大家好!今天让小编来大家介绍下关于黑单晶光伏发电_PERC、N型双面、黑硅—主流高效电池技术对比简析的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
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1.光伏发电项目大家了解吗?有发展前景吗?(光伏发电的发展前景)2.PERC、N型双面、黑硅—主流高效电池技术对比简析
光伏发电项目大家了解吗?有发展前景吗?(光伏发电的发展前景)
回答:现在光伏是没有前景的,
但是,离网新型光伏是很有前景的。
我认为光伏发电的前景不大,主要有一下几个因素:
1,光伏发电占用大量的空间,例如土地资源,先要有较大的发电量是拿空间换来的,很多农村的人觉得在自家屋顶安置光伏发电可以获取收益,但是这个收益需要很多年以后才能见效,至于以后的国家政策和电价,谁也说不好。
2,目前来说,国家在减少火电的产能,增加核电和水电的产能,尤其是核电,国家对原子能的重视,会加速核电的发展,随着人类文明的发展,用电量也在稳步增加,光伏满足不了这个需求。
3,从长远看,光伏也是一种环境污染,阳光照射大地,让土地升温,提供了能量,如果这种能量转化为电能,在达到一定程度的时候,肯定会破坏生态。温度的差异会造成生态的变化。
我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步,十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展,建立了完整的市场环境和配套环境,已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业。本文主要梳理了中国光伏发电行业竞争格局等内容。
光伏发电行业主要上市公司:目前国内光伏发电行业主要上市公司有保利协鑫,中环股份、隆基股份、通威股份等。
本文核心数据:光伏发电行业市场集中度、竞争格局、五力模型
1、中国光伏发电行业竞争梯队
光伏发电是我国能源供应体系的重要分支,也是新能源的重要组成部分。根据2020年光伏发电行业业务收入,可分为3个竞争梯队。其中,营业收入大于200亿元的企业有隆基股份、通威股份;营业收入在100-200亿元之间的企业有:中环股份、东方日升、阳光电源、正泰电器;其余企业2020年光伏发电行业业务收入在100亿元以下。
2、中国光伏发电行业市场份额和排名
从2020年光伏发电行业的上游多晶硅产量份额来看,永祥股份以21.45%的占比获得行业第一,其次是保利协鑫,占比为20.26%,排名第三的是新特能源,占比为17.16%。
在光伏组件的角度,根据PV
InfoLink供需数据库统计,隆基以超过20GW的黑马之姿站上组件出货量第一的宝座。连霸出货冠军多年的晶科退居第二,第三名则是一路稳健布局持续成长的晶澳。排名第四和第五的是天合和阿特斯。尽管出货排名出现变动,但2020全年出货TOP
5成员基本上与2020上半年相同。
3、中国光伏发电行业市场集中度
光伏发电行业上游多晶硅产业链已形成寡头局势,根据中国光伏行业协会数据,多晶硅行业CR5从2018年的60.3%提高至2020年的87.5%,集中度进一步提升。
4、中国光伏发电行业企业布局及竞争力评价
光伏发电行业的上市公司中,隆基股份、保利协鑫、中利集团等企业在光伏发电行业业务布局均较为多样化,涉及到硅片、组件、电站运营等环节。部分上市公司专注于产业链某一环节,如清源股份专注于光伏支架。从光伏业务占比看,隆基股份、亿晶光电等企业专注于光伏行业,其余部分企业为多元化经营。从竞争力看,隆基股份、通威股份等均具有较强的竞争力。
注:保利协鑫暂未公布2020年年报,2020年光伏业务占比仅为预测数据,仅供参考。
5、中国光伏发电行业竞争状态总结
从五力竞争模型角度分析,目前,我国光伏发电行业属于新能源行业,光伏发电成本相对于风电、水电和火电等其他方式成本仍较高,因此所面临的行业替代品威胁较大;国内光伏发电行业竞争者数量多,国际龙头企业纷纷布局中国市场,行业整体竞争程度激烈;上游部分光伏关键零配件仍然需要进口来解决,但是总体上,技术进步速度较快,光伏发电关键零部件厂商有一定的议价能力,但趋于减弱,而下游消费市场主要是电力局和分布式光伏用户,光伏企业的议价能力较弱;同时,因行业存在资金、技术门槛较高,潜在进入者威胁较小。
