晶硅電池片項目帶動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　在無(wú)錫尚得演繹出太陽(yáng)能創(chuàng )富神化之后，受益于太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的長(cháng)期利好，近年我國企業(yè)又新上了大批晶體硅電池片項目，使年產(chǎn)能力迅速突破3200兆瓦，一躍成為全球最大的光伏產(chǎn)業(yè)基地。在光伏發(fā)電這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上，電池片無(wú)疑是最具技術(shù)特質(zhì)、最具發(fā)展潛力和最具帶動(dòng)作用的中心環(huán)節。發(fā)展晶硅電池片項目，可以帶動(dòng)多晶硅料、拉棒切片、電池組件、發(fā)電工程、應用產(chǎn)品和光伏化工、光伏機械等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　一、多晶硅料

　　多晶硅料的價(jià)格從2004年的每千克24美元到現在的480美元，短短4年時(shí)間價(jià)格增長(cháng)10倍，且有價(jià)無(wú)市、供不應求，已成為產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的瓶頸因素。造成這種局面的原因主要在于多晶硅料的提煉需要較大資金投入(新建多晶硅廠(chǎng)需投資100美元/千克)、較多能源消耗(每生產(chǎn)1千克多晶硅料需要耗電200-500度)和較高技術(shù)門(mén)檻。目前國際上生產(chǎn)高純度多晶硅料的生產(chǎn)工藝85%以上采用改良西門(mén)子法。它是利用氯氣和氫氣合成HCl，HCl和工業(yè)硅粉在一定的溫度下合成SiHCl3，然后對SiHCl3進(jìn)行分離精餾提純，提純后的SiHCl3在氫還原爐內進(jìn)行化學(xué)氣相沉積反應得到高純多晶硅料。這種高純多晶硅料的純度要求較高，一般需達到99.9999%以上。在賣(mài)方市場(chǎng)和高額利潤的驅動(dòng)下，近年我國江西賽維、洛陽(yáng)中硅、四川峨嵋和新光硅業(yè)等企業(yè)大舉進(jìn)入多晶硅料行業(yè)，預計總投資額近400億元，全部完成后可形成年產(chǎn)7萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，電池片每瓦用硅量也從05年的12g/W開(kāi)始每年遞減5%，2010年將達到9.3g/W，業(yè)界的目標是將用硅量降低到6g/W。再加薄膜電池的迅速發(fā)展，也將進(jìn)一步緩解多晶硅硅料的供應形勢。

　　二、拉棒切片中國太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟網(wǎng)

　　多晶硅料需要轉化成單晶硅棒或多晶晶錠后才能把它進(jìn)一步加工成硅片、電池和組件。單晶硅棒生產(chǎn)最常用的工藝就是直拉法。在這個(gè)過(guò)程中，多晶硅料放入石英坩堝中，經(jīng)過(guò)加溫后緩慢融化，浸入一根具有一定晶向的籽晶，經(jīng)過(guò)縮頸、放肩、轉肩、等徑、收尾生長(cháng)和冷卻過(guò)程，完成一根單晶的生長(cháng)過(guò)程。多晶晶錠生產(chǎn)最常用的工藝是鑄錠法。在這個(gè)過(guò)程中，多晶硅放入石英坩堝中，經(jīng)過(guò)加熱、融化、長(cháng)晶、退火和冷卻，完成一個(gè)多晶晶錠的生長(cháng)過(guò)程。把單晶硅棒或多晶晶碇切割成硅片，目前基本上采用的是多線(xiàn)切割技術(shù)。將硅棒或硅錠經(jīng)表面整形、定向、切割、研磨、腐蝕、拋光、清洗等工藝,加工成符合特定要求的硅片。硅片的厚度已經(jīng)從2004年的主流厚度270um發(fā)展到現在的200um為主。目前，國際上部分廠(chǎng)家量產(chǎn)的硅片厚度可以達到180um。經(jīng)歷兩年左右的發(fā)展，硅片的利用率已經(jīng)提高了32%以上。由于拉晶爐和鑄晶爐比較便宜，且已基本上實(shí)現了國產(chǎn)化，再加上技術(shù)門(mén)檻較低，因此，近年我國新上了一大批拉棒切片項目。但多晶硅料的制約瓶頸因素，也常使這些硅棒、硅錠和硅片企業(yè)陷入尷尬局面。

