太阳能电池发展前景及制备工艺.doc

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1、江西渝州科技学院毕业设计（论文）摘 要 随着新世纪的到来，出于对环保和未来能源供应的考虑，可再生能源在世界能源消费中的比重逐渐加大。其中，太阳能光伏发电技术的发展和应用颇为世人所瞩目。本文从国有光伏产品市场特点出发，分析了国产光伏系统在市场竞争中的优势和劣势所在，提出了当前我国太阳能光伏发电系统企业在市场中缺乏竞争力的原因。在此基础上，提出相应的解决方案。 关键词: 可再生能源，太阳能光伏发电技术，太阳能光伏发电产业 主要符号表目 录1.我国太阳能光伏产业发展前景12.影响我国光伏发电产业发展的因素22.1 微观因素22.1.1 资金竞争力分析22.1.2 技术竞争力分析32.2 影响产业发展

2、的宏观因素32.2.1 辅助产业发展与太阳能光伏电池生产发展32.2.2 政策原因分析42.2.3 市场竞争与国家级标准43 光伏发电产业发展政策建议43.1 政府政策辅助方案43.1.1 对销售进行补贴43.1.2 税收优惠政策53.2 促进企业自我发展的政策建议53.3 技术开发政策6结论7致谢 8参考文献 9江西渝州科技学院毕业设计（论文） 即将进入21 世纪时，出于可持续发展的考虑，能源产业中产生了两大发展趋势。其一：在传统能源中寻找清洁、高效的能源；其二：积极寻找并开发、使用新能源和可再生能源。太阳能光伏发电技术是新能源和可再生能源中很具发展前途的替代能源。近5 年， 中国的太阳能光

3、伏产业以较快的速度发展着。太阳能光伏电池的年生产量达到1.4Mw， 光伏电池的销售量从 1993 年的900kw 迅速上升到1997年的2300kw， 5 年增长156。由于国外对太阳能光伏发电技术的研究和应用已经进入到相对成熟的发展阶段。各大能源、电力公司纷纷涉足这一领域1， 并正在积极开拓中国市场。但是，国内的太阳能光伏发电产业处于幼稚期，无论从技术实力抑或经济实力都难以同国外的竞争者相比。如果任由现状继续下去，未来巨大的中国太阳能光伏市场将完全由国外产品控制，中国的太阳能光伏发电产业则很难在未来的世纪中企盼腾飞。1 我国太阳能光伏产业发展前景 （1 ）户用太阳能光伏发电系统的增长将是光伏

4、发电市场增长的重要组成部分。到1997 年为止，用于户用系统的太阳能光伏电池累积总销售量只有2.6Mw 左右。而中国政府计划在2000 年安装15Mw的户用光伏系统，要达到这一目标十分困难。按照近几年光伏电池生产增长的速度（30）来估计太阳能户用系统的增长，到2000 年，全国的累计安装量应为11.36Mw，与政府的计划还相差很多。但仍将形成巨大的市场（2000 年户用光伏市场容量将达到2.63Mw）。（2）通讯、航标、阴极保护等的市场容量相对固定。通讯、航标、阴极保护等太阳能光伏系统的应用市场发展相对稳定。近几年的市场容量大约在每年1Mw 左右（表1）。专家预测在未来的几年中，这一领域的销售

5、量变化会比较平稳。由于国外规范电池产品的性能价格比较有优势，在通讯领域，他们的产品约占有50的国内市场份额。表 1 通讯产业光伏太阳能电池系统销售量（kw）19931994199519961997通讯产业450720852.51085920（3 ）农村电气化上应用的光伏发电系统的市场比例将有较大的提高。中国政府在“八七”扶贫攻坚计划和国家扶贫政策中都将发展光伏系统作为加快西部边远地区脱贫致富和消灭无电县，提高乡、村、户通电率（即农村电气化）的一项十分重要的战略措施。这一目标通过建立县、乡集中供电光伏电站来实现。例如：2000 年以前中国政府计划在新疆安装500 套光伏电站和3 个村级电站。（4

6、）国家购买行为将逐渐减少， 太阳能光伏市场将被细分。 到1999 年底，全国将消灭无电县。因此，依靠国家投资的大型光电站工程不会再有。以后市场的主导将是乡镇一级的中、小型电站（带10 户左右的用户，总容量在12kw）。户用系统和小型农用电站的建立使得太阳能光伏市场脱离了初期较高利润。市场细化和微利将督促企业进一步跟紧市场动态、提高效率、加强服务，太阳能光伏市场也才能更加规范化。（5）国外太阳能光伏产品对中国市场的冲击不容忽视。目前， 中国光伏市场上的产品仍然以国产组件为主，但进口组件销售量占销售总量的比例逐年增大。1996 年进口组件的销售量占销售总量的1015，而1998 年则占3040左右

