论文部分内容阅读
【摘要】本文从更为广阔的角度对光伏产业链进行了一个全方面的解析，光伏产业链包括有主原料链，辅料链，装备链和产业服务链，并针对这四条链进行一个简要的阐述。
【关键词】光伏行业；产业链；分析
在全球能源需求不断升高，传统能源价格居高不下以及环境问题关注度不断提升的背景下，可再生能源在全球范围内得到快速发展。中国太阳能光伏产业也取得了骄人成绩，涌现了一大批优秀太阳能光伏企业。但中国整个太阳能光伏产业发展却并尽如人意，存在核心技术落后、产业链发展不平衡等问题。而产业链的发展与产业前景关系密切，正确认识我国太阳能光伏产业链发展现状与问题，是推动国内光伏产业健康发展的条件。
一般认为光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节。笔者认为，可以将光伏产业链分为四大产业链：主原料链，辅料链，装备链和产业服务链。本文就针对四条链来进行一个简要的分析。
1、 主原料链
这个主原料链就是通常人们所说的光伏产业链。源头是从蕴藏在大自然的硅石开始。
1.1 晶体硅路线环节
晶体硅光伏电池路线，是从金属硅开始，得到更纯的太阳能级的多晶硅，然后制作成电池的路线。对于从金属硅到多晶硅的提纯，分为两个主流路线，一个是化学法。另外一个方法，是物理法，目前统称为冶金法。
1.2薄膜硅路线环节
薄膜硅的源头，也是采用金属硅，先制成硅烷气，然后通过气相沉积技术在薄膜衬底上形成非晶硅薄膜，之后制作PN结，形成薄膜电池组件。
1.3 光伏电站
组件后的电站也包括不少东西，例如支架、汇流盒、电缆、逆变、追日系统、等，这些属于装备类，将在后面的设备链中细说。
2、辅料链
光伏产业的辅料链在光伏产业中所占的比重非常大，但常常为人们所忽视。这里以硅片为界，分为硅片前和硅片后两个部分。
2.1 硅片前辅料
主要是提纯和生产多晶硅、单晶硅所用的辅料。包括：氯产品如盐酸、氯气、三氯氢硅等，氢气以及氢氯化所用的气体，多晶硅铸锭用的氮化硅粉，惰性气体，以及其它反应气体。
在多晶硅铸锭和拉制单晶硅时用到的石英坩埚，隔热用的碳毡以及工作时需要消耗的温度传感器件。拉制时，还需要用到保护气体和反应气体。
2.2 硅片后辅料
在硅片切割过程中，要用到切割线（包括钢线、钼线、金刚砂线）、切削液、金刚砂微粉（或称碳化硅微粉）；在硅片切割后清洗时，要用到各类的碱、酸和纯净水。
硅片切割后，进入电池片生产阶段，此时除了前期对于硅片的清洗制绒外需要各类酸碱和纯水辅料外，扩散还需要用到三氯氧磷气体，PECVD要用到硅烷气体，电极加工要用到银浆和铝浆，这些辅材的消耗量甚至不亚于主原料硅的价值。
3、装备链
如果从产值上看，光伏产业价值最大、最先启动的市场，其实不是光伏电池和组件，而是装备市场。我们依然以硅片为分界线，分两部分来看。
3.1 硅片前装备
首先，金属硅的冶炼需要矿热炉，还有除尘设备；此外变压器和破碎设备及硅石清洗设备也是免不了的，金属硅冶炼出来后，采用西门子法制高纯多晶硅，那么，精馏塔、还原炉，氢化装置，氯化装置，这样一套装置造价不菲。
多晶硅出来后，多晶硅的铸锭炉、单晶炉需求量更大，接着是破锭机、铸方设备、倒角抛光设备，硅片多线切割机、硅片清洗设备等。可以看到，以上的装备量是非常巨大的。
3.2 硅片后设备
电池生产的清洗制绒设备，扩散炉、PVCED、丝印机、烧结炉，有了这些，才能生产出太阳能电池片。然后，层压机是将生产组件的主要设备，但是，玻璃的生产，EVA薄膜的生产，也同样需要大量的设备。
组件出来后，要安装在支架上。组件出来的直流电要经过逆变器、控制器才能变成交流电，如果要并网的话，还要有同期装置，对电网进行相位和频率跟踪才能并网。如果用户端或离网型，那么，还要考虑储能系统，包括蓄电池和充放电控制系统。
4、光伏服务链：
除了上述的主原料、辅料和设备外，光伏产业还有一个潜力很大的链，就是服务链。
4.1 光伏测试仪器设备
光伏产业的服务链中，一个重要的环节是测试服务。测试服务贯穿于所有的主生产环节，也是前期研究和开发的重要技术保证。测试服务的水平，主要取决于测试分析设备。
对于硅材料的生产来说，测试仪器包括，常规化验分析仪器，还有成份分析仪器如ICP-AES（等离子体原子光谱仪），ICP-MS（等离子体质谱仪）、傅立叶红外分光光度计等用来测试硅材料的杂质成份。
