能就能保本项目经济效益良好，风险小。 本项目正常运营后，整个项目计算期内累计可生产薄膜太 阳能电池，利用这些电池建成太阳能光伏电站，每年可以提供 电量按正常地区，每天发电时间平均为小时计算万 度。发电按年计算，累计可发电万度。减排量计算为每度 电可以减少排放量，共减排年，可减少排放量 万公斤。社会效益和环境效益显著。 本项目产品作为光伏电站和光电体化建筑的主要材料，不仅能 够为人类提供清洁的能源，而且不会产生任何污染，项目的环境效益 显著。此外本项目的建设还可以促进光伏建筑等相关产业的发展 提高相关行业的市场竞争能力，并为当地增加税收和提供就业岗位。第二章项目建设的背景及意义 第二章项目建设的背景及意义 项目建设的背景 产业发展背景 世界太阳能电池产业发展现状 世界能源形势紧迫，能源是世界大焦点问题能源水食 物环境贫穷恐怖主义和战争疾病教育民主和人口之首。 到年全世界人口至少要达到亿，按照每人每年增 长，单位能耗按照每年减少，则能源需求装机将是 ，每日能耗将高达，届时主要靠可再生能源来 解决。可是，世界上潜在水能资源有，经济可开采资源只有 风能实际可开发资源是生物质能。只有太阳能是唯 能够保证人类能源需求的能量来源，其潜在资源万，实际可 开采资源高达核能的争议很大，按照大会报告的说法， 是好是坏还很难说。 在全球能源资源价格飙升和温室气体减排压力不断增大的形势 下，作为可再生能源的太阳能电池市场需求将进步增加。 目前，全球太阳能电池生产企业主要集中在中国日本德国和美 国等国。本世纪初，日本企业的太阳能电池产量约占全球的半。但第二章项目建设的背景及意义 在年，日本被德国赶超，失去了太阳能电池世界第大生产国 的地位。年中国太阳能电池产量达到，占同期世界太阳 能电池产量的，成功赶超德国成为世界太阳能电池生产第 大国。 太阳能电池技术发展概况 在太阳能光电转换材料中，占有重要位臵的是硅材料和化合物半 导体，而高成本是目前硅晶体和化合物半导体太阳能电池发展和应用 的主要障碍。解决太阳能电池成本问题，方面要降低材料及制作成 本，另方面要提高光电转换效率。目前太阳能电池主要有以下几种 技术 单多晶硅太阳能电池 目前，基于单晶硅的第代太阳能电池的成本为每峰瓦美 元，相应的电价为每度美元，能获得大规模应用的太阳能电池 成本应为每峰瓦美元左右，相应的电价为每度美元左右，此时 要求光电效率达到。尽管各种单晶硅电池转换效率高，但是 从成本和原材料供应来看，却不能成为候选的太阳能电池，不能获得 大规模应用，因为，按照日本新能源产业技术开发机构太阳 能项目首席专家小长井诚教授的计算，到年，仅日本年消耗 的硅总量将达到万吨太阳能电池年生产量达到万千瓦，转 换效率假定为，而目前所有用途合计的硅使用量只为吨左 右。多晶硅太阳能电池比单晶硅太阳能电池在制作成本上将会大大降 低，但同时也降低了光电转换效率，并且与单晶硅太阳能电池样不 能逾越大规模应用时硅原料的供应问题。第二章项目建设的背景及意义 因此，需要开发出低成本适合大面积大规模生产的薄膜太阳 能电池生产技术。有希望满足这些条件的阳能电池有三类薄膜硅系 太阳能电池包括非晶硅微晶硅染料敏化太阳能电池薄 膜化合物系太阳能电池包括族的和族的碲 化镉，以及族的铜铟硒和铜铟镓硒等。 非晶硅微晶硅薄膜太阳能电池 薄膜硅电池分为非晶硅和微晶硅两种。非晶硅太阳能电池于上世 纪年代首度开发成功，其禁带宽度为，大于结晶硅，对太 阳光谱相应较好，可以使用低成本基板在低温下成膜，薄膜厚度在 以下，大大降低了成本，这些优点使其大受关注。但是，目前三叠层 非晶硅太阳能电池最高的光电转换效率只有，作为商用化生产的 单层电池转换效率更低，只有。而且，由于非晶材料的不稳定性， 使非为每峰瓦美元左右，相应的电价为每度美元左右，此时 要求光电效率达到。尽管各种单晶硅电池转换效率高，但是 从成本和原材料供应来看，却不能成为候选的太阳能电池，不能获得 大规模应用，因为，按照日本新能源产业技术开发机构太阳 能项目首席专家小长井诚教授的计算，到年，仅日本年消耗 的硅总量将达到万吨太阳能电池年生产量达到万千瓦，转 换效率假定为，而目前所有用途合计的硅使用量只为吨左 右。多晶硅太阳能电池比单晶硅太阳能电池在制作成本上将会大大降 低，但同时也降低了光电转换效率，并且与单晶硅太阳能电池样不 能逾越大规模应用时硅原料的供应问题。第二章项目建设的背景及意义 因此，需要开发出低成本适合大面积大规模生产的薄膜太阳 能电池生产技术。