7、（如果包括进口散片的组装系统，进口产品的销售量将占到6070）。由于国内生产能力的限制以及市场需求的增加，未来十年中，进口组件的比例将继续增加。表 2 不同来源的光伏太阳电池销售量（kW）来源19931994199519961997国产9001100120018702000进口100350300300合计9001200155021702300世界上从事太阳能光伏发电系统比较有影响的公司几乎都开始向中国市场进军。例如：英国石油公司（BP）、荷兰皇家石油公司（Shell）、西门子公司（Siemens Solar）、夏普（SHARP）、三洋（SANYO）、美国SEC、法国Photowatt 等等。如

8、前所述，目前国内的光伏市场有一半以上为国外产品所占领，他们对开拓中国的市场不遗余力。如何看待外国政府和企业在中国光伏发电产业发展中的作用，一直以来有两种观点：国内光伏电池生产厂家比较排斥国外光伏电池和光伏电池组件。其理由为：国外产品享有一定的关税优惠条件，使得其产品价格比较低。对于外国政府赠送或援助的项目和产品，国家甚至采取免税的政策。产业界认为，要保护民族的工业，就必须限制国外产品对市场的冲击。而中介组织和市场对引入国际市场竞争很欢迎。他们认为，只有引入竞争才能进一步降低成本，提高质量，走真正的市场化道路。况且中国一旦加入WTO，关税的保护将形同虚设，面向国际市场是迟早的事情。政府机构的心态

9、则比较矛盾，一方面要保护国有企业、民族工业，另一方面又要逐步向市场化过渡，进一步改革开放。因此只能采取分步骤的开放政策，同时加速国内产业的建设。2 影响我国光伏发电产业发展的因素 2.1 微观因素 2.1.1 资金竞争力分析 国内太阳能光伏生产和销售企业面临着巨大的资金问题。我们可以从三个方面来分析。（1）企业创立时的贷款。中国太阳能电池生产厂家大都采用了向银行贷款创业的方式，包括修建厂房和引进设备的资金。90 年代初，这项贷款金额一般有25004000 万元。企业要偿还初期贷款就需要在高于盈亏平衡点的状态下运行。国内6 家太阳能光伏电池生产厂家目前只有12 家可以做到这一点。大多数企业每年只

10、能偿还贷款的利息， 而没有能力偿还本金。而国外企业由于依附于大型企业或集团，其创业资金或是由母公司以股权的方式注入或从母公司的融资渠道直接获得，因此企业创业资金的压力相对较小。再者，各大公司都将太阳能光伏产品的生产和销售作为中远期的营销战略，并不要求有太高的利润回报，即企业可以在利润的平衡点附近经营，企业的生存压力也比较小。因此可以保持有较多的流动资金。（2）企业日常生产所需流动资金。太阳能光伏生产企业日常生产所需的流动资金主要用于原材料购买费、职工工资及部分科研经费等。流动资金的多少直接影响企业的生产能力。流动资金少使得国内的太阳能光伏企业不能拥有足够的原材料储备，也就不能承接大型的工程。通

11、常，国内太阳能光伏企业的流动资金不能从银行贷款获得。其原因是：贷款手续繁杂，贷款速度不能满足企业的急需；大多数生产厂家处于负债经营状况，没有良好的还贷信用，很难借贷。 （3）技术创新科研经费。太阳能光伏电池产品是高技术产品， 产业技术发展需要大量的研究经费。国外公司同政府在太阳能光伏研究与技术开发上有密切的合作。美国能源部每年提供大量的资金在该领域的研究课题上（资金数目约为国内科研基金数目的100 倍）4。德国政府也提出了四年1 亿马克的资助计划，包括资助可商业化设备的安装， 特别是侧重于太阳能接收器等。中国的太阳能光伏电池生产企业主要从两个途径获取技术创新的科研经费：国家的可再生能源攻关项目

