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。基材供卷 涂胶 干燥 复合氟膜涂胶氟膜供卷配制胶液成品检验收卷裁边、去废半成品半成品检验干燥 复合氟膜氟膜供卷胶液准备第一面 ：半成品第二面 ：收卷成品基材供卷 涂布氟层涂胶氟涂布液准备配制胶液干燥干燥 成品检验收卷裁边、去废半成品复合粘结层半成品检验收卷第一面：第二面：半成品成品3、交联反应法。 是将 F3F4含氟树脂在高温下通过交联剂反应，将氟树脂在 PET薄膜表面成膜，成膜后形成无间隙的一体化三层薄膜。该背板膜最大特点是通过交联反应，分子是网状交联结构，薄膜表面是硬度比复法和涂布法薄膜高，适宜使用在野外的太阳能电站，特别是风沙较大的地方。五、陕西北人光伏背板涂布复合机成功进军国际、国内光伏市场陕西北人印刷机械有限责任公司从 2004 年开始进入该领域，通过与日本中本和 NE公司的技术合作加快涂布机的研制步伐，于 2005 成功研制出光伏背板涂布复合机，并以良好的性价比给力市场，目前已经出口日本 3 台，销售国内市场 10 余台，为光伏背板国产化奠定了基础。陕西北人出口日本第一条生产线 2005 年陕西北人出口日本第二条生产线 2009 年1、生产效率高，可达到 60 m/min 。 光伏背板涂布机作为较高精度涂布机，对于环境要求比较高，涂布室和烘箱内部要求空气洁净度要求 10000 级，其余部件环境要求 100000 级。陕西北人研制的光伏背板系列涂布机料膜宽度为800— 1350mm、 1150— 1650mm两种规格，最高工作速度为 60m/min，这样的速度摇摇领先于市场上 20-40m/min 工作的涂布机。2 、成品率高，分切前能达到 96%以上，成品率能达到 94%以上。 陕西北人研制的系列涂布机生产于单独密闭工作间，零件的加工与制造均按照涂布要求清洁度标准进行生产， 从选材到表面处理均为特殊定制， 涂布方式有 KISS ROLL、MICRO ANILOX、 SLOT DIE、 COMMA DOCTOR等；各种涂布方式精确地控制涂液量，满足用户对涂布量的超高要求，可实现干量 2-15g/ ㎡的涂布量；递液泵为单螺旋泵，上涂布液平稳、可靠。这样就保证了较高的成品率，经测试，陕西北人产品涂布后的背板膜分切前完好率能达到 96%以上， 最终成品率能达到 94%以上。因为光伏背板料膜价格都非常昂贵，较好的成品率也保证了为客户能创造更大的价值。3、节能技术先进， 21 米的干燥箱可以 60 米速度生产， 同行业一般为 30米烘箱， 30 米生产速度。陕西北人研制的涂布复合机烘箱及热风干燥部全封闭上、下双体结构，上开启保温烘箱，喷嘴采用特殊的高热流密度双向吹风嘴；前三区烘箱均采用特殊加热方式，大幅提高干燥效率采，节约能源；能源消耗仅为同行业的 50%以下。同时，陕西北人根据光伏背板的特性，在该系列涂布机收卷装置中采用零速接料，卷芯在零速下完成材料的粘结与飞切，再升速至正常工作状态，极大地减少了废品损失。陕西北人期望通过企业的不断技术创新、科研开发，为客户生产更加优良的产品，为客户创造更大的价值。面对新的机遇和挑战，陕西北人公司厚积薄发，持续技术创新、加大研发步伐，积极开拓新兴市场领域，目前，陕西北人已经再次成功打破国外的技术垄断，进入光学膜领域，生产制造高精密涂布机。