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以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
你好,这个问题不能一概而论。只能说总体而言前景是看好的。但是前景好不一定就意味着投资就能赚钱,具体的还要看当地的政策、资金成本、光照程度、以及使用的太阳能发电系统等等因素来决定最终的投资收益。早期投资的靠着并网收益以及国家政策补贴确实能够获得不错的收益,但是随着安装的数量越来越多,国家的补贴力度也在逐渐的减小。投资的风险也有一定比例的抬升。所以,投资前一定要先了解好投资所在地的政策等信息。前景肯定是看好的。
从国家政策来看是一个发展方向
发现前景不大,由国家补助越来越少可以看出,因为这个占地面积大,发电量少。占用耕地国家不允许,占用农屋房顶发电量不足,面积少。占用荒地,荒地现在都植树造林呢。所以现在的土地面积宝贵。
国家对新能源经济不断的经济投入和大力政策支持,新能源是未来的一个发展方向,而光伏发电也是新能源发展中的一项重要举措,光伏发电前期投入成本比较大,量力而行,并入国家电网,赚取差价,扣除前期的成本和后期运营成本就是利润,建议可以找政府合作,谢谢
据中研产业研究院发布的《2017-2022年广东省光伏发电行业深度调研与投资前景分析报告》统计数据显示
第一节
我国光伏发电产业链结构及价值链分析
一、光伏发电产业链结构分析
由于目前太阳能光伏电池80%以上是以单晶硅或多晶硅为原材料生产的,这里就以晶体硅太阳能光伏电池生产为主,产业链各环节如下:晶体硅原材料生产-晶体硅片制备-太阳能光伏电池制造-太阳能电池组件生产-太阳能光伏产品生产-太阳能光伏电池系统应用。
图表:太阳能光伏发电产业链
数据来源:中研普华数据库
1、太阳能光伏产品
太阳能光伏产品是以太阳光为能源,通过太阳能电池组件接受太阳辐射,将光能转换成电能,并在控制器的管理下不断向蓄电池充电,控制器根据设定的程序将蓄电池中的电能释放出来向用电设备供电。
太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池,有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中,单晶和多晶电池用量最大。
2、应用:光伏发电系统
光伏发电系统通常可分为独立光伏发电系统、光伏并网发电系统以及互补型光伏发电系统。光伏阵列、电能变换器和控制系统是必不可少的,在很多电能变换和控制策略方面,三者都有类似和通用的部分。
二、光伏发电产业价值链分析
晶体硅太阳能光伏发电产业价值链由两条工艺路线构成,其中单晶太阳能电池加工环节包括高纯硅的生产、拉单晶、单晶硅切片、电池片生产、组件封装、系统应用;多晶硅太阳能电池加工包括高纯硅的生产、多晶硅铸锭、多晶硅破锭、切片、电池片生产、组件封装、系统应用。
对于高纯硅的生产来说,存在一条产业价值链,即硅矿石
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金属硅
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高纯多晶硅。首先将
SiO2含量较高的硅矿石提炼成Si含量在99%以上的金属硅,再经由改良西门子法等一些晶体硅提纯工艺提炼出9-11N的高纯硅。
第二节
多晶硅供需及盈利水平分析
一、多晶硅产能规模分析
图表:2014-2016年我国多晶硅产能规模分析
数据来源:中研普华数据库
二、多晶硅产量规模分析
图表:2014-2016年我国多晶硅产量规模分析
数据来源:中研普华数据库
三、多晶硅市场需求分析
从多晶硅的价格走势分析其市场需求。
2014年我国多晶硅价格总体比较平稳;2015年多晶硅价格全年呈“一路下跌”的走势;2016年上半年,受“630”下游抢装影响,多晶硅价格开始稳步上扬,随着630抢装结束,下游需求减弱导致多晶硅价格自7月份开始下滑并持续至9月末;价格下跌使得多晶硅厂家开始主动检修减产,同时下游厂家利用低价时机开始囤货,促使需求再次增加,11月开始多晶硅价格重新步入上涨趋势。
