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文章目录列表:
1.光伏材料是指2.光伏产业链总结
3.光伏材料详细资料大全
光伏材料是指
光伏材料是能将太阳能直接转换成电能的材料。
光伏材料又称太阳电池材料,是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料能产生电流是因为光生伏特效应,即如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,以致产生电子——空穴对。
光伏材料只有半导体材料具有这种功能。可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚处于开发阶段。
光伏材料的工作原理
光伏电池受到太阳光子的冲击,在光伏电池内部产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对,其中的光生非平衡少数载流子(即N区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子)可以被内建电场Ei牵引到对方区域,然后在光伏电池中的PN结中产生光生电场EPV一当接通外电路时,即可流出电流,输出电能。
当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起,构成光伏电池组件,便会在太阳能的作用下输出功率足够大的电能。
以上内容参考百度百科-光伏材料
光伏产业链总结
全球高纯晶硅及光伏电池片老大通威股份(600438.SH)的组件产能扩充步伐十分紧凑。该公司12月12日晚间公告,拟于江苏南通经济技术开发区投资建设年产25GW高效光伏组件制造基地项目,预计固定资产投资约40亿元。项目计划于2023年开工建设,并力争于2023年底前投产。
就在不到三个月前,通威股份宣布了上述南通项目的“姊妹版”盐城项目:据其9月22日公告,拟与江苏盐城经济技术开发区管理委员会签署《高效光伏组件制造基地项目投资协议书》,就公司在盐城经济技术开发区投资建设年产25GW高效光伏组件制造基地项目达成合作。该项目预计固定资产投资金额约40亿元,建设期为获取完整建设土地及相应建设所需手续后24个月内。
在“官宣”进军组件端之后,通威股份已密集推出两笔大规模组件投资。澎湃新闻注意到,叠加其自2013年收购合肥赛维时拥有的部分产能,待以上两个项目投产后,通威股份的组件产能将与多家老牌一线组件企业的2022年产能大致相当。当然,通威不会就此止步,澎湃新闻此前从业内获悉,通威在组件环节的总体规划将达到100GW。
投资接连落地的同时,通威年内已接连斩获多个组件订单。11月1日,通威集团称,自今年宣布正式入局组件以来,通威已连续中标近4GW的光伏组件规模,在手订单已接近8GW。
拥有硅料、电池端巨大产能的通威“杀入”组件环节,无疑将拥有显著的成本竞争优势。有组件企业人士曾对澎湃新闻说,粗略测算,在通威的一体化模式下,背靠超高毛利的硅料,即便是1.6元/瓦左右的组件价格,也能盈利。
随着产业集中度的持续提升,光伏行业的竞争越来越趋向于垂直一体化企业之间的竞争。
“如果现在还要单一去做硅片、做电池,以后不会有竞争力。”一位国内光伏龙头企业高管曾对澎湃新闻表示,光伏企业的一体化程度是决胜未来的关键。尤其在头部企业的竞争中,“大家的战略方向是一致的,在光伏行业,从硅片、电池到组件,你必须在各个环节具备一定的能力。”
同日,晶澳科技(002459.SZ)再次抛出百亿投资计划,拟斥资115.47亿元投建石家庄年产10GW切片及10GW电池项目、石家庄新型电池技术研发中心项目、东台年产10GW电池和10GW组件项目。
晶澳科技表示,上述项目有利于公司垂直一体化的产业链布局。项目投产后,能够有效提高高效产品的产能,满足市场对高效产品的需求,不断提高市场份额和一体化盈利能力。
这已是晶澳年内第九次扩充一体化产能,合计投资额超过500亿元。
光伏材料详细资料大全
背景
碳达峰与碳中和:通过各种手段抵消生产过程中排放的二氧化碳 , 最终实现二氧化碳的零排放。
过去十年光伏发电成本已下降了超过90% , 甚至在部分国家已经低于常规能源 , 实现了平价上网 ( 接入电网 )
产业链
行业上游为从硅料到硅片的原材料制备环节 ;
中游则是从光伏电池开始到光伏组件的制造环节 , 负责生产有效发电设备 ;
下游则是应用端 , 即光伏发电系统。
1.硅料(通威股份,大全能源,保利协鑫)
2.硅片( 隆基,中环,上机数控)
3.电池片(通威股份,爱旭股份)
HJT topCon
4.组件(晶澳科技)
需要辅材配合
5.电站(晶科科技 京运通 太阳能)
需要逆变器配合
一体化企业:隆基,晶澳科技,天合光能
光伏设备:迈为股份 捷佳伟创 金辰股份
光伏硅料 : 掌控产业上游
工业硅为原料,经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料,是信息产业和新能源产业最基础的原材料.
