淺談：太陽(yáng)電池的發(fā)展

    隨著礦石資源趨向枯竭以及由于二氧化碳排放而引起地球溫度變暖的資源/環(huán)境問(wèn)題，作為清潔能源的太陽(yáng)電池正期待一個(gè)大發(fā)展時(shí)期。自2000年以來(lái)，世界太陽(yáng)電池的生產(chǎn)量正以每年140~150%的速度猛增，預(yù)計(jì)2010年僅日系廠商即可達(dá)3700MW。

    材料供應(yīng)不足  

    迄今為止太陽(yáng)電池使用材料大多為硅，硅又分為單晶硅、多晶硅和非晶硅3類。最近還有使用Cu、In、Ga、Se等所謂CIGS系，CdTe太陽(yáng)電池，薄膜電太陽(yáng)電池等上市，它們提高了變換效率，降低了成本，受到人們注目。

    現(xiàn)生產(chǎn)太陽(yáng)電池的原料90%使用多晶硅，因此，多晶硅成為主要應(yīng)用材料，近年生產(chǎn)能力呈現(xiàn)不足。2005年生產(chǎn)的多晶硅，供半導(dǎo)體用的為1.9萬(wàn)噸，太陽(yáng)電池用1.13萬(wàn)噸，合計(jì)3.03萬(wàn)噸;2006年太陽(yáng)電池用多晶硅增長(zhǎng)了60%，達(dá)1.8萬(wàn)噸，半導(dǎo)體用增加8%，共2.05萬(wàn)噸，合計(jì)3.85萬(wàn)噸，而生產(chǎn)量為3.68萬(wàn)噸，需求超過(guò)了生產(chǎn)。

    此外，今年太陽(yáng)電池用多晶硅即將超過(guò)半導(dǎo)體，預(yù)計(jì)到2010年兩者的差距將繼續(xù)拉大，屆時(shí)太陽(yáng)電池用多晶硅即達(dá)13.94萬(wàn)噸，而計(jì)劃生產(chǎn)的不過(guò)近10萬(wàn)噸，缺口很大(圖1)。

圖1 世界多晶硅的需求

    解決的辦法一是原料廠家擴(kuò)大生產(chǎn)，二是努力生產(chǎn)較少使用非晶硅等原料的薄膜太陽(yáng)電池，三是開發(fā)使用新材料諸如化合物薄膜太陽(yáng)電池、有機(jī)太陽(yáng)電池等，新材料有望在未來(lái)逐漸成為主要原料。

    生產(chǎn)廠商增多

    世界最大的多晶硅生產(chǎn)廠商是美國(guó)的Hemlock公司，2006年占世界生產(chǎn)總量的28%，年生產(chǎn)能力1萬(wàn)噸，2010年可擴(kuò)大到4倍。其次是德國(guó)的Wacker polysilicon公司，占18%，2010年生產(chǎn)能力可望翻番。第3大的是美國(guó)REC Silicon公司，占16%，計(jì)劃2008年生產(chǎn)1.35萬(wàn)噸。第4大的是日本特庫(kù)雅瑪公司，占15%，年生產(chǎn)能力5400噸，2010年可提高到8400噸。

    日本廠商則主導(dǎo)著太陽(yáng)電池的生產(chǎn)，無(wú)論是結(jié)晶硅還是薄膜硅生產(chǎn)廠商都發(fā)表了增產(chǎn)計(jì)劃，預(yù)計(jì)2010年可提高到現(xiàn)有生產(chǎn)能力的2.5倍。此外，中國(guó)的Suntech和德國(guó)的Q-Cells等新興公司，2008~10年間的生產(chǎn)都將突破千MW水平。2001年開始生產(chǎn)的這2家公司，發(fā)展極快，2006年已分別列入世界2、3位的生產(chǎn)大公司。