而对于硅材料的研究方面来说，还有电子束显微技术，EBIC（电子束诱导電流技术）、SPM（扫描探针显微学）、DLTS（深能级瞬态谱技术）、等，都是光伏材料研究不可缺少的设备。
对于电池和硅片的生产，则主要有：电阻率扫描测试仪，少子寿命扫描，粒度测试，硅锭硅片探伤仪，单片光电转换效率测试仪，漏电流测试仪、组件转换效率测试仪，光度计等。
4.2 光伏技术研发服务
由于光伏产业目前还是一个十分不成熟的产业，无论从基础理论研究、材料研究还是器件研究、器件制造工艺，以及应用研究，都还处于一个产业成长期的极初级阶段，许多应当进行的研究都没有开始。制造工艺也还十分原始。因此，无论从企业还是从政府，对于研发进行足够的投入，都是意义十分巨大的。
4.3 光伏教育培训服务
从基层说起，技术工人的培训上岗，是目前各个企业最急需的服务。良好的培训可以大大降低企业的成本，不仅是人力资源成本，更多的是生产成本和浪费的减少。对于中高层的技术人员，则需要进行光伏专业的本科和研究生教育。
5、结语
以上，对于光伏产业链做了一个简单的描述。现在的光伏产业还很年轻和幼稚，离成熟还很远，而这也正是这个行业的魅力所在。
纵观历史，很难找到一个产业有如像光伏产业这样，产业链如此之长、增长率如此之高、成长期如此之长、市场潜力如此之巨大。但一个新兴产业要快速发展，前提必须是涉及产业链上中下游的相关行业同步发展。而这种发展已不仅仅是简单的产能获得提升，更重要的是在掌握核心技术前提下的国际竞争力的提升。
【参考文献】
1． 许洪华;中国光伏发电技术发展研究[J];电网技术,2007年20期
2． 赵玉文,崔容强;我国太阳能光伏产业现状及发展[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
3． 施正荣;新世纪光伏产业展望[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
4． http://bbs.solarzoom.com/
5． http://www.solarbuzz.com/
6． http://www.chinssolar-energy.com/
【关键词】光伏行业；产业链；分析
在全球能源需求不断升高，传统能源价格居高不下以及环境问题关注度不断提升的背景下，可再生能源在全球范围内得到快速发展。中国太阳能光伏产业也取得了骄人成绩，涌现了一大批优秀太阳能光伏企业。但中国整个太阳能光伏产业发展却并尽如人意，存在核心技术落后、产业链发展不平衡等问题。而产业链的发展与产业前景关系密切，正确认识我国太阳能光伏产业链发展现状与问题，是推动国内光伏产业健康发展的条件。
一般认为光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节。笔者认为，可以将光伏产业链分为四大产业链：主原料链，辅料链，装备链和产业服务链。本文就针对四条链来进行一个简要的分析。
1、 主原料链
这个主原料链就是通常人们所说的光伏产业链。源头是从蕴藏在大自然的硅石开始。
1.1 晶体硅路线环节
晶体硅光伏电池路线，是从金属硅开始，得到更纯的太阳能级的多晶硅，然后制作成电池的路线。对于从金属硅到多晶硅的提纯，分为两个主流路线，一个是化学法。另外一个方法，是物理法，目前统称为冶金法。
1.2薄膜硅路线环节
薄膜硅的源头，也是采用金属硅，先制成硅烷气，然后通过气相沉积技术在薄膜衬底上形成非晶硅薄膜，之后制作PN结，形成薄膜电池组件。
1.3 光伏电站
组件后的电站也包括不少东西，例如支架、汇流盒、电缆、逆变、追日系统、等，这些属于装备类，将在后面的设备链中细说。
2、辅料链
光伏产业的辅料链在光伏产业中所占的比重非常大，但常常为人们所忽视。这里以硅片为界，分为硅片前和硅片后两个部分。
2.1 硅片前辅料
主要是提纯和生产多晶硅、单晶硅所用的辅料。包括：氯产品如盐酸、氯气、三氯氢硅等，氢气以及氢氯化所用的气体，多晶硅铸锭用的氮化硅粉，惰性气体，以及其它反应气体。
在多晶硅铸锭和拉制单晶硅时用到的石英坩埚，隔热用的碳毡以及工作时需要消耗的温度传感器件。拉制时，还需要用到保护气体和反应气体。
2.2 硅片后辅料