12、经费和企业自行设立的科研经费。全国目前有40多家科研单位和企业在从事太阳能光伏电池的科技攻关工作，而每年国家的攻关经费却数量有限，呈现一种僧多粥少的状况。对于每一笔研究经费，政府部门一般采取重点扶植一到两家企业或研究单位的政策。因此大多数的企业和研究单位需要自行解决相当一部分科研经费。很多企业因此难以进行有效和快速的技术创新工作，技术的发展受到限制。2.1.2 技术竞争力分析 国内企业最新的生产线是80 年代后期到90 年代初期引进的。其生产技术属于国际80 年代中期水平。国际太阳能光伏电池制造原理从80 年代中期到现在没有革命性的变化，但是生产性技术或商业化技术却有很大的提高。我国的技术发展

13、明显低于国外生产厂家。例如，国外厂家采用成熟的多线切割技术可以节省硅片材料、实现薄片化，从而降低成本、扩大生产规模。现在我国太阳能电池生产企业多采用350 微米的刀具来切割硅片，最薄的片能达到400 微米； 国外采用几十个微米的钢丝来切割，切割的硅片能达到250 微米。出片率提高了150，节约材料30。当前影响光伏电池生产厂家进行技术创新的因素主要有：企业没有专用的实验室，只能在生产的间歇进行试验。试验的成本高，一旦试验失败，生产的一批产品就全部作废。企业资金有限，以至试验不能够连接进行；企业的科研经费不足。保生产就不能保科研；企业中的技术人员素质较低，大多是中专或大专毕业生。人才外流现象比较

14、严重；与国内的研究院所联系相对较弱，技术的扩散和转移比较少。2.2 影响产业发展的宏观因素 2.2.1 辅助产业发展与太阳能光伏电池生产发展 辅助产业发展与太阳能光伏电池生产发展的不协调太阳能光伏技术的商业化、产业化是综合的系统工程问题。它涉及到生产设备的制造技术（机械制造业）、辅助原材料的生产技术（化工、材料）电子半导体行业的发展、中试生产线的性能以及经费、科研人员素质等多方面因素。目前，除了封装电池的铝框等材料已国产化，很多辅助材料（如EVA，银铝浆，钡膜等）仍然依靠进口。如果没有辅助产业的协调发展，太阳能光伏产业不可能摆脱对国外原材料的依附，就不可能真正形成独立的民族产业。2.2.2 政

15、策原因分析 在中国新能源和可再生能源发展纲要中专家们归纳了影响太阳能光伏发电产业发展的政策滞障有两个：没有纳入各级正常的财政拨款渠道。国外政府中一般设有专门分管可再生能源和新能源的部门。如：美国在能源部下设立可再生能源司；印度专门设立可再生能源部；国家对新能源产业拨款时渠道畅通。在我国，计委、经贸委、科委中各有分管能源的办公室或能源处。国家在五年计划或各种发展新能源和可再生能源计划中的拨款分散到各主管单位，很容易造成项目重复建设（例如：新疆电力局和水利厅分别在达板城修建风场）。而需要国家重点投资的项目（如光伏发电市场的开拓）却因不能得到足够经费而无法启动。缺乏鼓励推广及扶持新能源和可再生能源发

16、展的相应条款、法规等。到目前为止，国家对太阳能技术的开发和利用没有提出过一条具体的扶持政策或有关生产、税收的优惠法规。太阳能行业的企业在税收、贷款等方面都不享受任何优惠。国家也未对太阳能产品实行补贴或相应价格调整政策。2.2.3 市场竞争与国家级标准 不正当竞争状况与规范化的市场建立国内市场上40左右的国外产品由走私途径而来，这严重扰乱了正常的市场交换秩序。此外，中国尚没有太阳能光伏电池及其组件、系统生产和安装的国家标准。目前已有的一些国家标准大多数是针对太阳能电池生产工艺而制定的。其参考的依据是原来半导体工业生产所用的生产和测试标准（如GB1550GB1556）以及光伏电池军工应用的标准。对

17、于太阳能光伏户用系统以及在通讯等领域应用的系统却没有明确的制造和检测标准。更不用说为光伏发电系统设立经济评价的国家标准了。制定国家级的光伏发电系统标准是规范产业生产的必要和有力的措施。国标的早日订立将有助于产业的迅速、规范化发展。3 光伏发电产业发展政策建议 3.1 政府政策辅助方案 3.1.1 对销售进行补贴 太阳能光伏发电技术使用推广所遇到的主要困难是系统价格高于农民的实际购买力。如何促进消费是推广太阳能光伏发电系统的关键问题。我国同很多国家一样，在进行政府主导的市场开拓活动中采用了直接补贴政策，即政府向太阳能光伏发电系统的购买者提供一定的经济补贴。这多少能够促进市场需求量的增加。但从长远