图表:2014-2016年我国光伏级多晶硅价格情况
数据来源:中研普华数据库
从近期看,光伏发电可以作为常规能源的补充,解决特殊应用领域和边远无电地区民用生活用电需求,从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。从远期看,光伏发电终将以分散式电源进入电力市场,并部分取代常规能源。
2020-12-22
光伏行业是指光伏发电相关的设备制造行业,属于新能源产业,国内超过3/4的领土光照资源符合太阳能资源利用,应用潜力较大。
新思界产业研究中心发布的《2020年光伏行业深度市场调研及投资策略分析研究报告》指出,与传统火电相比较,光伏发电对环境几乎污染;与水电、风电和核电相比,光伏发电无排放、噪声低,且技术已经成熟;近年来国内光伏行业发展很快,且规模较大,对国家的补贴资金造成一定压力,因此国家对光伏行业的支持政策逐步减弱,行业的竞争优势需要转型,降低对国家支持政策的依赖。
光伏发电可以充分利用太阳能,是未来环保、稳定、可靠的能源。由于光伏行业在初期投资规模相对较高,后期运营成本低,因此国内外主要国家和地区在早期均对光伏行业的市场开拓领域制定了设备安装补贴、上网价格补贴等政策,对光伏行业早期的市场开发有极大的推动作用。
中国光伏行业在国内外终端补贴政策的支持下快速发展,行业正在逐步成熟,占世界比重超过65%,规模较大。国内2017年光伏行业下游装机容量达到53GW,国内各级政府在短期内可以补贴,但从长期来看,如果持续保持这么大的规模财政资金难以承担。
从光伏发电成本测算来看,部分地区光伏发电成本已经低于火电,为补贴政策降低提供了技术依据。另外从行业发展角度来看,光伏行业已经过了发展初期阶段,持续的高额补贴政策反而会助长企业惰性,忽视成本控制、新技术研发、生产工艺改进等方面能力的提升,因此国内补贴政策逐步降低补贴标准。
2018年,国内国家发展改革委、财政部、国家能源局联合发布了《关于2018年光伏发电有关事项的通知》,提出国内需要合理把握光伏发电项目推进节奏,优化新建的建设规模;加快光伏发电补贴退坡,降低光伏发电行业补贴标准;进一步发挥市场配置资源的决定性作用。
2020年1月,国家能源局发布《国家能源局关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》,计划竞价补贴10亿元、光伏竞价规模在27.8GW,相对于之前补贴规模有下降。
新思界研究分析师认为,光伏行业国家支持政策减弱从行业发展周期、技术水平和财政等方面来看是大势所趋,虽然短期内造成行业内部分企业裁员、收入下降,但更多的企业开始加强新技术研发、向储能电池领域拓展、控制经营成本等措施,行业竞争优势将向技术、成本控制、服务等方面转型,行业可持续发展能力进一步增强。
PERC、N型双面、黑硅—主流高效电池技术对比简析
光伏发电(Photovoltaics;字源“photo-”光,“voltaics”伏特),是指利用光伏半导体材料的光生伏打效应而将太阳能转化为直流电能的设施。
光伏设施的核心是太阳能电池板。目前,用来发电的半导体材料主要有:单晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化镉等。由于近年来各国都在积极推动可再生能源的应用,光伏产业的发展十分迅速。
太阳能光伏在全世界上百个国家投入使用。虽然其发电容量仍只占人类用电总量的很小一部分,不过,从2004年开始,接入电网的光伏发电量以年均60%的速度增长。到2009年,总发电容量已经达到21GW,是当前发展速度最快的能源。据估计,没有联入电网的光伏系统,目前的容量也约有3至4GW。
光伏发电的作用:
1、发电:屋顶光伏电站可以将阳光转化为电能,供屋内用电。光伏发电是一种清洁、可再生的能源形式,不会产生二氧化碳等有害气体,对环境友好。
2、节约能源:通过屋顶光伏电站发电,可以减少对传统能源的依赖,节约能源成本。尤其在太阳充足的地区,光伏电站可以提供相当一部分屋内电力需求。