　　三、晶硅電池

　　拉棒切片的下一個(gè)環(huán)節就是生產(chǎn)太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能電池分為晶體硅電池和薄膜涂層電池兩大類(lèi)。晶體硅電池占據了93%的市場(chǎng)份額，其中單晶硅電池的轉換效率最高,國內已達到17.6%。多晶硅電池的轉換率也突破了16%。制造太陽(yáng)能晶硅電池需要經(jīng)過(guò)很多工藝，其中包括硅片清洗、表面制絨、擴散制結、去磷硅玻璃、等離子刻蝕、鍍減反射膜和絲網(wǎng)印刷等。由于歐洲市場(chǎng)特別是德國市場(chǎng)的需求拉動(dòng)，導致最近幾年國內企業(yè)在該領(lǐng)域大規模投資。目前我國電池片生產(chǎn)企業(yè)已達60家，產(chǎn)能突破3200兆瓦，電池片總規模列世界第一。截至目前，中國光伏產(chǎn)業(yè)總計有無(wú)錫尚德、天合光能、河北晶澳、天威英利、南京中電、江西塞維、林洋新能和浙江昱輝等10家公司相繼在海外上市,IPO融資總額超過(guò)19億美元，總市值達178.65億美元，平均每家企業(yè)市盈率為49.47。與傳統電源集中發(fā)電、供電方式不同的是，太陽(yáng)能電池具有便攜性、離散性特點(diǎn)，更容易、更適合嵌入消費終端，這就為太陽(yáng)能電池的應用提供了廣闊的市場(chǎng)空間。盡管電池片每年以30%以上的速度增長(cháng)，且目前價(jià)格也穩中有升，成為國內外投資熱點(diǎn)，但國際化團隊問(wèn)題、高額投資問(wèn)題和多晶硅料供應問(wèn)題，都是投資人所不得不慎重考慮的。

　　四、電池組件

　　為了滿(mǎn)足太陽(yáng)電池的實(shí)際使用要求，須將若干單體電池按電性能分類(lèi)進(jìn)行串并聯(lián)，經(jīng)過(guò)封裝后組合成可以獨立作為電源使用的最小單元，這個(gè)獨立的最小單元稱(chēng)為太陽(yáng)電池組件。太陽(yáng)電池組件由光伏電池和金屬框架、玻璃蓋片、電纜引線(xiàn)還有粘結劑等組成。在封裝過(guò)程中，單體太陽(yáng)電池之間是用金屬導電帶串聯(lián)或并聯(lián)焊接在一起的。目前常用的晶體硅太陽(yáng)電池封裝一般是依次將鋼化白玻璃—EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)—光伏電池片—虹吸玻璃—EVA—PVF(聚氟乙烯)復合膜疊起，放入層壓封裝機內進(jìn)行封裝，再組裝上導線(xiàn)、接線(xiàn)盒、邊緣密封帶及金屬柜架，就完成了整套組件的封裝工藝。在整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈條中,太陽(yáng)能電池組件封裝的資金和技術(shù)門(mén)檻最低。多數設備已實(shí)現國產(chǎn)化，且價(jià)格比較便宜。由于電池片越來(lái)越薄，為了減少破碎率，一些企業(yè)習慣依靠手工操作。采取OEM代工方式，可進(jìn)一步減少流動(dòng)資金占用。近年來(lái)，電池組件這一環(huán)節發(fā)展最為迅速。預計國內涉及生產(chǎn)組件的廠(chǎng)商已經(jīng)達到6000多家,封裝能力已經(jīng)超過(guò)6000兆瓦。由于國際光伏市場(chǎng)迅速增長(cháng),在供不應求的情況下,這些企業(yè)賺錢(qián)并不困難,但因為進(jìn)入門(mén)檻不高,企業(yè)的利潤也必然會(huì )越攤越薄。

