光伏行业背景及发展报告

光伏行业背景及发展报告

      —陕西北人光伏背板首条涂布生产线5周年记

      能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。1913年，英国海军开始用石油取代煤炭作为动力时，时任海军上将的丘吉尔就提出了“绝不能仅仅依赖一种石油、一种工艺、一个国家和一个油田”这一迄今仍未过时的能源多样化原则。随着人类社会对能源需求的增加，能源安全逐渐与政治、经济安全紧密联系在一起。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题直接威胁着人类的生存和发展。

      然而地球上化石燃料的蕴藏量是有限的，根据已探明的储量，全球石油可开采约45年，天然气约61年，煤炭约230年，铀约71年。据世界卫生组织估计，到2060年全球人口将达到100―110亿，如果到时所有人的能源消费量都达到今天发达国家的人均水平，则地球上主要的35种矿物中，将有1∕3在40年内消耗殆尽，包括所有的石油、天然气、煤炭(假设为2万亿吨)和铀。所以，世界石化燃料的供应正面临严重短缺的危机局面。

      太阳能是用之不尽，取之不竭的能源，如果从太阳能获得电力，将造福人类，人们通过光伏效应制造太阳能太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其它电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净(无公害)；③不受资源分布的地域限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者在感情上容易接受；⑦获得能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大的面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国青睐。

      要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。

      目前，民用太阳电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达20%以上，但价格昂贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，价格也最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。

      当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体和锑化镓半导体重叠而成的太阳电池，光电变换效率可达36%，快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。

      　 中国在2009年相继提出了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》、金太阳示范工程等鼓励光伏发电产业发展的政策，2020年的光伏发电目标从原先的1.6GW提高到现在的20GW，一系列的政策支持和长远规划让中国的光伏发电发展之路更加宽广。2008年中国光伏安装总量是40MW，累计安装总量只有140MW，而2009年全年安装量就有160MW，是上一年的4倍，比以往累计安装总量还要多，足见中国光伏呈现飞速发展的趋势。光伏产业的高速发展给太阳能背板膜材料行业带来了很大的发展机遇。

      2011年8月1日，国家发展和改革委员会对非招标太阳能光伏发电项目实行全国统一的标杆上网电价，即2011年7月1日以前核准建设、2011年12月31日建成投产、尚未核定价格的太阳能光伏发电项目，上网电价统一核定为每千瓦时1.15元。2011年7月1日及以后核准的太阳能光伏发电项目，以及2011年7月1日之前核准、但截至2011年12月31日仍未建成投产的太阳能光伏发电项目，除西藏仍执行每千瓦时1.15元的上网电价外，其余省（区、市）上网电价均按每千瓦时1元执行。国家能源局的权威人士表示，国家版上网电价标准出台后，将有利于引导光伏产业的发展，光伏发电将有价可循，而且地方政府可以根据基准电价灵活制定补贴政策。上网电价政策相比此前出台的多项政策更具有实质性的意义，此举将促进太阳能光伏发电迅速发展。

      二、太阳能发电的原理及发展历程

      1、太阳能发电的原理

       太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件。

      2、太阳能发电系统组成及各部件作用

      

      3、太阳能电池的种类及发展大事记

      

      太阳能发展大事记：

      1954 美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为6％

      1955 第一个光伏航标灯问世，美国RCA发明Ga As太阳能电池

      1958 太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星，转换效率为8％。

      1959 第一个单晶硅太阳能电池问世。

      1960 太阳能电池首次实现并网运行。

      1974 突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到18％。

      1975 非晶硅及带硅太阳能电池问世

      1978 美国建成100KW光伏电站

      1980 单晶硅太阳能电池效率达到20％多晶硅为14.5％，Ga As为22.5％

      1986 美国建成6.5KW光伏电站

      1990 德国提出“2000光伏屋顶计划”

      1995 高效聚光Ga As太阳能电池问世，效率达32％。

      1997 美国提出“克林顿百万太阳能屋顶计划，日本提出“新阳光计划”

      1998 单晶硅太阳能电池效率达到24.7％，荷兰提出“百万光伏屋顶计划”

      2000 世界太阳能电池总产量达287MW，欧洲计划2010年生产60亿瓦光伏电池

      三、太阳能电池背板的功能及材料组成

      1．太阳能电池背板结构

      电池背板位于组件的背面的最外层，在户外环境下保护太阳能电池组件不受水汽的侵蚀，阻隔氧气防止氧化、耐高低温、良好的绝缘性和耐老化性能、 耐腐蚀性能，可以反射阳光，提高组件的转化效率，具有较高的红外发射率，可以降低组件的温度。

      

      2、太阳能电池背板的材料特点

      

      电池背板位于组件的背面的最外层，在户外环境下保护太 阳能电池组件不受水汽的侵蚀，阻隔氧气防止氧化 、耐高低温、良好的绝缘性和耐老化性能 、 耐腐蚀性能，可以反射阳光，提高组件的转化效率，具有较高的红外发射率，可以降低组件的温度。

      PET：是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称。具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120 ℃，短期使用可耐150 ℃高温，可耐-70 ℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小。电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。气体和水蒸气渗透率低，具有优良的阻气、阻水等性能。背板一般都用PET膜来作为支持体。由多层PET复合而成的背板也有一定的市场应用。

      氟材料膜：氟树脂具有以下独特性能，超高耐候性、抗紫外线辐射、高化学稳定性、高机械强度和韧性、防粘性和抗沾污性强、耐热性好（最高使用温度260℃）。正是由于具备这些优异性能，尤其是超高的耐候性，室外使用寿命可达25年之久，氟树脂广泛应用于太阳能电池背板中。

      粘结层：背板要靠EVA胶膜与太阳能电池片粘结到一起。在背板中，未经改性的氟树脂和PET，与EVA粘结牢度差，因此背板与电池片接触面需要有粘结层材料，该材料能满足与EVA粘结强度的要求。背板中EVA粘结层材料通常采用聚烯烃材料。

      四、太阳能光伏背板膜的生产工艺

      光伏背板的结构有很多种，含氟的有46种结构，非氟的结构有49种，但在市场上有代表性的有BBF结构（3M），TPT、TPE、PPP等结构，含氟背板有单层氟塑料和双层氟塑料，其耐老化度也完全不同，各类背板有复合、涂布、交联等加工方式，其中复合法是最成熟也是质量最好的加工方式。

      1、复合法。

      2、涂布法。

      

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