太陽(yáng)能電池行業(yè)對(duì)鍺的需求現(xiàn)狀分析及展望

太陽(yáng)能電池行業(yè)對(duì)錯(cuò)的需求現(xiàn)狀分析及展望上海大學(xué) 杜承彥 2011-01-16關(guān)鍵字：太陽(yáng)能電池 錯(cuò)現(xiàn)狀展望 瀏覽量：722一、全球太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片生產(chǎn)情況及產(chǎn)量預(yù)測(cè)錯(cuò)是典型的稀散金屬，是一種極為重要的戰(zhàn)略資源，在保障國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要作用。全世界可供開采的錯(cuò)資源比較缺乏，已探明的錯(cuò)資源儲(chǔ)量8600噸，我國(guó)錯(cuò)資源儲(chǔ)量6100噸居世界第一。目前，全球太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片最大生產(chǎn)商是比利時(shí)優(yōu)美科（Umicore）公司和美國(guó)的AXT公司。現(xiàn)在國(guó)際上錯(cuò)襯底化合物半導(dǎo)體疊層電池生產(chǎn)線均為4英寸生產(chǎn)線。為了降低成本和提高成品率，比利時(shí)優(yōu)美科公司（直拉CZ法）和美國(guó)的AXT公司（垂直梯度凝固VGF法）均已研制成功六英寸太陽(yáng)能電池用錯(cuò)單晶。未來(lái)太陽(yáng)能錯(cuò)單晶主流產(chǎn)品也將由4英寸向6英寸轉(zhuǎn)變。2008年優(yōu)美科公司銷售四英寸太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片約50萬(wàn)片。美國(guó)AXT公司2008年銷售四英寸太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片約30萬(wàn)片。隨著三結(jié)太陽(yáng)能電池技術(shù)的高速發(fā)展，預(yù)計(jì)全球高效率太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片未來(lái)五年的年增長(zhǎng)率將達(dá)到30%。為此優(yōu)美科公司和美國(guó)的AXT公司在2008年先后計(jì)劃擴(kuò)大生產(chǎn)能力一倍，比利時(shí)優(yōu)美科（Umicore）公司計(jì)劃年產(chǎn)能力四英寸太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片100萬(wàn)片。美國(guó)AXT公司計(jì)劃年產(chǎn)四英寸太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片60萬(wàn)片。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年全球太陽(yáng)能電池用4英寸錯(cuò)晶片產(chǎn)量以年增長(zhǎng)率30%增加，如下表1。表12009-2015年全球太陽(yáng)能電池用4英寸錯(cuò)晶片產(chǎn)量/產(chǎn)能預(yù)測(cè)009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年0萬(wàn)片195萬(wàn)片253.5萬(wàn)片329.55萬(wàn)片428.42萬(wàn)片556.94萬(wàn)片724.02萬(wàn)片0.5噸13.65噸17.75噸23.07噸29.99噸38.99噸50.68噸資料來(lái)源：/look,002428,4004647762.html,訪問(wèn)時(shí)間2011年1月14日四、太陽(yáng)能電池行業(yè)對(duì)錯(cuò)的需求展望（一）空間的應(yīng)用以錯(cuò)襯底的化合物半導(dǎo)體疊層電池在空間的應(yīng)用將進(jìn)一步加強(qiáng)，聚光技術(shù)的應(yīng)用將使未來(lái)需求趨于穩(wěn)定。第三代化合物半導(dǎo)體疊層電池因其高轉(zhuǎn)換效率、高電壓和高特性好，而越來(lái)越被各國(guó)運(yùn)用到空間供電電源中。目前全球在空間供電電源中已超過(guò)80%的比例采用了以錯(cuò)襯底化合物半導(dǎo)體疊層電池?？梢灶A(yù)計(jì)在未來(lái)3?5年，這一比例還將會(huì)提高到95%。但應(yīng)用聚光光伏技術(shù)可以大幅度降低電池芯片的消耗，使空間未來(lái)需求將趨于穩(wěn)定。因地球同步衛(wèi)星軌道的限制，未來(lái)五年人造衛(wèi)星的發(fā)射量將會(huì)趨于穩(wěn)定，每年大致在50?60顆左右，根據(jù)衛(wèi)星大小的不同，每顆普通衛(wèi)星大約需要高效太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片約6000?15000片，每顆大型衛(wèi)星的太陽(yáng)能用錯(cuò)晶片將達(dá)到數(shù)萬(wàn)片，空間站的建立及維護(hù)所需要的太陽(yáng)能用錯(cuò)晶片數(shù)量更為巨大。