半导体皇冠明珠之争:光伏 VS LED

来源:发布时间:2015-12-29 00:03:59

光伏和LED都属半导体光电技术的范畴,前者的基本原理是由电产生光,后者的基本原理是由光产生电,它们的核心部分都是PN结。本篇主要从上下游产业链对晶硅太阳电池和LED进行简单的比较分析。

一、产业特征对比

两者都是以减少碳排放为宗旨:光伏是可再生清洁能源,改变了能源利用方式;LED能节约能源,提高了能源利用效率。

二、发展历程对比

二者都受补贴政策的影响,在中国的发展历程比较相似,先从下游开始发展,然后再向中上游延伸,其中最主要的原因主要是两点:一是下游技术含量相对偏低,二是下游的产业投资相对偏小。2010年前后,两个行业都先后经历了一轮低潮期,期间有相当数量的企业被迫停产甚至破产,但经过近10多年的快速发展,这两个行业成为了目前我国基本掌握全产业链技术的为数不多的行业。

三、产业链对比

光伏行业:硅料、硅棒和硅片一般被认为是上游,电池和组件是中游,系统应用是下游,如图一所示。

  图一光伏的产业链示意图

LED行业:蓝宝石衬底、外延生长一般被认为是上游,芯片工艺和封装是中游,产品应用是下游,如图二所示。

  图二LED的产业链示意图


根据整体产业链,光伏和LED都可大致分为上中下游,技术难度和相应的投资成本都是从下游往上依次增加。

四、各环节技术对比

单晶硅棒和蓝宝石单晶的制备非常相似,前者一般是CZ法,后者一般用泡生法,其基本原理相同,差别在于:泡生法在等径生长时,晶身部分是靠不断降温形成结晶动力生长,而不采用提拉技术;晶棒制备后,两者都需要进行切片,一般都是采用线切割技术,只是两种材料性能存在差异,工艺、设备参数会有不同。

太阳电池和LED的核心都是PN结,但其制备技术不同。晶硅太阳电池一般是采用扩散的方法,在硅片的表面形成反型层,硅片除了具备PN结一个极(p或n)的功能,还起到器件的基础支撑作用;而LED的蓝宝石衬底只起到基础支撑作用(当然,它和外延材料的晶格匹配性能是必需具备的),PN结都是在它上面分别沉积不同导电类型的薄膜材料形成。

和LED芯片相比,太阳电池的尺寸较大,所以可以采用普通的方式完成电极的引出和焊接,但LED芯片的尺寸很小(0.3mm2左右),所以需要使用精密的设备,经过比较复杂的高精度工艺处理才能完成正负电极的制作,然后通过很细的金线与外部的电极引脚相连,例如图二中,一般芯片右下角圆形为正极,左上角另外一个是负极。

电池制备完成后,在组件车间进行串并联连接后封装,就完成了组件的制备;LED芯片制备好之后,还需要经过比较复杂的封装工艺,例如电极引出、荧光粉涂敷、环氧树脂透镜密封等,才算制备完成了一个灯珠,然后下游厂家再根据产品的实际类型,进行二次封装设计,一般一个产品都会用使用多个灯珠。

上述只是对两种产品的制备进行了简单的说明,实际每个环节都有非常多的技术细节,技术门槛和技术含量都是非常高的,两种产品能最终进入普通老百姓的视线,可以说是集中了上下游产业界的集体智慧。

五、产能标准对比

光伏行业硅料阶段一般以吨计算,中游一般以W计算,评估标准一般是多少条生产线,例如一条晶硅电池生产线产能约30MW。(按照目前行业的一般标准,一瓦电池或组件对应的硅材料大约为5g)

LED行业技术难度最大的是材料外延,现在一般采用MOCVD(metal Organic Chemical Vapor Deposition,金属有机物化学气相沉积)外延技术,所以一般以MOCVD设备的台数衡量外延片的产能,芯片阶段一般用芯片的数量来衡量。

六、技术成熟度对比

我国已基本掌握整个光伏产业链的主要技术,但和欧美日发达国家相比,部分关键技术还存在一定差距,例如高纯硅料提纯技术,银浆制备技术等;另外,一些设备还需进口,例如丝网印刷机,高精度测试仪等;

和光伏相比,LED产业链中的技术瓶颈主要集中在外延阶段,目前外延设备基本是完全进口,国产MOCVD设备在产能和均匀性方面还有很大差距,另外,外延所需的关键原材料——MO源和部分精密设备,如高精度光刻机,还主要依赖进口,此外,LED外延和芯片设计技术还面临国外专利保护的壁垒。

对比小结

光伏和LED有很大的相似之处,二者在我国的发展基本同步,都属于清洁能源领域,从技术层面来说,两者都属于半导体行业的范畴,很多传统的半导体技术可被参考,或直接沿用,让我们期待这两个朝阳产业都能得到更快更好的发展。 


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201512/29/177420.html
责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
内蒙古光伏产业需求对接会在呼和浩特召开来源:内蒙古工信厅 发布时间:2026-05-13 09:39:44

5月8日,内蒙古光伏产业需求对接会在呼和浩特市成功召开。促进会宣读倡议书,多家企业联合签署战略协议与行业合作意向书,凝聚合作共识,携手开启产业发展新征程。下一步,自治区工信厅将会同自治区能源局指导内蒙古自治区光伏装备产业促进会常态化开展产需对接活动,凝聚行业发展合力,深化供需精准匹配,全力为自治区光伏装备制造业高质量发展保驾护航。

