Wall street wisdom太阳能相关知识

demonster · 发表于 2010-2-20 13:06:38

太阳能光伏技术（Photovoltaic，PV）是将太阳能转化为电能的技术，所用的基本原理是半导体材料的光伏效应。所谓光伏效应指的是当两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成内建电场。当光照在太阳电池的表面后，光子便激发出电子和空穴对，这些非平衡的少数载流子在内电场的作用下分离开，在电池的上下两极累积，这样电池便可以给外界负载提供电流。
电池片（Cells）是最基本的组成，是将阳光转化为电流的基础部件，但是电池片无法单独使用，要按所需要的规格组装成太阳电池组件（Module），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流，最后用框架和材料进行封装，然后再根据需要组成发电系统（System），整个PV产业链简单地说就是：Cell——Module——System。
晶硅电池是最早开发的太阳能电池，但是硅吸收光的性能不是很好，所以需要使用比较厚的吸收层（几百微米）。电池片是在硅片（Wafer）的基础上制作的，硅片的厚度很重要，薄的硅片意味着较少的硅材料消耗，从而降低成本。高纯度（6个9）的太阳能级多晶硅（Polysilicon）材料，不能直接制作电池片，要先通过一定的方法（比如CZ、FZ、浇铸）制成硅锭（Ingot），然后将Ingot切片（Slice）成硅片。在这一过程中，人们最早制作的是单晶硅片，以制作单晶硅电池，因为它的转化效率最高，也是最早研究的，但是制作单晶硅片的过程太过复杂，成本很高，虽然在性能上多晶硅不如单晶硅，但是为了降低成本，人们开始研究多晶硅电池，目前多晶硅电池的转化效率已经比较高，而且多晶硅电池也是晶硅电池的发展方向。
晶硅电池的上游材料——多晶硅（Polysilicon）——是在冶金级硅（MG-Si）上提纯出来的，目前主要使用化学方法提纯，其中使用到的技术主要有两种，改良西门子法（Siemens reactor）和流化床法（fluidized bed reactor，FBR）。这个生产过程十分耗费能源，而且重污染，所以整个生产工艺不仅仅指的提纯，还包括了尾气治理，废料回收等等，而且工艺只掌握在几家大公司手中，进入门槛很高（这里说明下：提纯出来的多晶硅纯度回很高，不仅仅可以应用于需要6个9级别的太阳能领域，而且也满足11个9级别的电子级应用）。近来有不少厂商开始研究其他的方法来生产多晶硅，比如冶金法，纯度只能达到6个9，成本比化学法要低，不过这已经基本可以应用于太阳能领域了。所以到这里，晶硅电池的产业链可以简述为：Polysilicon——Ingot/Wafer——Cell——Module——System。
由于对多晶硅材料的大量需求，以及产能不能立刻扩大，使得多晶硅材料经历严重的短缺，多晶硅的现货价格在2008年初达到了500美元一公斤，给了其他PV电池的发展机会，薄膜电池就是在这个时候发展起来的。薄膜电池就是在廉价的衬底材料两边贴上很薄的一层半导体材料，用以替代晶硅电池中的晶硅作为吸光层，所选用的材料都有很强的吸光性，所以需要的厚度很小，大约为1微米，材料成本显著降低了。目前所选用的材料主要有非晶硅，CdTe，CIGS，多晶硅，GaAs等。
市场情况来看，晶硅电池目前占据绝对大的比例，但是薄膜电池也在迅速的发展。2007年全球光伏电池总产量达到 3434MW，其中薄膜电池约400MW，占总体的比例为11.6%。2006年薄膜电池产量为181WM，增长120%，2006年占总体的比例为 8.2%。
厂商
多晶硅（Polysilicon）
Hemlock是目前世界上最大的多晶硅生产商，是美国Dow Corning公司（持股63.25%），日本Shin-Etsu Handotai（持股24.5%）和日本Mitsubishi Materials（持股12.25%）合资成立的，而Dow Corning公司则是Dow氏化学（NYSE：DOW）和Corning公司（NYSE：GLW）分别持有50%股份的合资公司。2006年该公司的多晶硅产量就达到了10000吨，并且宣布通过SOLAR I扩产计划，第一阶段到2008年扩产50%，第二阶段到2009年扩产35%，所以预计其2009年产能达19000吨。该公司主要使用改良西门子法，但是在2006年9月，又宣布使用冶金法生产太阳能级多晶硅，但是这些产品不能单独使用，只能以10%的比例掺杂到西门子法生产的多晶硅中。
Wacker Chemie AG（FRA：WCH），是一家德国公司。其旗下的Wacker Polysilicon就是生产高纯度多晶硅的，已经有50多年的生产历史。2007年产能就有10000吨，2008年规划产能14000吨，2009 年规划产能18000吨，2010年规划产能22000吨。。不仅使用改良西门子法，该公司也在使用/研究FBR法，在2008年底，使用FBR生产的多晶硅将达650吨。
REC（OSL：REC），是一家挪威的多晶硅生产大厂。其旗下的REC Silicon生产面向光伏行业的多晶硅，在Moses Lake和Butte Montana有两家工厂。目前拥有产能6000吨左右，其中60%用于PV领域，2008年的扩产计划完成时，产能预计达到13500吨。REC在使用西门子法多晶硅生产环节的甲硅烷气体的使用上有独有技术，使得副产品和废料很少，这使得他们具有不错的竞争优势。另外，REC也在积极研发和使用FBR 法，2006年投资6亿美元新建一个使用FBR法生产多晶硅的工厂。
