能源是現代社會存在和發(fā)展的基石。隨著全球經濟社會的不斷發(fā)展，能源消費也相應的持續(xù)增長。隨著時間的推移，化石能源的稀缺性越來越突顯，且這種稀缺性也逐漸在能源商品的價格上反應出來。在化石能源供應日趨緊張的背景下，大規(guī)模的開發(fā)和利用可再生能源已成為未來各國能源戰(zhàn)略中的重要組成部分。

　　太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優(yōu)點，在長期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。

　　我們對太陽能的利用大致可以分為光熱轉換和光電轉換兩種方式，其中，光電利用(光伏發(fā)電)是近些年來發(fā)展最快，也是最具經濟潛力的能源開發(fā)領域。太陽能電池是光伏發(fā)電系統中的關鍵部分，包括硅系太陽電池(單晶硅、多晶硅、非晶硅電池)和非硅系太陽能電池等。多晶硅薄膜電池由于所使用的硅材料較少，又無效率衰退問題，并且可以在廉價襯底材料上制備，其成本遠低于單晶硅電池，經濟效益較好。此外，非多晶硅薄膜電池也具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

　　在晶體硅太陽能電池的產業(yè)鏈上分布著晶硅制備、硅片生產、電池制造、組件封裝四個環(huán)節(jié)。上游環(huán)節(jié)的企業(yè)掌握技術優(yōu)勢，具有較強的議價能力，可以通過提高產品價格將成本壓力向下游傳導，從而保證自身獲得較高的盈利能力。非多晶硅薄膜電池可以用IC廢料作為原料，成本低廉。

　　在各國政府的扶持下，世界太陽能電池產量快速增長，1995-2005年間，全球太陽能電池產量增長了17倍。我們預計，2010年全球太陽能電池的年產量有望較2005年的年產量增長6.3倍，整個行業(yè)的銷售收入有望增長3.5倍。

　　我國太陽能資源非常豐富，開發(fā)利用的潛力非常大。我國太陽能發(fā)電產業(yè)的應用空間也非常廣闊，可以應用于并網發(fā)電、與建材結合、解決邊遠地區(qū)用電困難問題等。我國政府對太陽能發(fā)電產業(yè)也給予了充分的扶持，先后出臺了一系列法律、政策，有力的支持了產業(yè)的發(fā)展。

　　2005年后，我國太陽能發(fā)電產業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，無錫尚德、天威英利、新光硅業(yè)、浙江中意、賽維LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司紛紛進入成長期，生產規(guī)模不斷擴大，技術水平不斷提高，企業(yè)競爭力不斷增強。

　　目前，各國市場均給予太陽能發(fā)電相關公司較高的估值水平，從一個側面也反映出各國投資者對這一產業(yè)發(fā)展前景樂觀的預期。我國太陽能發(fā)電產業(yè)正處在成長初期，發(fā)展前景廣闊。

　　一、世界能源供應緊張，發(fā)展可再生能源

　　急迫能源是現代社會存在和發(fā)展的基石。隨著全球經濟社會的不斷發(fā)展，能源消費也相應的持續(xù)增長。跟據美國能源情報署的預測，2001年至2025年間，全球能源消費總量將從102.4億噸油當量增加到162億噸油當量，增幅54%。目前，化石能源(石油、煤炭、天然氣等)是全球能源消費的主要組成部分，其消費總量逐年攀升。但是，化石能源是不可再生的，且儲量有限，其產量的萎縮不可避免。根據《BP世界能源統計2006》的統計數據，全球石油探明儲量可供生產40多年，天然氣和煤炭分別可以供應65年和155年。隨著時間的推移，化石能源的稀缺性越來越突顯，且這種稀缺性也逐漸在能源商品的價格上反應出來。

　　能源供應的緊張和價格的高漲對能源消費大國有著深刻的影響。作為全球能源市場日趨重要的組成部分，目前我國的能源消費量已占世界能源消費總量的15%。據預測，目前我國主要能源煤炭、石油和天然氣的儲采比大致為全球平均水平的50%、40%和70%左右，均早于全球化石能源枯竭速度，能源安全問題越發(fā)重要。此外，化石能源利用所產生的污染環(huán)境、溫室效應等問題也是困擾我國社會經濟發(fā)展的重要因素。

　　在化石能源供應日趨緊張的背景下，世界各國均努力尋求穩(wěn)定充足的能源供應，其中大規(guī)模的開發(fā)和利用可再生能源已成為未來各國能源戰(zhàn)略中的重要組成部分。從世界可再生能源的利用與發(fā)展趨勢看，風能、太陽能和生物質能發(fā)展最快，產業(yè)前景最好，其開發(fā)利用增長率遠高于常規(guī)能源。

　　太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，也是清潔能源。從理論上看，太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，如轉化為電能，則每年的發(fā)電量相當于目前世界上能耗的40倍。此外，太陽能具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優(yōu)點，因此，國際上普遍認為，在長期的能源戰(zhàn)略中，太陽能具有更重要的地位。

　　二、太陽能利用和太陽能電池

　　1、太陽能的利用截至目前，我們對太陽能的利用大致可以分為光熱轉換和光電轉換兩種方式，其中，光電利用是近些年來發(fā)展最快，也是最具經濟潛力的能源開發(fā)領域。光電轉換(即光伏發(fā)電)的原理是利用半導體界面(硅材料或其他材料)的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術，其優(yōu)點是較少受地域限制，還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發(fā)電供電及建設同期短的優(yōu)點。

