生產(chǎn) 60噸的中試階段。 由于經(jīng)費(fèi)制約，我國(guó)太陽(yáng)級(jí)硅的研究工作限于較簡(jiǎn)易的化學(xué)與物理提純?；瘜W(xué)提純是將純度較高的冶金級(jí)硅（ 99％）加工成細(xì)顆粒后，使用鹽酸、王水、氫氟酸等進(jìn)行酸洗革取，此步可將含鐵量降到 200ppm量級(jí) ，然后再進(jìn)行二次定向舒固（早期使用二次直拉），可將含鐵量降到 0． 3ppm量級(jí)，但其純度及成本均未能達(dá)到要求。我國(guó)具有純度高的石英砂資源，并有大量冶金級(jí)硅出口，采用冶金硅精煉的方法生產(chǎn)太陽(yáng)級(jí)硅具有很大潛力。 3晶硅電池的商業(yè)化生產(chǎn)和市場(chǎng)發(fā)展 3． 1商業(yè)化電池技術(shù) （ 1）常規(guī)商業(yè)化電池：商業(yè)化晶硅電池主要結(jié)構(gòu)是 p唄結(jié)。絨面、背場(chǎng)和減反射涂層被普遍采用，細(xì)柵金屬化技術(shù)在不斷改進(jìn)，單晶硅商業(yè)化電池效率在 13 一 16％之間。多晶硅電池工藝與單晶硅基本相同，但沒(méi)有絨面技術(shù)。商業(yè)化多晶硅電池效率在 11一 14％之間。 （ 2）刻槽埋柵電他： BP公司利用 UNsW技術(shù)生產(chǎn)的刻槽埋柵電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，規(guī)模為 2MW／年，電池效率 15一 17％之間，成本與常規(guī)電池基本相同。 （ 3） AsE多晶硅片電池效率在 11一 13％之間。 3． 2晶硅電池的產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)發(fā)展 國(guó)際光伏工業(yè)在過(guò)去 15年的平均年增長(zhǎng)率為 20％。 90年代后期，世界市場(chǎng)出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，發(fā)展更加迅速。 1997年世界太陽(yáng)電他光伏組件生產(chǎn)達(dá) 122MW，比 1996年增長(zhǎng)了38％，是 4年前的 2倍，是 7年前 3倍，比集成電路工業(yè)發(fā)展更快，超出光伏專家最樂(lè)觀的估計(jì)。 1998年光伏組件生產(chǎn)達(dá) 到 157． 4MW，比 1998年增長(zhǎng) 29％。光伏發(fā)電累計(jì)總裝機(jī)容量達(dá)到 800MW。 在產(chǎn)業(yè)化方面，各國(guó)一直在通過(guò)改進(jìn)工藝、擴(kuò)大規(guī)模和開(kāi)拓市場(chǎng)等措施降低成本，并取得了巨大進(jìn)展。以美國(guó)為代表，政府（能源部）在 1990年起動(dòng)了 PVMaT（光伏制造技術(shù)）的產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃，通過(guò)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（ NREI／實(shí)施，并成立了國(guó)家 PV中心，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)共同進(jìn)行攻關(guān)，以求大幅度降低成本。這一計(jì)劃的實(shí)施已經(jīng)產(chǎn)生了非常明顯的效果，使商品化電池效率提高到． 12一 15％。生產(chǎn)規(guī)模從過(guò)去的 1一 5MW／年發(fā)展到 5一20MW／年 ，并正在向 50MW 擴(kuò)大，如英國(guó) BP So1ar 公司計(jì)劃 2021 年達(dá)到 50MW／年的生產(chǎn)能力。生產(chǎn)工藝不斷簡(jiǎn)化，自動(dòng)化程度不斷提高。三年來(lái)，世界的光伏組件的生產(chǎn)成本降低了32％以上，第一次降到 3美元／ wp以下，國(guó)際市場(chǎng)光伏組件售價(jià)在 4美元／ Wp左右。這種趨勢(shì)還在繼續(xù)發(fā)展，預(yù)測(cè) 1999 年生產(chǎn)成本可降到 1． 79 美元／ Wp，在 1994 年的水平上降低60％。美國(guó) PV系統(tǒng)電價(jià)成本目標(biāo)： 2021年光伏系統(tǒng)安裝成本 3美元／ Wp（ 11美分／ kwh），2021年 1． 5美元／ wp（ 6美分／ kwh以下）。 歐洲和日本也有類似的計(jì) 劃。