3、减少碳排放:屋顶光伏电站不像传统燃煤或燃油发电厂那样产生大量二氧化碳等温室气体。因此,其使用有助于减少碳排放,减轻对气候变化的影响。
4、分布式发电:屋顶光伏电站可以实现分布式发电,意味着发电源与用电端更加接近,减少输电损耗。同时,分布式发电也提高了电力系统的稳定性和抗灾能力。
2015年光伏领跑者计划推出,国家通过此项计划引导光伏行业有序升级,行业积极响应并顺势加快高效电池技术从研发走向量产的步伐。经过市场大浪淘沙,光伏行业主要选择的主要高效电池技术有:多晶黑硅电池技术、N型单晶双面电池技术以及P型单晶PERC电池技术。下面就电池工艺、组件功率、光致衰减、隐裂等方面探讨上述几种技术的优劣。
一、PERC单晶电池
1、PERC单晶单面电池
常规单晶电池主要效率区间为19.8-20%,对应的组件功率为280W。为了进一步提升单晶电池效率,在电池背面增加了钝化层。通过背面钝化层的作用,电池的表面复合速率显著降低,电池的效率提升到20.8-21%,对应的组件功率由280W提升到290W。
和常规单晶电池工艺相比,PERC单晶电池主要增加了背面钝化、背面SiNx膜沉积和激光打孔三道工艺。其中激光打孔工艺是利用一定脉冲宽度的激光在去除部分覆盖在电池背面的钝化层和SiNx覆盖层,以使丝网印刷的铝浆可以与电池背面的硅片形成有效接触,从而使光生电流可以通过Al层导出。因Al浆无法穿透SiNx层,其余未被激光去除的钝化层被覆盖在其上方的SiNx覆盖层保护,发挥降低表面复合速率,提升效率的作用。
通常背面的激光开孔面积约占电池片表面积的5-10%,如激光开孔面积过低,则光生电流在传输过程中电阻较大,从而产生较大的热损失,导致电流效率降低。如激光开孔面积过大,则钝化层无法有效发挥降低表面复合速率的作用,导致电池的效率无法有效提升。激光开孔工艺在电池片表面产生了5-10%的损伤。作为整片单一晶体,PERC单晶由于背面的完整晶体结构被破坏,有很大的隐裂或破碎的风险,晶体损伤可能导致硅片沿着此损伤整片碎裂。PERC单晶电池由于正反面金属结构不同所造成的2-5mm的翘曲,翘曲应力和激光损伤的联合作用下,PERC单晶电池的隐裂或破碎的风险将显著提高。
组件应用在光伏电站后,在整个生命周期内,组件都需要持续经受机械载荷或风载荷等考验。为了保证组件在光伏电站使用的可靠性,组件都需通过5400Pa机械载荷测试,行业标准是测试后组件功率的衰减量小于5%,因为激光开孔工艺造成的损伤导致硅片破碎几率增大,因此PERC单晶组件经过机械载荷测试后的衰减普遍大于5%,而常规单多晶组件的机械载荷测试功率衰减量普遍小于3%。可以看出PERC单晶组件的机械载荷衰减率明显高于其他组件产品。对光伏电站来说,在雪载荷和风载荷等的持续用下,PERC单晶组件从激光开孔点开始逐渐出现隐裂和破片,伴随的是组件功率的持续下降。PERC电池的高机械载荷衰减率PERC单晶组件的这一缺陷给光伏电站发电量带来了极大不确定性。为了缓解PERC单晶在机械载荷和隐裂方面的缺陷,行业采取在组件背面添加加固横梁的方式,并进行了采用加厚硅片来缓解隐裂的尝试,但这些方法均提高了组件的单瓦成本,与降低度电成本的大方向背道而驰。
光致衰减方面,多晶黑硅光衰约为1.5%,N型单晶基本没有光衰,而PERC单晶的光衰在2-10%之间,从而导致PERC单晶组件应用在光伏电站后很可能光电转换效率大幅下降,光伏电站发电量和收益率而随之大幅下降。
2、PERC单晶双面电池
PERC单晶单面电池的背面为全Al层,背面入射光线无法穿透该全Al层,因此PERC单晶单面电池只有正面可以吸收入射光进行光电转换。为了使PERC电池均有双面光电转换功能,行业改变了PERC电池的印刷工艺,将背面全Al层印刷工艺修改为背面局部Al层印刷工艺。该工艺是尽量保证背面Al浆印刷在激光开孔点处,以使光生电流仍然可以通过激光开孔点的Al层导出。
PERC单晶双面电池背面由全Al层改为局部Al层,因此背面的入射光可由未被Al层遮挡的区域进入电池,实现双面光电转换功能。由于激光开孔点仍然需要Al浆来疏导光生电流,因此背面的大部分区域任然覆盖了Al浆,因此和电池正面超过20%的光电转换效率相比,PERC单晶双面电池背面可吸收光线的区域有限,背面的光电转换效率预计在10-15%。同时由于背面由全Al层改为局部Al层,电池的正面效率可能会下降0.2-0.5%。