宁夏出台20项措施强化光伏产业知识产权保护来源:宁夏市场监管 发布时间:2026-05-12 09:02:25

为深入贯彻落实国家知识产权局、工业和信息化部《关于进一步加强光伏产业知识产权保护工作的意见》部署要求,近日,宁夏市场监管厅联合工业和信息化厅印发《关于进一步加强光伏产业知识产权保护工作的措施》。下一步,宁夏市场监管厅将联合工业和信息化厅建立光伏产业知识产权保护协调会商机制,定期召开联席会议,统筹推进各项重点任务,协调解决重大问题,凝聚工作合力。

宁夏出台20项举措强化光伏产业知识产权保护来源:宁夏日报 发布时间:2026-05-11 14:29:10

近日,宁夏回族自治区市场监督管理厅、自治区工业和信息化厅联合印发《关于进一步加强光伏产业知识产权保护工作的措施》,围绕提升创新能力、强化风险防控、促进成果转化等重点任务细化推出20条具体举措,全面构建光伏产业知识产权保护体系。

陕西省发展改革委召开光伏产业发展座谈会来源:陕西省发改委 发布时间:2026-05-09 06:53:30

为统筹抓好全省光伏产能调控和光伏产业发展工作,4月29日,陕西省发展改革委党组成员、副主任杨武民与西咸新区泾河新城主要负责同志围绕光伏产业发展进行了座谈交流,4月30日,省发展改革委组织召开全省光伏产业发展座谈会。

总投资1.5亿元 南安机械光伏产业园再添重点项目来源:海丝商报 发布时间:2026-05-08 09:35:43

连日来,位于南安市霞美镇的泉州嘉鑫喜庆艺品厂区项目建设现场干劲十足、热火朝天,建设者们抢抓有利施工时节,全力以赴赶工期、抢进度,项目建设稳步提速。据了解,该项目是泉州市2026年在建重点项目,位于机械光伏产业园。项目建成后,将引进先进生产设备、组件生产线,助力霞美镇域产业提质增效,预计年产值达1亿元,可提供约300个就业岗位。

印度又一硅片工厂动工,6.5GW产能计划2年内投产来源:TaiyangNews 发布时间:2026-04-29 08:40:15

印度知名可再生能源企业ReNewEnergy宣布投资约420亿卢比,在安得拉邦建设一座6.5GW的铸锭、切片工厂。工厂预计在24个月内投入运营,届时将创造2100多个直接和间接就业岗位。这一时间节点恰逢印度政府计划扩充其“批准型号与制造商清单”,拟于2028年6月起强制要求硅锭和硅片符合List-III规范。目前,该公司拥有6.5GW的光伏组件产能,并计划在2026年12月前将电池产能提升至6.5GW。截至同期,其总装机容量达到20GW,并在该财年内生产了超过4.1GW的光伏组件和近1.86GW的电池。

隆基绿能获批建设光伏产业首个国家质量标准实验室 以标准引领行业高质量发展来源:隆基绿能 发布时间:2026-04-27 09:40:06

近日,经国家市场监督管理总局批准,由隆基绿能科技股份有限公司筹建的“光伏产业国家质量标准实验室”,成功入选首批国家质量标准实验室培育建设名单,成为当前我国光伏领域唯一获批建设的国家质量标准实验室。此次获批,是国家对隆基绿能在光伏质量技术研究、标准体系构建与行业引领能力的权威认可,将为我国光伏产业高质量发展注入强劲动能。

江苏光伏产业去年营收超5000亿元 多项核心指标稳居全国前列来源:新华报业网 发布时间:2026-04-27 09:22:16

第十三届江苏新型光伏创新发展大会日前在南京举办,记者从会上了解到,截至2025年底,全省光伏累计装机达8968万千瓦,占电力总装机的37%,当年新增装机2804万千瓦、发电量942亿千瓦时,多项核心指标稳居全国前列。“十五五”期间江苏光伏产业如何保持优势?省可再生能源行业协会秘书长施新春表示,要持续强化政策对接服务,深化产学研用协同创新,优化产业生态构建,全力推动江苏光伏产业保持领跑。

晶澳科技亮相中国全球合规峰会,共话高新制造企业合规之道来源:晶澳科技 发布时间:2026-04-27 09:12:34

近日,备受瞩目的中国全球合规峰会隆重召开。光伏产业作为典型的外向型、技术密集型产业,晶澳科技与行业同仁长期深耕全球市场。在此背景下,晶澳科技深刻领悟到“合规即竞争力、合规即价值”的核心要义。

天合光能等六家龙头企业共建中国首个光伏产业专利池来源:天合光能 发布时间:2026-04-23 17:28:18

现场,高纪凡宣布,可以将天合光能所有TOPCon专利放入专利池。

日本发布官方指南,将生态环境保护提升为光伏项目开发前提来源:国际能源小数据 发布时间:2026-04-15 17:05:06

2026年4月,日本环境省发布《太阳能发电自然环境保护指南》最新修订版,将生态环境保护提升为光伏项目开发的前置条件。政策风向:从“规模优先”到“生态优先”日本环境省于3月31日正式发布的新版《太阳能发电自然环境保护指南》,标志着该国光伏产业监管思路的根本转变。只有提前建立符合日本标准的本土化环境影响评估体系,并在项目设计中真正贯彻生态保护原则,才能在这片对环保要求极为严苛的市场中立足发展。