競(jìng)爭(zhēng)促使各發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)幾乎以大致相同的水平和速度向前發(fā)展； 在太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域，印度是發(fā)展中國(guó)家的排頭兵。截止 1997 年 3 月／ p 度總的 pv系統(tǒng)容量達(dá)到 30MW。目前印度有 6個(gè)太陽(yáng)電池制造廠， 12個(gè)組件生產(chǎn)廠， 1998年生產(chǎn) 10MW組件， 19982021印度計(jì)劃安裝 150MW。 2021年生產(chǎn)將達(dá)到 50Mw／年。 1998 年 7月在 Vienna召開(kāi)了第二屆國(guó)際太陽(yáng)能光伏會(huì)議，在這個(gè)迄今規(guī)模最大的世界光伏會(huì)議上，一向觀點(diǎn)保守和沉默寡言的歐盟科技局局長(zhǎng) Wolfgang Pa1z博士在會(huì)上談到他對(duì)目前 PV技術(shù)商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢(shì)的觀點(diǎn)：光伏技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)很明顯地結(jié)束了它的前期開(kāi)拓階段，并開(kāi)始了它的蓬勃發(fā)展階段。 1998年 7 月正當(dāng)世界金融危機(jī)最瘋狂的時(shí)候，世界 PV 市場(chǎng)比 1997年同期增長(zhǎng)了 50％。世界各大公司紛紛實(shí)施和制定擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃， 1998年初 PVIR統(tǒng)計(jì)，正在實(shí)施和擴(kuò)產(chǎn)的新增能力為“ 3。 5MW／年，比 1997年高出 2倍。可以說(shuō)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正在騰飛，預(yù)測(cè)今后 10 年光伏組件的生產(chǎn)將以 30％左右甚至更高的遞增速度發(fā)展， 2021年將達(dá)到 300MW／年， 2021年達(dá)到 4． 6GW／年（保有量 20GW）。快速發(fā)展 的屋頂計(jì)劃、各種減 免稅政策和補(bǔ)貼政策以及逐漸成熟的綠色電力價(jià)格為 PV 市場(chǎng)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)。市場(chǎng)發(fā)展將逐步由邊遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村的補(bǔ)充能源向全社會(huì)的替代能源過(guò)渡。預(yù)測(cè)到下世紀(jì)中葉，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將達(dá)到世界總發(fā)電量 15 一 20％，成為人類的基礎(chǔ)能源之一。第二屆世界太陽(yáng)能光伏會(huì)議主席 Jurgen Schmidt在大會(huì)上說(shuō)到：“作為全球一種能源，光伏發(fā)電在下世紀(jì)前半期將超過(guò)核電，是 2030年還是 2050年的最后幾年超過(guò)，只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題?！? 我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及市場(chǎng)發(fā)展經(jīng)過(guò)近 20年的努力，已經(jīng)奠定良好的 基礎(chǔ)。目前有 4個(gè)單晶硅電池及組件生產(chǎn)廠和 2個(gè)非晶硅電池生產(chǎn)廠。但在總體水平上我國(guó)同國(guó)外相比還有很大差距，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）生產(chǎn)規(guī)模小。目前 4個(gè)單晶硅電池生產(chǎn)廠基本上保持在 1986一 1990年引進(jìn)時(shí)的規(guī)模和水平。各廠家在引進(jìn)時(shí)標(biāo)稱生產(chǎn)能力為 IMW／年，但在不同的工藝環(huán)節(jié)上都存在著“瓶頸”，實(shí)際生產(chǎn)能力都在 0． 5MW／年左右，所以我國(guó)太陽(yáng)電池總的實(shí)際生產(chǎn)能力約 2MW／年， 1998年我國(guó)太陽(yáng)電他的產(chǎn)量為 2MW，約占世界產(chǎn)量的 1． 3％。生產(chǎn)的規(guī)模化程度比國(guó)外 5一20MW生產(chǎn)規(guī)模低一個(gè)數(shù)量級(jí)。