有希望满足这些条件的阳能电池有三类薄膜硅系 太阳能电池包括非晶硅微晶硅染料敏化太阳能电池薄 膜化合物系太阳能电池包括族的和族的碲 化镉，以及族的铜铟硒和铜铟镓硒等。 非晶硅微晶硅薄膜太阳能电池 薄膜硅电池分为非晶硅和微晶硅两种。非晶硅太阳能电池于上世 纪年代首度开发成功，其禁带宽度为，大于结晶硅，对太 阳光谱相应较好，可以使用低成本基板在低温下成膜，薄膜厚度在 以下，大大降低了成本，这些优点使其大受关注。但是，目前三叠层 非晶硅太阳能电池最高的光电转换效率只有，作为商用化生产的 单层电池转换效率更低，只有。而且，由于非晶材料的不稳定性， 使非晶硅太阳能电池的转换效率存在严重的光致衰退效应，这个问题 至今尚未解决。 微晶硅可以在接近室温的低温下制备，特别是使用大量氢气稀释 的硅烷，可以生成晶粒尺寸的微晶硅薄膜。到上世纪年代中 期，微晶硅的效率已经超过非晶硅，达到以上。而且，没有出现 光致衰退效应。微晶硅薄膜太阳能电池的微晶硅薄膜厚度般在 ，现在单结微晶硅薄膜太阳能电池的转换效率在左右， 还达不到大规模工业化生产的转换效率水平。 但是，以非晶硅太阳能电池为顶层微晶硅太阳能电池为底层来 开发出叠层太阳能电池，其理论转换效率则可达到。目前，微晶 硅和非晶硅的叠层太阳能电池转换效率已 经达到，显示出良好的应用前景。然而，由于微晶硅薄膜中含有第二章项目建设的背景及意义 大量的非晶硅，所以不能像单晶硅或非晶硅那样直接形成结，而 必须做成结。因此，如何制备获得缺陷密度很低的本征层，以及 在比较低的工艺温度下制备非晶硅含量很低的微晶硅薄膜，是今后进 步提高微晶硅太阳能电池转换效率的关键。 染料敏化太阳能电池 染料敏化太阳能电池原理上的诸多优势由于几乎所有染料激发 态上的电子可以有效地注入到半导体导带中，减少了电子与空穴复合 的机会，有利于提高光电转换效率此外，不仅原料和制造成本低， 而且所用材料对环境影响小，具有代表性的增感色素色素的毒性 很低，电池的生命周期评估也较好。要把理论优势转化为实际优势， 还取决于实际电池中的材料状态与理想状态的符合程度。在 条件下，染料敏化太阳能电池的转换效率已经超过，其 实用化研究开发已经开始。 染料敏化太阳能电池的主要问题之是长期稳定性。最近的研究 表明，染料敏化太阳能电池组件在的暗环境下放臵不会造成转 换效率降低，但是同样的组件在的光照环境下，经过小时 转换效率降低了。现在，正在开发能在的条件下具有 小时热稳定性的染料敏化太阳能电池材料。但是，无论是小时 还是小时，以及目前此类电池所能达到的的光电转换效率， 都没有显示出大规模应用的迹象。 ④化合物太阳能电池 化合物半导体材料，由于其组成元素和组合的多样性，具有极多 的种类和各种特性，这个特点有利于开发不同特性各具特色的太阳 能电池。具有代表性的化合物太阳能电池是砷化镓太阳能电第二章项目建设的背景及意义 池，其特点是高效率耐辐照，是重要的宇宙空间用太阳能电池。小 面积多结单晶太阳能电池的最高转换效率已经达到，但由 于其原材料成本与系相比较高，资源量极其有限，这极大限制了 它在地面的应用。 以族化合物中另代表性的化合物电池是太阳能电 池。与相比，它不需要制成异相机结构。此类电池的最高转换 效率已经达到，但大部分研究结果显示为左右，且研发以空 间应用为目标，同样存在成本高问题，这限制了其地面应用。 铜铟镓硒薄膜太阳能电池 以铜铟镓硒为太阳光吸收层的高效薄膜太阳能电池，简 称为铜铟镓硒电池或电池，典型结构为 。它既具有高的光电转换效率，又 具有比较低的制作成本，非常有希望在未来获得大规模应用。 美国可再生能源实验室制备的小面积薄膜太阳能电池的最 高光电转换效率为日本和德国的相关研制也几乎处于同样水 平，都超过了，并进行了定规模的民用产业化生产。电池模块 的转换效率已达，比其他太阳能光电池模块的转换效率都高。 这些光电转换效率是在单结薄膜电池上获得的，如果制成多结 系统，则将达到以上。 其它新概念电池 新概念电池实际上就是量子点电池。其利用两种方法来利 用热电子提高光子转化效率，即提高光伏电压和产生增强的光生电 流。在量子点电池中，较具代表性的是量子点敏化纳米晶太阳能 电池。尽管目前其相关结论还有争议，研究结果也并不理想，但它可 目录 第章总论 项目名称及建设地点 二项目承办单位概况 三项目编制依据 四项目概况 五研究结论 第二章项目建设的背景及意义 项目建设的背景 二项目建设的意义 第三章项目技术基础及项目单位简介 项目技术基础 二项目技术来源 三项目单位简介 第四章市场分析与营销方案 市场分析 二市场预测 三铜铟镓硒太阳能