由于PERC单晶双面电池的工艺与PERC单晶单面电池的工艺并无明显区别,因此PERC单晶双面电池任然面临隐裂率高、机械载荷衰减率高、光致衰减率高等问题。对光伏电站来说,使用PERC单晶双面组件仍然有明显的可靠性风险,对保证电站收益率也是巨大的考验。
二、N型单晶双面电池
N型单晶双面电池在近年也逐步释放产能,从相关资料来看,国内若干主要企业均具有一定技术储备。这种电池的特点也是双面皆可吸收入射光线,从而提升电池和组件的发电量。目前有企业宣传该款电池的正面效率大于21%,背面效率大于19%。封装成组件后,正面功率接近300W,背面功率接近270W。结合各种应用场景,组件发电功率较高。和常规电池相比,该款电池主要增加了双面浆料印刷和硼元素掺杂(如旋涂、印刷高温推进和固态源扩散等)等工艺。目前国内主要企业储备的该产品技术基本都没有用到激光等工艺,因此整个电池制作工艺不对硅片造成额外损伤,组件可在各种使用条件下保持稳定性。此外,还具有无光致衰减、弱光响应好等特点。
P型单多晶电池正面印刷Ag栅线,背面整面印刷Al浆,因此电池正面和背面的金属结构和成分不对称,在丝网印刷烧结后电池片会产生2-5mm的翘曲,从而在电池内部产生应力,由于翘曲和应力的作用,P型单多晶电池的破片率明显提升。由此包括电池生产、组件生产和光伏电站组件中的电池破裂率均提升。N型单晶双面电池正背面均印刷Ag栅线且图形相近,因此N型单晶双面电池结构均有对称性,电池在丝网烧结印刷后不产生翘曲。此外,N型单晶双面电池的工艺流程中无激光等损伤,保持完整晶体结构。综合以上因素,N型单晶双面电池破片率更低。
由于N型单晶双面电池正背面均印刷银浆,因此该款银浆的耗量高于P型单多晶电池。在产能方面,N型电池与P型电池的相比还有差距。
三、多晶黑硅电池
多晶硅片中具有若干不同晶向的晶体,因此单晶广泛应用NaOH溶液各向异性制绒工艺并不适用于多晶制绒。目前通行的多晶硅制绒工艺主要是HF/HNO3混合溶液的缺陷腐蚀制绒法,此方法制绒后的硅片反射率约为18%,高于常规单晶制绒后11%的反射率,不利于多晶电池对入射光线的有效吸收。为了进一步降低多晶硅片制绒后的反射率,采用特殊制绒工艺在多晶硅片表面形成纳米结构,增加有效多晶硅片对入射光线的吸收。采用这种制绒工艺生产的多晶电池有更低的反射率,此方法制绒的多晶电池从肉眼来看比普通多晶电池更黑,因此这种工艺被称为黑硅制绒。
多晶黑硅制绒工艺主要有干法制绒和湿法制绒两种。干法黑硅制绒工艺为反应离子刻蚀法(Reactive Ion Etching,RIE),该方法是等离子体在电场作用下加速撞击硅片,在硅片表面形成纳米结构,从而降低多晶硅片的反射率。湿法黑硅制绒工艺为金属催化化学腐蚀法(Metal Catalyzed Chemical Etching,MCCE),该方法是在硅片表面附着金属,利用HF与强氧化剂混合溶液腐蚀硅片表面,附着在硅片表面的金属随着腐蚀过程而向下沉积,从而在硅片表面形成纳米结构,有效降低硅片表面的反射率。无论干法或是湿法黑硅制绒工艺,都可将多晶电池效率提升0.6%以上,采用多晶黑硅电池封装的组件功率也可从265W提升到275W。多晶黑硅电池的整个制作工艺简单,不对硅片造成额外的损伤,使多晶组件可在各种使用条件下保持可靠性,保证了多晶组件在光伏电站整个生命周期发电量的稳定。此外,多晶电池还具有光致衰减低的特点,多晶电池的光致衰减普遍低于1.5%,而PERC单晶电池的光致衰减为2-10%。可以看出,与PERC单晶电池相比,多晶黑硅的光致衰减率具有很好的优势。
在全球的晶体硅光伏产品中,多晶产品仍然占有50%以上的市场需求。多晶产品具有单瓦价格低、工艺成熟、组件可靠性高的特点,有效降低光伏电站风险,为光伏电站收益提供可靠保障。
结语
多晶黑硅电池和N型单晶双面电池在光致衰减率、破片率和机械载荷衰减率等方面均明显好于PERC单晶电池。因此相比于PERC单晶电池,多晶黑硅电池和N型单晶电池将为光伏电站带来更为稳定的发电量,光伏电站业主的投资回报也可以得到更好的保障。光伏电站作为预期运营25年、30年乃至更长时间的投资项目,除了组件初始功率外,还需要关注组件功率在整个电站生命周期的稳定性和衰减率,以保证稳定的投资回报。