目前各廠 都在努力擴(kuò)大生產(chǎn)能力，可望在 1一 2年內(nèi)將各廠的實(shí)際生產(chǎn)能力擴(kuò)大到 IMW／年，總能力達(dá)到 4MW／年。多晶硅電池有利于進(jìn)一步降低成本，目前我國(guó)還是空白。國(guó)家已將多晶硅電他的產(chǎn)業(yè)化作為“九五”計(jì)劃的重點(diǎn)進(jìn)行了安排，可望在 2021年形成規(guī)?；a(chǎn)。 （ 2）技術(shù)水平較低。我國(guó)太陽(yáng)電他的效率較低，平均在 11一 13％；組件封裝水平低，工程現(xiàn)場(chǎng)證明，部分產(chǎn)品大約 3一 5年就出現(xiàn)發(fā)黃、起泡、焊線脫落、效率下降等問(wèn)題，近幾年產(chǎn)品質(zhì)量有提高，但同國(guó)外仍有一定 差距。 （ 3）專用原材料國(guó)產(chǎn)化程度不高。專用材料如銀漿、封裝玻璃、 EVA等尚未完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。國(guó)家曾將提高商業(yè)化電池效率和材料國(guó)產(chǎn)化列入“八五”計(jì)劃，并取得一定成果，但性能有待進(jìn)一步改進(jìn)，各廠家部分材料仍然采用進(jìn)口品。 （ 4）成本高。目前我國(guó)電池組件成本約 35元／ wp（ 4． 2美元／ Wp），平均售價(jià) 44元／Wp（ 5． 3美元／ Wp)，成本和售價(jià)都高于國(guó)外產(chǎn)品。 我國(guó)地域廣大、人口眾多， 7000萬(wàn)人生活在無(wú)電地區(qū)，光伏發(fā)電的潛在市場(chǎng)非常巨大。但由于光伏發(fā)電成本高，目前尚不能與常規(guī)發(fā)電相比。盡管如此，我國(guó)的光伏市場(chǎng)仍在逐年地發(fā)展和擴(kuò)大， 1998年的安裝容量約 2． 5MW。到 1998年底， 光伏發(fā)電系統(tǒng)總保有量約 12MW。 在光伏市場(chǎng)發(fā)展方面，國(guó)外各大公司和世界銀行對(duì)于開(kāi)拓中國(guó)的光伏市場(chǎng)都表現(xiàn)出極大的興趣和熱心，并開(kāi)始付諸行動(dòng)。這對(duì)我國(guó)光伏事業(yè)的發(fā)展無(wú)疑起著極大的推動(dòng)和催化作用。例如，世界銀行通過(guò) GEF（全球環(huán)境基金）項(xiàng)目向中國(guó)軟貸款用于風(fēng)能和光伏發(fā)電的市場(chǎng)開(kāi)拓，其中包括 10MW的戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)。該項(xiàng)目在國(guó)家經(jīng)貿(mào)委組織下正在執(zhí)行中。荷蘭政府向我國(guó)新疆自治區(qū)贈(zèng)送近 10萬(wàn)套戶用光伏電源系統(tǒng)，價(jià)值 1500萬(wàn)美元。日本、美國(guó)、歐洲的一些公司也都有過(guò)類似的贈(zèng)送和示范項(xiàng)目。面對(duì)這樣一個(gè)將被開(kāi)發(fā)的巨大市場(chǎng) ，我國(guó)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)必須加快發(fā)展步伐。 4．二十一世紀(jì)晶硅電他的發(fā)展趨勢(shì)和展望 90年代以來(lái)，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推動(dòng)下，可再生能源技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。據(jù)專家預(yù)測(cè)，下世紀(jì)中葉太陽(yáng)能和其它可再生能源能夠提供世界能耗的 50％。 4． 1 光伏建筑將成為光伏應(yīng)用的最大市場(chǎng) 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)和建筑的完美結(jié)合體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理想范例，國(guó)際社會(huì)十分重視。