18、来看，直接补贴并不能够起到培育市场和实现系统商业化的作用。何况长期、大量的补贴也是一项沉重的财政负担。如果按照世界银行在印度尼西亚的经验，每个户用光伏发电系统补贴100 美金，仅西北四省的100万户居民，中央财政就要拿出1 亿美金。因此不能只依靠国家补贴，还要寻找适应市场规律、可以自我良性循环进行市场培育的机制。滚动发展基金制度是近年来业内人士探讨较多的一种间接补贴政策。它的初始资金来源有两种，既可以利用各种赠款、拨款直接建立滚动发展基金；又可以利用各种赠款、拨款作为自有资金向银行贷款，将各种渠道的补贴资金用在不同程度的贷款贴息上，从而改变流动资金的短期还贷方式。滚动发展基金制度采用分期付款方

19、式，以持续扩大市场规模，最终达到降低成本、促进光伏产业商业化的目标。3.1.2 税收优惠政策 要减轻太阳能光伏发电企业的负担，就要在税收方面对企业给予相当的优惠政策。在太阳能光伏发电企业所上缴的税收中，增值税的减免比较困难。业内人士曾经多次向中央政府呼吁对新能源和可再生能源行业的企业应给予增值税上的优惠政策，但是由于中央财政的考虑，没有得到批准。目前，各种原材料进口税比较高是因为海关对太阳能光伏发电产品的原材料种类界定不清。只要对太阳能光伏产品生产所需的原材料进行清晰的界定，就可以依据相应的规定享受优惠税率。中国在新经济体制的建立时期实行分级财政政策，税收分为地方税和中央税。虽然地方税和地方所

20、属太阳能光伏企业上缴的所得税归地方政府所有，但一切税收减免政策都需要中央政府决策。因此，最本质的税收优惠政策还是要来自中央政府。3.2 促进企业自我发展的政策建议 （1）加强中介组织的市场开拓能力。中介组织是开拓市场的积极参与者，其活力可以直接带动市场。加强中介组织的市场开拓能力有两个方面：改善企业的组织形式，使企业更接近于市场，激发其自身活力；或者设立新型的市场中介组织形式，建立类似印度的能源服务公司形式的新型中介。它们能够从银行获得长期的低息贷款，对用户实行新的付费方案。其业务偏重于向光伏户用系统提供电力服务而不是扩大电网。这样，光伏户用系统的普及范围会扩大。（2）由大型企业集团兼并或进行

21、多角化经营。国外从事太阳能光伏发电技术研究和市场开拓的都是大型的石油或电力公司，如SHELL，BP。国内由于种种原因至今没有大型的石油或电力公司致力于这方面的工作，从事太阳能光伏设备生产的企业大都是国有中型企业。1999 年，北京新型建筑材料公司（简称北新建材）试图兼并秦皇岛华美太阳能设备有限公司，虽然未果，但是他们已经决定涉足太阳能光伏领域，有进一步从美国引进生产设备的意向。这是第一例大型上市公司向该产业注资的案例。为太阳能光伏产业的国有企业改革提供了新的思路和发展的契机。大型企业集团拥有雄厚的技术实力和资金实力，对于从事太阳能光伏产品的生产具有天然的优势。太阳能产业处于起步时期，产品回报率

22、低，必定需要用其它产品的利润弥补，才能及早占领市场。这也是大型企业集团进行多角化经营或长产品线经营的优势所在。在当前的情况下，太阳能光伏产业同大型企业集团相结合是其发展的重要出路。（3）改变企业经营理念。中国正在进行国有大中型企业的体制改革。太阳能光伏电池生产厂家大部分是国有中型企业，它们的体制也急需改革。国有企业由于其机制所限，企业负责人的责任心、事业心都不如合资企业和私营企业的负责人强。在经营过程中，运作素质普遍较差，企业短期行为多。相比而言，太阳能光伏发电系统的中介组织大多是承包的公司，自主经营，自负盈亏。很明显，无论是企业经营的灵活性还是企业对市场的把握，中介组织都强于生产厂家。可以看

23、到，体制是制约产业发展的一个重要的问题。3.3 技术开发政策 太阳能光伏发电作为高科技产业的一员，业内人士深知技术发展与技术的商业化对产业发展的重要性。如果条件容许，自主开发当然是最好的技术获取途径，它既可以丰富自己的技术积累，又能够树立我国在太阳能光伏发电领域的地位。但是，我国的太阳能光伏产业仍处于其发展的初级阶段，技术水平、科研经费的限制、国际太阳能光伏电池研究水平地突飞猛进使得我们必须在最短的时间加紧追赶国际先进水平。这样，合资办厂和引进关键技术是短期内我们获得世界先进技术的便捷途径。具体可采取以下途径：进行国家、研究院所与企业的纵向联合，进行优势互补；加强国家的科研投入；积极开展国际合

