连载|2019国际光伏技术路线图（1）

目录

一 综述

二 措施

2.1材料

2.2流程

2.3产品

三 光伏学习曲线

四 费用考虑

五 2018光伏成就

5.1材料

5.1.1材料- 长晶和切片

5.1.2材料-电池处理

5.1.3材料-单元

5.2进程

5.2.1工艺-制造

5.2.2工艺-技术

5.3产品

六 光伏系统

七 展望

7.1光伏学习曲线

7.2光伏市场发展考虑因素

7.3路线图预测

7.4结束语

八 参考文献

九 致谢

9.1撰稿人和作者

9.2图片来源

十 附注

十一 赞助单位
 

一、综述

光伏行业需要提供能够与传统能源和其他可再生能源相竞争的发电产品。国际技术路线图有助于识别趋势并确定任何有必要改进的要求，其目的是让供应商和客户了解晶体硅光伏领域的预期技术趋势，并激发对所需改进和标准的讨论。但是，路线图的目标不是为确定的需要改进的领域推荐详细的技术解决方案，而是向光伏全产业链强调改进的必要性，并鼓励开发全面的解决方案。

2019国际光伏技术路线图是由55家领先的国际多晶硅生产商、晶圆供应商、碳硅太阳能电池制造商、组件制造商、光伏设备供应商、生产材料供应商以及光伏研究机构和顾问共同编写的。本出版物涵盖了从结晶、生产、电池制造到组件制造和光伏系统的整个碳硅光伏价值链。对早期版本中列出的重要参数以及几个新参数进行了审查，并报告了对光伏行业新兴趋势的讨论。

截至2018年底，全球碳硅电池和光伏组件生产能力预计约为150 KMW，顶级制造商的利用率介于80%和二级制造商的50%之间[1,2];碳硅市场约95%的市场份额和薄膜技术约5%的市场份额被认为是不变的[3]。该路线图描述了基于碳硅的光伏技术的发展和趋势。

尽管市场存在严重的不确定性，但是2018年光伏组件市场保持稳定态势。同时，碳硅光伏生产能力增加到约150 KWM[1]。也正因如此，平均组件价格大幅下降。

PERC等电池技术的改进以及原辅材料的改进使得平均组件功率达到更高。光伏制造商扩大了电池和组件的生产能力，升级了现有生产线以实现电池的降本增效提高。价格则进一步上升至23.2%。光伏可以依赖这种办法实现降本增效，具体表现为继续将降低成本的措施与电池完善的实施联系起来，包括增强和更大的硅晶片、改进的电池正面和背面、精细的布局、引入双面电池概念以及改进的组件技术。

上述所有方面都将在ITRPV的本次修订中再次讨论。到2029年，这些领域的改进将产生60芯PERC组件，mc-Si 345 Wp p型单晶硅和n-Si350 Wp型单晶硅的大规模生产，使得平均组件功率等级分别达到325 Wp。届时，144个半片PERC组件的mc-Si平均功率等级预计将达到400 Wp，p型单晶硅为420 Wp，n型单晶硅为430 Wp。降低制造成本和提高电池和组件性能的结合将有助于降低光伏系统成本，从而确保光伏发电的长期竞争力。

路线图活动继续与VDMA合作，并将每年发布更新信息，以确保整个价值链中制造商和供应商之间的全面沟通。更多信息可在itrpv.vdma.org获得。

二、措施

在价值链中，所有主题都分为三个领域:材料、流程和产品。数据是从参与公司收集的，由VDMA匿名处理。参与研究的公司共同同意，研究结果将在路线图出版物中报告。报告参数的所有标绘数据点都是从输入数据生成的中值。如上所述，主题分为三个领域:材料、流程和产品。在这里，我们为每个领域分别设计与结晶、晶片、电池、组件和光伏系统相关的问题。

2.1材料

本节描述了价值链中使用的原材料和消耗品的要求和趋势。为了确保可用性、避免环境风险、降低成本和提高效率，减少一些材料的消耗或更换是必要的。

价格导向在使光伏发电与其他可再生能源和化石能源竞争中发挥着重要作用。

2.2流程

为了降低生产成本，需要新技术、新材料和高产制造设备。通过提供关键生产数据的信息，以及旨在提高电池效率和组件功率输出的工艺细节，该路线图构成了新开发的指南，旨在支持其进展。流程部分确定了价值链每个环节的制造和技术问题。制造主题集中于提高生产率，而技术发展旨在确保更高的电池和组件效率。

2.3产品

价值链的每个部分都有最终产品。因此，产品部分讨论了未来几年关键元件的意外发展，如铸锭、晶圆、碳硅太阳能电池、组件和光伏系统。

三、光伏路线图

显而易见的是，光伏生产过程中是成本削减也应导致价格下降[4]。图1显示了光伏组件的价格体验曲线，显示了在相应时间段结束时的平均组件销售价格(以2018美元/Wp为单位)，作为1976年至2018年12月(以MWp为单位)[2、4、5、6、7]的累积组件出货量的函数。尽管弯曲度约为100 MWp，但在对数刻度上显示，该曲线变化为近似线性线，直到3.1全球升温潜能值(在2003年底发货量)。这表明，每增加一倍光伏组件出货量，平均售价就会根据学习率(LR)而降低。考虑到从1976年到2018年的所有数据点，我们发现相对于第9版的22.8%而言，LR约增长到23.2%。不难发现，由于2003至2016年间巨大的市场波动，图1中LR图出现巨大偏差现象。

图1关于组件现货市场价格-累计光伏组件出货量的函数学习曲线

最后两个数据点显示了2017年和2018年的组件发货量。2017年，我们计算出组件发货量为105 KMW(99 KWM出货[8] + 6KWM在仓库[9]。2018年的出货量计算为109 KMW:2018年的安装量约为102 KMW，按[10-12]中所示安装值的平均值计算，直至2018年底，我们在仓库和运输中增加了7 KMW的出货量。根据这些数据，2018年底累计出货的组件功率估计约为524 GWp。计算得出，2017年，全球安装组件功率达到403 KMW[8]，在2018年底达到505 KMW。其对应的组件价格分别为0.34美元/Wp和0.24美元/Wp[7]。