國(guó)際能源組織（ IEA）＋ 1991 和 1997 相繼兩次起動(dòng)建筑光伏集成計(jì)劃，獲得很大成功，建筑光伏集成有許多優(yōu)點(diǎn)：①具有高技術(shù)、無(wú)污和自供電的特點(diǎn)，能夠強(qiáng)化建筑物的美 感和建筑質(zhì)量；②光伏部件是建筑物總構(gòu)成的一部分，除了發(fā)電功能外，還是建筑物耐候的外部蒙皮，具有多功能和可持續(xù)發(fā)展的特征；③分布型的太陽(yáng)輻射和分布型的建筑物互相匹配；④建筑物的外殼能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積；⑤不需要額外的昂貴占地面積，省去了光伏系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，省去了輸電費(fèi)用；③ PV陣列可以代替常規(guī)建筑材料，從而節(jié)省安裝和材料費(fèi)用，例如昂貴的外墻包覆裝修成本有可能等于光伏組件的成本，如果安裝光伏系統(tǒng)被集成到建筑施工過(guò)程，安裝成本又可大大降低；①在用電地點(diǎn)發(fā)電，避免傳輸和分電損失（ 5一 10％），降低了電力傳輸和 電力分配的投資和維修成本，建筑光伏集成系統(tǒng)既適用于居民住宅，也適用商業(yè)、工業(yè)和公共建筑，高速公路音障等，既可集成到屋頂，也可集成到外墻上；既可集成到新設(shè)計(jì)的建筑上，也可集成到現(xiàn)有的建筑上。光伏建筑集成近年來(lái)發(fā)展很炔，許多國(guó)家相繼制定了本國(guó)的光伏屋頂計(jì)劃。建筑自身能耗占世界總能耗的 1／ 3，是未來(lái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最大市場(chǎng)。光伏系統(tǒng)和建筑結(jié)合將根本改變太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界能源中的從屬地位，前景光明。 4． 2 PV產(chǎn)業(yè)向百兆瓦級(jí)規(guī)模和更高技術(shù)水平發(fā)展 目前 PV組件的生產(chǎn)規(guī)模在 5 一 20Mw／年，下世紀(jì)將向百兆瓦級(jí)甚 至更大規(guī)模發(fā)展。同時(shí)自動(dòng)化程度、技術(shù)水平也將大大提高，電池效率將由現(xiàn)在的水平（單晶硅 13％一 15％，多晶硅 11％一 13％）向更高水平（單晶硅 18％一 20％，多晶硅 16％一 18％）發(fā)展，同時(shí)薄膜電池在不斷研究開(kāi)發(fā)，這些都為大幅度降低光伏發(fā)電 成本提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 4． 3下世紀(jì)前半期光伏發(fā)電將超過(guò)核電 專家預(yù)計(jì)，下世紀(jì)前半期的 30一 50年代，光伏發(fā)電將超過(guò)核電。 1997年世界發(fā)電總裝機(jī)容量約 2021GW，其中核電約 400GW，約占 20％，世界核電目前是收縮或維持，而我國(guó)屆時(shí)核能將發(fā)展到約 100GW，這就意味著 世界光伏發(fā)電屆時(shí)將達(dá)到 500GW左右。 1998年世界光伏發(fā)電累計(jì)總裝機(jī)容量 800MW，以 2040年計(jì)算，這要求光伏發(fā)電年增長(zhǎng)率達(dá) 16． 5％，這是一個(gè)很實(shí)際的發(fā)展速度，前提是光伏系統(tǒng)安裝成本至少能和核能相比。 4． 4 PV發(fā)電成本下降趨勢(shì) 美國(guó)能源部 1996年關(guān)于 PV 聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)格下降趨勢(shì)預(yù)測(cè)表明，每年它將以 9％速率降低。 1996年 pv系統(tǒng)的平均安裝成本約 7美元／ Wp，預(yù)計(jì) 2021年安裝成本將降到 3美元／Wp， PV發(fā)電成本） 11美元／ kWh； 2021年 PV發(fā)電成本降到 6美分／ kWh，系統(tǒng)安裝成本約 1． 7美 元／ Wp。 降低成本可通過(guò)擴(kuò)大規(guī)模、提高自動(dòng)化程度和技術(shù)水平、提高電池效率等途徑實(shí)現(xiàn)?？尚行匝芯恐赋?， 500MW／年的規(guī)模，采用現(xiàn)有已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的晶硅技術(shù)，可使 PV組件成本降低到：歐元左右（其中多晶硅電池組件成本 0． 91歐元／ Wp），如果加上技術(shù)改進(jìn)和提高電池效率等措施，組件平均成本可降低到 1美元／ Wp。在這個(gè)組件成本水平上，加上系統(tǒng)其它部件成本降低，發(fā)電成本 6 美分／ kWh 是能實(shí)現(xiàn)的?？紤]到薄膜電池，未來(lái)降低成本的潛力更大，因此在下世紀(jì)前 10一 30年把 PV系統(tǒng)安裝成本降低到與核電可比或更低是完全可能的 。