24、作，多方面、多形式争取外援。 结 论 该毕业设计从选题到最终的完成，运用到了大学三年所学到的很多知识。通过完成这次毕业设计，首先让我熟悉了我们以前所学的知识，把比较分散的知识集中化，对我们以前所学的各科知识进一步的熟练、巩固与提高。同时也锻炼我们在数控编程等方面的实际能力。也使我能够系统的集中的复习、总结了这二年多所学的许多学科的知识。让自己在专业方面有很大的提升。课题意义：人类社会已进入21世纪,在新千年开始之际,热门正面临着一系列重大的挑战,全球经济发展,人口迅速增加,需要提供更多的食物、住房和原料,因而对能源的需求量也不断增加。在过去20年中,全世界能源消耗量增加了40%,其中85%以上

25、使用的是矿物燃料。这些矿物燃料燃烧时要产生大量温室气体,全球单是CO2排放量每年就超过500亿吨,而且还在不断扩大。形成的酸雨造成土壤退化,危害动植物。全球气候变暖可能会产生灾难性后果,必须采取坚决措施,减少温室气体的排放。因此,治理环境污染,已成为当务之急。同时,矿物燃料的储藏量是有限的,按目前探明的储藏与开发速度的比例计算,地球上可再开采的能源,石油为40年,天然气约为60年,煤炭为200年。如不采取有效措施,到本世纪中叶,人类必将面临矿物燃料枯竭的严重局面。 为了减少大气污染、保护人类生态环境、保证能源的长期稳定供应,必须实施可持续发展战略,逐步改变现有的能源结构,大力开发利用新能源。这

26、已成为各国的共识。 我国环境污染最为突出的是大气污染.1986年全国煤炭消耗量达8.62亿吨，其中约90%用于直接燃烧。全国每年烧煤排放的颗粒物达2200万吨，二氧化硫达1300万吨，分别占总排放量的80%和90%。华北12个城市，大气中的颗粒物平均浓度为纽约的20倍，为世界卫生组织确定的允许浓度的9.6倍。目前，我国已出现了三个酸雨地带。 我国农村每年要烧掉1.8亿吨薪柴，这就导致大量森林被砍伐，森林的破坏又造成气候恶化，水土流失。目前世界森林覆盖率达20%，而我国只有13%。由于环境污染，每年我国的经济损失360亿元。由于生态环境破坏造成的损失达500亿元。 未来的生活需要一种环保型的能源

27、。太阳能可以担任这一角色，它零排放的优越星将成为人类生活的主流。 光伏材料加工与应用技术的应用前途无限光明江西渝州科技学院毕业设计（论文）致 谢经过一个月的忙碌和工作，本文是在李一龙院长，赖国胜，曹志伟等光伏院老师精心指导和大力支持下完成的。院里老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。我渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时，在此次毕业设计过程中我也学到了许多关于机械方面的知识，实验技能有了周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在论文写作过程中，得到了

28、院里志伟老师的亲切关怀和耐心的指导。他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，院里老师都给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，院里老师不仅在学业上给我以精心的指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了院里老师的专业水平外，他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此向院里老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在论文完成之际，我的心情心旷神怡，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦

29、的父母，谢谢你们！最后我还要感谢数字化制造系和我的母校渝工学院三年来对我的栽培。学生签名：王建伟 日 期：2010年9月江西渝州科技学院毕业设计（论文）参考文献 1 于静、车俊铁、张吉月,太阳能发电技术综述，世界科技研究与发展出版社, 2008年版。2 鲁华永、袁越、陈志飞等,太阳能发电技术探讨， 江苏电机工程出版社, 2008年版。3 高嵩、侯宏娟,太阳能热发电系统分析， 华电技术出版社, 2009年版，国防工业出版社，1999年版。 4 全球光伏产业分析报告(上),上海电子网,2007年06月28日。 5 太阳能发电系统状况及发展趋势，沈阳建筑大学交通与机械工程学院 ，2007年9月6日。 6 晓舒.太阳能水池.光机电信息，2002，5流金.黑夜变白昼与烈日造冰太阳能利用新篇章.发明与革新，2002，2：87 岳静，黄文轩.太阳能电源的应用和展望. 通讯世界，2002，8(2)8 高芳葳.太阳能在住宅中的应用. 住宅科技，1989，2