在硅片切割过程中，要用到切割线（包括钢线、钼线、金刚砂线）、切削液、金刚砂微粉（或称碳化硅微粉）；在硅片切割后清洗时，要用到各类的碱、酸和纯净水。
硅片切割后，进入电池片生产阶段，此时除了前期对于硅片的清洗制绒外需要各类酸碱和纯水辅料外，扩散还需要用到三氯氧磷气体，PECVD要用到硅烷气体，电极加工要用到银浆和铝浆，这些辅材的消耗量甚至不亚于主原料硅的价值。
3、装备链
如果从产值上看，光伏产业价值最大、最先启动的市场，其实不是光伏电池和组件，而是装备市场。我们依然以硅片为分界线，分两部分来看。
3.1 硅片前装备
首先，金属硅的冶炼需要矿热炉，还有除尘设备；此外变压器和破碎设备及硅石清洗设备也是免不了的，金属硅冶炼出来后，采用西门子法制高纯多晶硅，那么，精馏塔、还原炉，氢化装置，氯化装置，这样一套装置造价不菲。
多晶硅出来后，多晶硅的铸锭炉、单晶炉需求量更大，接着是破锭机、铸方设备、倒角抛光设备，硅片多线切割机、硅片清洗设备等。可以看到，以上的装备量是非常巨大的。
3.2 硅片后设备
电池生产的清洗制绒设备，扩散炉、PVCED、丝印机、烧结炉，有了这些，才能生产出太阳能电池片。然后，层压机是将生产组件的主要设备，但是，玻璃的生产，EVA薄膜的生产，也同样需要大量的设备。
组件出来后，要安装在支架上。组件出来的直流电要经过逆变器、控制器才能变成交流电，如果要并网的话，还要有同期装置，对电网进行相位和频率跟踪才能并网。如果用户端或离网型，那么，还要考虑储能系统，包括蓄电池和充放电控制系统。
4、光伏服务链：
除了上述的主原料、辅料和设备外，光伏产业还有一个潜力很大的链，就是服务链。
4.1 光伏测试仪器设备
光伏产业的服务链中，一个重要的环节是测试服务。测试服务贯穿于所有的主生产环节，也是前期研究和开发的重要技术保证。测试服务的水平，主要取决于测试分析设备。
对于硅材料的生产来说，测试仪器包括，常规化验分析仪器，还有成份分析仪器如ICP-AES（等离子体原子光谱仪），ICP-MS（等离子体质谱仪）、傅立叶红外分光光度计等用来测试硅材料的杂质成份。
而对于硅材料的研究方面来说，还有电子束显微技术，EBIC（电子束诱导電流技术）、SPM（扫描探针显微学）、DLTS（深能级瞬态谱技术）、等，都是光伏材料研究不可缺少的设备。
对于电池和硅片的生产，则主要有：电阻率扫描测试仪，少子寿命扫描，粒度测试，硅锭硅片探伤仪，单片光电转换效率测试仪，漏电流测试仪、组件转换效率测试仪，光度计等。
4.2 光伏技术研发服务
由于光伏产业目前还是一个十分不成熟的产业，无论从基础理论研究、材料研究还是器件研究、器件制造工艺，以及应用研究，都还处于一个产业成长期的极初级阶段，许多应当进行的研究都没有开始。制造工艺也还十分原始。因此，无论从企业还是从政府，对于研发进行足够的投入，都是意义十分巨大的。
4.3 光伏教育培训服务
从基层说起，技术工人的培训上岗，是目前各个企业最急需的服务。良好的培训可以大大降低企业的成本，不仅是人力资源成本，更多的是生产成本和浪费的减少。对于中高层的技术人员，则需要进行光伏专业的本科和研究生教育。
5、结语
以上，对于光伏产业链做了一个简单的描述。现在的光伏产业还很年轻和幼稚，离成熟还很远，而这也正是这个行业的魅力所在。
纵观历史，很难找到一个产业有如像光伏产业这样，产业链如此之长、增长率如此之高、成长期如此之长、市场潜力如此之巨大。但一个新兴产业要快速发展，前提必须是涉及产业链上中下游的相关行业同步发展。而这种发展已不仅仅是简单的产能获得提升，更重要的是在掌握核心技术前提下的国际竞争力的提升。
【参考文献】
1． 许洪华;中国光伏发电技术发展研究[J];电网技术,2007年20期
2． 赵玉文,崔容强;我国太阳能光伏产业现状及发展[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
3． 施正荣;新世纪光伏产业展望[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
4． http://bbs.solarzoom.com/
5． http://www.solarbuzz.com/
6． http://www.chinssolar-energy.com/