注:这里的多晶硅料与多晶硅片不是一个概念,多晶硅片是光伏中游的产品。
硅料在光伏产业链的成本比重越来越小(技术进步),目前已经从90%下降到了45%。
制作工艺:改良西门子法,硅烷流化床法(成本优势,但是技术相对不成熟)
硅料涨价(特别是21年):供应商惜售,抬价;确实存在产能不足。会对下游利润和需求造成压制。
通威股份,大全能源,保利协鑫
光伏硅片 : 单晶硅对多晶硅实现全面替代
硅片是产业链上游的末端 ,是光伏产品的起点,其形状 、 大小与薄厚取决于生产工艺与下游产品设计需求 。 硅片进一步加工即是晶硅电池片 , 而电池片经排列 、 封装并与其它辅材组合后即是太阳能电池板 , 光伏系统最小有效发电单位。
简单概括硅片的生产工艺 : 将上一节所说的多晶硅料经过一系列工序后 , 拉棒制成单晶硅棒 , 或铸锭制成多晶硅锭 , 再进行切片制成硅片。
单晶硅光电转化效率更高(尤其是PERC电池为代表的新一代电池技术),随着技术进步,基本全面取代多晶硅。
当前光伏硅片有5种主流尺寸 , 分别为
156.75mm 、 158.75mm 已经淘汰
166mm(主流) 、182mm 、210mm(趋势)。
大尺寸化正在加快,大尺寸的成本低,效率高。
目前降低耗硅量的主要方式为降低硅片厚度与减少切片损耗。
目前光伏产业上游的发展路线十分清晰 , 一切围绕降本展开。
隆基,中环,上机数控
光伏电池 : 持续升级 , 快速进步
中游的起点。所谓光伏电池 , 是一种利用太阳能发电的半导体薄片 。 只要满足一定光照条件 , 电池片就可输出电压 , 并在有回路的情况下产生电流。
最重要的指标为发电功率。
技术路线:
单晶硅PERC电池:产能高,技术成熟。未来提升光电转换率的空间不高。
N型电池 :光电转换率高,技术相对成熟
TOPCon: 理论光电转换效率极高 , 达到28.7%,对生产线要求不高,可以在现有生产线升级而来,对前期投资更加友好。但是生产工艺复杂(12-13道。),因为工艺负责也推高了生产成本。
HJT:最有希望成为下一代主流的技术路线。工序少(4道),但是成本高(对原材料要求高,目前PERC设备不兼容)
IBC:转换效率最高的技术路线,但是技术不成熟,工艺要求高,面临的困难远大于前两者。
薄膜型太阳能电池,衰减低 、重量轻 、材料消耗少 、制备能耗低 、适合与建筑结合等特点 。但由于仍处于研发的早期阶段,转换效率并不高。商业化上的困难较大。
通威股份,爱旭股份
光伏组件 : 太阳能发电的根基
光伏组件 , 或太阳能电池板 , 两者指的是同一个产品。
光伏组件的制备主要包括电池片互联和层压两大步骤 :
电池片互联:伏组件的标准电池片数量为60片或72片 , 对应以10或12条铜线作为汇流条将其连接起来 , 6组互联为一个光伏组件。
层压:在电池片互联后 , 一般需按照钢化玻璃 、 胶膜 、 电池片 、 背板以从下到上的顺序 , 经过层压的方式封装在一起 , 背板与钢化玻璃将电池片和胶膜封装在内部 , 通过铝边框和硅胶密封边缘保护。
晶澳科技
光伏辅材 : 不含硅 , 也重要
辅材中成本占比排名前五的分别是边框 、玻璃 、 胶膜 、 背板以及焊带
边框:成本占比最高,技术含量最低,议价能力最低。
玻璃:光伏玻璃,超白压花玻璃 、 超白加工浮法玻璃 , 以及透明导电氧化物镀膜(TCO)玻璃,光伏玻璃的发展主要受上下游驱动 , 目前的主要趋势分别是增大与减薄,比较核心的辅材。
胶膜:封装胶膜材质一般为有机高分子树脂 , 其直接与组件内部的电池片接触 , 覆盖电池片上下两面 , 对电池片起抗水汽 、 抗紫外等保护作用 。目前市场上有三种主流胶膜 , 分别为透明EVA ( 聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物的简称 ) 胶膜 、 白色EVA胶膜以及POE ( 聚烯烃 ) 胶膜。
背板,焊带:略
玻璃:福莱特,信义光能
胶膜:福斯特 海优新材
支架边框:爱康科技 中信博
背板:塞伍技术 中来股份 名冠新材
光伏逆变器 : 光电上网的最后一块拼图
是将光伏组件产生的直流电 , 转换成频率可调节的交流电的电子设备,光电上网的必备器件。。
阳光电源,固德威,锦浪科技
光伏发电站 : 产业的终端
光伏发电站是光伏产业链的最末端
集中式光伏电站的主要特点在于运维更为经济 , 受益于规模效应 , 发电成本比较低 , 且发电量大 , 更能满足电网的接入要求 。 我国目前就是集中式电站占主流 , 多分布于西部光能富集地区
分布式光伏电站则主要是指利用小型空地 , 或建筑物表面 , 如厂房 、 公共建筑屋顶等表面建设的小型发电站 , 在人口比较稀疏的发达国家占据主流
晶科科技 京运通 太阳能
光伏材料又称太阳电池材料,是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料能产生电流是因为光生伏特效应,即如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型矽和N型矽中将电子从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。