　　五、發(fā)電系統

　　光伏發(fā)電系統由電池方陣、蓄電池組、控制器和逆變器等組成。電池方陣是由多塊光伏電池組件串聯(lián)、并聯(lián)構成的陣列,其作用是將太陽(yáng)能轉換為電能。蓄電池組由多只蓄電池串聯(lián)或并聯(lián)組成,其作用是貯存光伏電池方陣發(fā)出的電能,并可隨時(shí)向負載供電?？刂破魇欠乐剐铍姵亟M被電池方陣過(guò)充電和被負載過(guò)放電,使蓄電池組使用達到最佳狀態(tài)的中心控制設備。逆變器是光伏發(fā)電系統的電源轉換設備,其作用是將直流電轉換為單相或者三相交流電。由于電池組件是半導體材料,控制器和逆變器是電子設備,蓄電池是化學(xué)裝置,所以發(fā)電系統無(wú)轉動(dòng)部件,運行可靠,故障率低，一次投資可保證20年不間斷供電。發(fā)電系統按運行方式可分為離網(wǎng)運行系統和并網(wǎng)運行系統兩大類(lèi)。其中，離網(wǎng)運行系統主要用于為公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠農村、牧區和海島的農、牧、漁民提供基本生活用電,為通信中繼站、沿海與內河航標、氣象臺站及邊防哨所等特殊場(chǎng)合提供電源。光伏并網(wǎng)運行系統把太陽(yáng)能轉化為電能,不經(jīng)過(guò)蓄電池儲能,直接通過(guò)并網(wǎng)逆變器把電能送上電網(wǎng)。光伏并網(wǎng)發(fā)電是當今世界太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主流趨勢。

　　六、應用材料太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

　　投資光伏電池片項目，不僅帶動(dòng)多晶硅料、硅棒、硅錠、硅片、電池組件、發(fā)電系統和應用產(chǎn)品的發(fā)展，同時(shí)還需要大量的應用材料和機電產(chǎn)品為其配套。低鐵玻璃由于具有透光率高、反光率低、機械強度大和耐腐蝕等特點(diǎn)，被廣泛應用于光伏組件的基板材料。硅烷是生產(chǎn)單晶硅、多晶硅、非晶硅等一系列含硅化合物的基本材料。在等離子增強化學(xué)氣相沉積工藝中，它生成一層減反射膜沉積在電池片表面。三氯氧磷用于在電池片的擴散過(guò)程中與氧氣反應生成磷原子，磷原子又作為光伏電池的n型摻雜物，滲透到硅片表層形成PN結。同時(shí)它還廣泛應用于制藥、染化、塑膠助劑、表面活性劑等行業(yè)。三氯氫硅是制備多晶硅料的主要原料,目前國內市場(chǎng)上供不應求,缺口較大,而生產(chǎn)三氯氫硅的主要原料是硅粉、氯氣和氫氣,因此很適合在氯堿企業(yè)作為下游產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。光伏電池封裝用的粘接材料一般是EVA膠粘劑。它是一種熱熔粘接膠膜，常溫下并無(wú)粘性。只有經(jīng)過(guò)熱壓時(shí)才發(fā)生熔融粘接和交接固化。與光伏發(fā)電配套的逆變器、蓄電池、控制器、跟蹤器、聚光系統還有LED燈等產(chǎn)品近年也有迅速發(fā)展。

　　新上晶硅電池片項目產(chǎn)業(yè)鏈長(cháng)、技術(shù)水平高、發(fā)展前景大，具有很強的產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用。為了實(shí)現均衡配套發(fā)展，有必要加大硅烷、VEA和低鐵玻璃的研發(fā)與投資。同時(shí)，逐步實(shí)現拉晶爐、鑄晶爐、擴散爐、燒結爐、絲網(wǎng)印刷機、PECVD、磁控濺射機和等離子切割機等光伏加工機械的國產(chǎn)機，也是降低光伏產(chǎn)業(yè)成本、促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的治本之策。