一提到太陽(yáng)能電池的產(chǎn)業(yè)鏈,一般人可能只會(huì)想到從多晶硅原料到電池板組件這個(gè)過(guò)程。
其實(shí)從多晶硅原料到電池板組件的過(guò)程只是電池產(chǎn)業(yè)鏈中的很小的一部分,只是一些顯而易見(jiàn)的環(huán)節(jié),而真正的太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)所涵蓋的產(chǎn)業(yè)鏈非常廣而大。從多晶硅到電池組件,其實(shí)只是光伏產(chǎn)業(yè)鏈的主原料鏈中的一部分。
除了主原料鏈,還有輔料鏈,裝備鏈和產(chǎn)業(yè)服務(wù)鏈。
本文就簡(jiǎn)單地對(duì)這四個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)進(jìn)行分析:
一、 主原料鏈:
主原料鏈:這個(gè)主原料鏈就是通常人們所說(shuō)的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。源頭是從蘊(yùn)藏在大自然的硅石開(kāi)始。而原料鏈的第一個(gè)環(huán)節(jié)就是金屬硅的冶煉。
1.1 金屬硅環(huán)節(jié)
金屬硅是用大自然界蘊(yùn)藏極為豐富的硅石來(lái)冶煉的。硅石的成分是二氧化硅,也叫石英,純些的就是水晶。從硅石到硅本質(zhì)上是一個(gè)還原過(guò)程,因此還要用到還原劑碳,碳有直接用煤炭的,也有用木炭和焦炭的,近期光伏則主要用的是石油焦,原因其雜質(zhì)較純。
金屬硅出來(lái)之后,原料鏈按照不同的路線開(kāi)始分叉。目前主流的技術(shù)路線是晶體硅的路線,而薄膜硅是另外一條路線。
1.2 晶體硅路線環(huán)節(jié)
晶體硅光伏電池路線,是從金屬硅開(kāi)始,得到更純的太陽(yáng)能級(jí)的多晶硅,然后制作成電池的路線。對(duì)于從金屬硅到多晶硅的提純,分為兩個(gè)主流路線,一個(gè)是化學(xué)法,也就是目前主要應(yīng)用的西門子法,它是將金屬硅先轉(zhuǎn)變?yōu)槿葰涔?,然后再進(jìn)行分餾和精餾提純,得到高純度的三氯氫硅后,再還原而成。
另外一個(gè)方法,是物理法,目前統(tǒng)稱為冶金法。它是直接對(duì)金屬硅通過(guò)一些手段將雜質(zhì)取出而得名。因?yàn)楣柙谡麄€(gè)提純過(guò)程中未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而得名。
化學(xué)法的純度較高,但能耗和成本也較高,污染處理成本較大。冶金法電耗低,成本低,無(wú)污染,但目前的純度還比西門子略低一些。但生產(chǎn)光伏電池已經(jīng)不存在問(wèn)題了。
多晶硅之后,晶體硅的工藝就比較一致,從多晶硅直接鑄錠切片,然后制作電池;這就是多晶硅電池片的路線。從多晶硅先拉單晶,再切片,然后制作電池,這就是單晶硅電池的路線。
電池片制得后,就是組件封裝。組件封裝其實(shí)也包括許多材料,如白玻璃,EVA等,但那些屬于輔料,將在后面敘述。
通常意義的光伏產(chǎn)業(yè)鏈就似乎到此為止了,其實(shí),這只是光伏產(chǎn)業(yè)這個(gè)大冰山中露出的一角。
1.3 薄膜硅路線環(huán)節(jié)
薄膜硅的源頭,也是采用金屬硅,先制成硅烷氣,然后通過(guò)氣相沉積技術(shù)在薄膜襯底上形成非晶硅薄膜,之后制作PN結(jié),形成薄膜電池組件。
除了用硅作為薄膜外,還有用碲化鎘、砷化鎵、和銅銦鎵硒()等材料作為原料的。由于大自然所蘊(yùn)含的所有元素中,硅占了四分之一多(27%),另外氧占了42%,因此,其余的元素很少。尤其是碲、鎘、鎵、銦等,都是電子行業(yè)和航天產(chǎn)業(yè)的極其寶貴的元素,如果用在光伏發(fā)電這樣大規(guī)模的場(chǎng)合,無(wú)異于焚琴煮鶴。
2009年9月某美國(guó)薄膜公司到中國(guó)內(nèi)蒙號(hào)稱要投資2000MW薄膜電站,但該公司要求在中國(guó)采購(gòu)碲和鎘,名義上是在中國(guó)設(shè)廠生產(chǎn)這些電池,但這里面的真實(shí)動(dòng)機(jī),就值得好好地打個(gè)大問(wèn)號(hào)。因?yàn)轫诤玩k目前在世界上已經(jīng)極為稀缺,歐美日列強(qiáng)覬覦中國(guó)的這些元素已經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間了。如果該公司在中國(guó)采購(gòu)2000MW電池所需要的相關(guān)元素,那么,屆時(shí),即便將該電站全部送給中國(guó),可能也不及這些資源流失所給中國(guó)造成的損失的什一。
1.4 光伏電站
組件后的電站也包括不少東西,例如支架、匯流盒、電纜、逆變、追日系統(tǒng)、等,這些屬于裝備類,將在后面的設(shè)備鏈中細(xì)說(shuō)。