基本介绍 中文名 :光伏材料 外文名 :solar cell materials 学科 :材料工程 领域 :工程技术 简介,光伏发电,分类,材料分类,套用分类,材料特性,光伏材料的工作原理, 简介 光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳电池材料,只有半导体材料具有这种功能。可做太阳电池材料的材料有单晶矽、多晶矽、非晶矽、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶矽、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶矽、多晶矽、非晶矽。其他尚处于开发阶段。致力于降低材料成本和提高转换效率,使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争,从而为更广泛更大规模套用创造条件。 光伏发电 光伏材料能产生电流是因为光生伏特效应,即如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型矽和N型矽中将电子从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离,将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在矽片的两边加上电极并接入电压表。对晶体矽太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。 分类 材料分类 可做太阳电池材料的材料有单晶矽、多晶矽、非晶矽、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。 套用分类 用于空间的有单晶矽、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶矽、多晶矽、非晶矽。其他尚处于开发阶段。 致力于降低材料成本和提高转换效率,使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争,从而为更广泛更大规模套用创造条件。 材料特性 (1)单晶矽太阳能电池 单晶矽太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶矽一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。 (2)多晶矽太阳能电池多晶矽太阳电池的制作工艺与单晶矽太阳电池差不多,但是多晶矽太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右 。 从制作成本上来讲,比单晶矽太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶矽太阳能电池的使用寿命也要比单晶矽太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶矽太阳能电池还略好。 (3)非晶矽太阳能电池 非晶矽太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶矽和多晶矽太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,矽材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶矽太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。 (4)多元化合物太阳能电池多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下几种:a) 硫化镉太阳能电池b) 砷化镓太阳能电池c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)Cu(In, Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料,具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料,可以扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比矽薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%,而且,此类薄膜太阳能电池,未发现有光辐射引致性能衰退效应(SWE),其光电转化效率比商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%,在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。 光伏材料的工作原理 “光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式。1839年,法国科学家贝克勒尔(A.E.Becqure1)首先发现了“光生伏打效应(Photovoltaic?Effect)”。然而,第一个实用单晶矽光伏电池(Solar?Cel1)直到一个多世纪后的1954年才在美国贝尔实验室研制成功。20世纪70年代中后期开始,光伏电池技术不断完善,成本不断降低,带动了光伏产业的蓬勃发展。光伏发电原理如图1所示。PN结两侧因多数载流子(N?区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形宽度很窄的空间电荷区w,建立自建电场Ei。它对两边多数载流子是势垒,阻挡其继续向对方扩散;但它对两边的少数载流子(N?区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用,能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时,少数载流子极少,难以构成电流和输出电能。但是,如图la、b所示,光伏电池受到太阳光子的冲击,在光伏电池内部产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对,其中的光生非平衡少数载流子(即N?区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子)可以被内建电场Ei牵引到对方区域,然后在光伏电池中的PN结中产生光生电场EPV一当接通外电路时,即可流出电流,输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起,构成光伏电池组件,便会在太阳能的作用下输出功率足够大的电能。