　　光伏發(fā)電系統主要由太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器構成。光伏發(fā)電系統可分為獨立太陽能光伏發(fā)電系統和并網太陽能光伏發(fā)電系統：獨立太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電不與電網連接的發(fā)電方式，典型特征為需要蓄電池來存儲能量，在民用范圍內主要用于邊遠的鄉(xiāng)村，如家庭系統、村級太陽能光伏電站；在工業(yè)范圍內主要用于電訊、衛(wèi)星廣播電視、太陽能水泵，在具備風力發(fā)電和小水電的地區(qū)還可以組成混合發(fā)電系統等。并網太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電連接到國家電網的發(fā)電的方式，成為電網的補充。

　　2、太陽能電池太陽能電池是光伏發(fā)電系統中的關鍵部分，根據所用材料的不同，可分為硅系太陽能電池和非硅太陽能電池兩大類。硅系太陽能電池應用廣泛，技術相對成熟，幾乎占據了全部太陽能電池市場。非硅太陽能電池包括多元化合物太陽能電池；功能高分子材料太陽能電池；納米晶太陽能電池等，這些材質的電池多處于實驗室研發(fā)階段，尚未規(guī)模應用。

　　(1)硅系太陽能電池硅系太陽能電池包括單晶硅電池、多晶硅薄膜電池和非多晶硅薄膜電池。其中，單晶硅大陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。高性能單晶硅電池是在高質量單晶硅材料和相關的成熱的加工處理工藝基礎上形成的，具有最高的轉換效率(光電轉換率可以達到23%)，在現階段的大規(guī)模應用和工業(yè)生產中占據主導地位。但是，通常的單晶體硅太陽能電池是在厚度350-450μm的高質量硅片上制成的，這種硅片由硅錠鋸割而成，消耗的硅材料較多。因此，受硅材料價格持續(xù)上漲影響，單晶硅電池成本居高不下，阻礙了其大規(guī)模發(fā)展。為了節(jié)省高質量的硅材料，現在各國均在尋找單晶硅電池的替代產品，其中多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池是較好的選擇。

　　制備多晶硅薄膜電池多采用化學氣相沉積法，包括低壓化學氣相沉積(LPCVD)和等離子增強化學氣相沉積(PECVD)工藝。多晶硅薄膜電池由于所使用的硅材料較單晶硅少，又無效率衰退問題，并且可以在廉價襯底材料上制備，其成本遠低于單晶硅電池，且光電轉換效率可以達到17%，經濟效益較好�？梢灶A見，多晶硅薄膜電池將會取代單晶硅電池，成為太陽能電池市場中的主要品種。

　　非晶硅薄膜太陽能電池于20世紀70年代中期開發(fā)成功，80年代其生產曾達到高潮，約占當時全球太陽能電池總量的20%左右，但由于非晶硅太陽能電池轉化效率低于晶體硅太陽能電池，而且非晶硅太陽能電池存在光致衰減效應的缺點(光電轉換效率會隨著光照時間的延續(xù)而衰減)，其發(fā)展速度逐步放緩。目前，非晶硅薄膜太陽能電池產量約占全球太陽能電池總量的12%左右。非晶硅薄膜太陽能電池更少的使用硅材料，成本低，便于大規(guī)模生產，而且近期在轉換效率方面也有較大突破：最優(yōu)技術下的第一、三疊層結構非晶硅太陽能電池轉換效率達到了13%，縮小了與多晶硅電池在轉換效率上的差距。因此，在硅材料價格持續(xù)上漲的背景下，非多晶硅重新得到人們的重視。我們認為，非晶硅太陽能電池仍然有著巨大的發(fā)展?jié)摿�，未來將成為太陽能電池的重要組成部分之一。

　　(2)非硅太陽能電池非硅太陽能電池包括多元化合物太陽能電池；聚合物多層修飾電極型太陽能電池；納米晶太陽能電池等。多元化合物薄膜太陽能電池主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。其中，硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，也可以大規(guī)模生產，但是，金屬鎘有劇毒，會對環(huán)境造成嚴重污染，因此，目前鎘系太陽能電池并不適合大規(guī)模生產。

　　聚合物多層修飾電極型太陽能電池的工作原理是利用不同氧化還原型聚合物的不同氧化還原電勢，在導電材料(電極)表面進行多層復合，制成單向導電裝置。這種電池的優(yōu)點是有機材料柔性好，制作容易，材料來源廣泛，成本低等，但是，其使用壽命和電池效率都不能和無機材料特別是硅電池相比。因此，聚合物太陽能電池能否發(fā)展成為具有實用意義的產品，還有待研究。

　　納米TiO2晶體化學能太陽能電池是目前學術界研究的重點方向之一。納米晶TiO2工作原理是：染料分子吸收太陽光能躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，電子快速注入到緊鄰的TiO2導帶，染料中失去的電子則很快從電解質中得到補償，進入TiO2導帶中的電于最終進入導電膜，然后通過外回路產生光電流。納米晶TiO2太陽能電池的優(yōu)點是成本低(制作成本為硅太陽電池的1/5-1/10)、工藝簡單、穩(wěn)定好。但是，其光電效率在10%左右，低于非晶硅電池，而且此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步，能否產業(yè)化尚待觀察。

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