2010年達(dá)到90%采用以錯(cuò)晶片為基板的三結(jié)太陽(yáng)能電池，2010年后預(yù)計(jì)以每年近15%的增長(zhǎng)，經(jīng)測(cè)算，2010?2015年空間衛(wèi)星年需太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片數(shù)量見下表2：表22010-2015年空間衛(wèi)星太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片年需求預(yù)測(cè)2010年2011年2012年2013年2014年2015年55.2萬(wàn)片63.5萬(wàn)片73.0萬(wàn)片84.0萬(wàn)片96.6萬(wàn)片111.0萬(wàn)片近日美國(guó)國(guó)防部太空安全局向府要求撥款100億美元用于籌建宇宙太陽(yáng)能發(fā)電實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星計(jì)劃;而第一步是在10年內(nèi)發(fā)射一顆輸出功率為1萬(wàn)千瓦級(jí)的小型實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在外太空做實(shí)證研究。根據(jù)項(xiàng)目研究報(bào)告，如果能建成宇宙太陽(yáng)能發(fā)電站，它一年內(nèi)采集的太陽(yáng)能相當(dāng)于地球上已探明儲(chǔ)量的常規(guī)能源總和。其計(jì)劃內(nèi)容是在軌道空間站裝備一個(gè)近千米長(zhǎng)的太陽(yáng)能電池板來(lái)吸收太陽(yáng)的能量，將這些能量轉(zhuǎn)化為激光束或微波傳遞到地面，為美國(guó)在全球各地的戰(zhàn)場(chǎng)提供電能。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，日本打算開發(fā)一個(gè)耗資2萬(wàn)億日元（約合210億美元）的太空太陽(yáng)能工程，該工程將在30年時(shí)間里實(shí)現(xiàn)以微波或激光的形式，把電從太空傳送到日本的大約30萬(wàn)個(gè)家庭。據(jù)來(lái)自日本府能源經(jīng)濟(jì)研究所的消息，該工程將由包括三菱重工業(yè)株式會(huì)（MHI）在內(nèi)的16家公司的科研人員組成的一個(gè)研究組實(shí)施，這個(gè)科研組的目的是用未來(lái)4年時(shí)間研發(fā)把電傳送到地球所需的技術(shù)。日本正在籌劃的太陽(yáng)能電站擁有4平方公里的太陽(yáng)能陣列，該陣列可以產(chǎn)生10億瓦特的電，根據(jù)目前的使用量計(jì)算，這足以給東京30萬(wàn)個(gè)家庭供電。由于該太陽(yáng)能陣列位于距離地球大約36000公里的軌道里，因此它不會(huì)受到天氣狀況的影響，能持續(xù)產(chǎn)生電能。日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）--讓該計(jì)劃變成現(xiàn)實(shí)的第一步是在大約2015年發(fā)射一顆裝配有太陽(yáng)能陣列，可以把電發(fā)送到地球的衛(wèi)星。上述項(xiàng)目均已啟動(dòng)地面試驗(yàn)研究，使未來(lái)空間需求將大幅增長(zhǎng)。（二）地面光伏市場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片有著較大的需求潛力按照目前地面太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，錯(cuò)襯底化合物半導(dǎo)體疊層電池在整個(gè)地面光伏市場(chǎng)運(yùn)用的比例哪怕提高1%，都有可能帶來(lái)幾十萬(wàn)片到百萬(wàn)片的需求量。據(jù)《化合物半導(dǎo)體與光電技術(shù)》2007年5月刊《太陽(yáng)能電力:無(wú)限商機(jī)的太陽(yáng)能》一文指出，目前非硅技術(shù)在地面光伏市場(chǎng)的應(yīng)用僅為9%，在2010年可望達(dá)到20%。據(jù)估計(jì)目前在地面光伏市場(chǎng)中，高效三結(jié)太陽(yáng)能電池約占非硅技術(shù)的40%左右，即目前三結(jié)太陽(yáng)能電池約占地面光伏市場(chǎng)的3.6%，2010年有望達(dá)到8%。按此增長(zhǎng)趨勢(shì)，則2010?2015年地面光伏市場(chǎng)使用錯(cuò)晶片的三結(jié)太陽(yáng)能電池發(fā)電容量估計(jì)如下，見表3：表32010-2015年地面光伏市場(chǎng)錯(cuò)晶片三結(jié)太陽(yáng)能電池發(fā)電容量估計(jì)2010年2011年2012年2013年2014年2015年0.83GW 1.28GW 1.92GW 2.21GW 2.54GW 2.92GW資料來(lái)源：/look,002428,4004647762.html,訪問(wèn)時(shí)間2011年1月14日按聚光500倍GW級(jí)高效三結(jié)電池的材料需求測(cè)算，則2010?2015年地面高效太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片需求量估計(jì)如下，見表4：表42010-2015年地面高效太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片需求量估計(jì)2010年2011年2012年2013年2014年2015年199.2萬(wàn)片307.2萬(wàn)片460.8萬(wàn)片529.9萬(wàn)片609.4萬(wàn)片700.8萬(wàn)片資料來(lái)源：/look,002428,4004647762.html,訪問(wèn)時(shí)間2011年1月14日比較未來(lái)五年的高效率太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片的生產(chǎn)量與需求量可看出，未來(lái)五年的錯(cuò)晶片市場(chǎng)需求旺盛，在除衛(wèi)星外，暫不考慮其它軍事用途的情況下，從2010年起，高效率太陽(yáng)有電池用錯(cuò)晶片的生產(chǎn)量只有達(dá)到年增產(chǎn)70%，才能滿足全球的需要。發(fā)展高效率太陽(yáng)能電池用錯(cuò)晶片具有較好的市場(chǎng)前景。參考文獻(xiàn)/look,002428,