MEMC（NYSE：WFR），来自美国的多晶硅大厂。其2007年产量6000吨，08年扩产到8000吨，是FBR法最具代表性，量产经验最为丰富的厂商。
Mitsubishi Materials三菱材料，2007年底产能为3300吨，两个分部（美国和日本）计划每年扩产共计450吨，预计2008-2010年每年递增450吨，至2010年达4650吨。
Tokuyama日本德山，目前拥有6200吨产能(其中2000吨太阳能级)；2007年6月开始新建3000吨项目(其中500吨太阳能)，预计于2009年投产，届时产能达到9200吨（2500吨用于太阳能）。
Sumitomo住友，旗下Sumitomo Titanium拥有1400吨产能，目前没有扩产计划。
Hoku Scientific（Nasdaq：HOKU），即将加入到这个行列，该公司目前正在兴建一个年产能达3500吨的工厂，使用改良西门子法，预计2009年第一季度可以发货。
日本的新日铁，2006年6月30日成立了一家名为NS Solar Material的公司，建设了每月40吨吨左右的小型车间，来试探性的进入多晶硅生产领域。其采用应用制铁技术的独有手法，与现有生产方法不同，据悉与现有方法相比，具有设备成本可减少一半的优点。
M.Setek，原本是日本的一家硅片生产商，在2007年12月14号宣布，其历时18个月新建的日本Soma工厂已经竣工，产能3000吨。
PV Crystalox（LON：PVCS），原本是一家硅片生产商，在2007年宣布在德国的Chemical Park of Bitterfeld兴建一座生产多晶硅的工厂，采用西门子法，年产能1800吨，预计2009年投产。
ReneSola（NYSE：SOL），浙江昱辉阳光能源有限公司是一家中国的太阳能企业，于2008年1月29日在纽交所上市，之前2006年8 月在伦敦AIM板上市（AIM：SOLA.L）。2008年1月23日，公司在中国河南的合资企业——林州市中升半导体硅材料有限公司进入多晶硅的试生产，预计年产200 - 300吨。
Timminco Limited（TSE：TIM），其全资子公司 Bécancour Silicon Inc.是生产电子级多晶硅和太阳能级多晶硅的厂商，2007年发货89吨太阳能级多晶硅，并且与4家公司签订了长单，累计年供货6000吨，2008年第一季度其产能3600吨的工厂已经开工。预计到2009年第二季度，公司年产能达到14400吨。Q-Cells是BSI的最大客户。
LDK Solar（NYSE：LDK），一家中国的硅片生产商，2007年8月开始兴建两座多晶硅生产工厂，其中一座的产能预计1000吨，2008年第二季度建成，另外一座产能15000吨，2008年底建成。
硅锭/硅片（Ingot/Wafer）
REC（OSL：REC），旗下的REC Wafer，有两个部门，REC ScanWafer是世界上最大的多晶硅片供应商，占有20%的市场，2007年的产量是468MW，照比2006年上涨61%，这主要是由于第二家工厂开工了。REC SiTech生产单晶硅棒，以用来切成单晶硅片，2007年产量38MW。
M.Setek，是世界领先的将电子级硅边角料回收应用于太阳能领域的厂商，也是最大的单晶硅片生产商之一。
PV Crystalox（LON：PVCS），是一家领先的多晶硅锭和多晶硅片的供应商，在伦敦股票交易所上市。其位于英国牛津郡的工厂生产多晶硅锭，位于德国Erfurt的工厂生产多晶硅片，产品25%在欧洲销售，其余售往亚洲。产能205MW。
ReneSola（NYSE：SOL），单晶硅片年产能165MW（刚公布的2007年年报显示实际产量125.6MW）厚度200um，2007年第三季度开始生产多晶硅锭，年产能378MW，预计2008年底达到645MW，厚度220um。
Q-Cells AG（FRA：QCE），将在2008年在马来西亚兴建一座Wafer工厂，一期计划产能300MWp。另外，还计划在马来西亚建一座生产多晶硅锭的工厂，预计产能与上述Wafer的一致，300MWp。
Yingli Solar（NYSE：YGE），天威英利是一家中国的太阳能企业，2007年拥有Ingot/Wafer产能200MWp，
LDK Solar（NYSE：LDK），是中国的一家多晶硅片生产商，硅片厚度为180 - 220微米，2007年产能420MWp，其扩张计划预计到2008年底产能达到800MWp，2009年底达到1600MWp。
电池片/组件（Cells/Module）
Q-Cells AG（FRA：QCE），是世界上最大的PV电池片生产商之一，2007年产量389.2MWp，公司与Bécancour Silicon Inc（BSI）签订了太阳能级多晶硅供应合同，BSI将以固定的价格，在2008年供应410吨和在2009年供应3000吨多晶硅，双方目前正在谈判，关于在2010至2013年间每年供应6000吨，预计2008年7月会有结果，由此Q-Cells预计2008年晶硅电池的产能达到570MWp，到2010年产能达到1.5GWp。
SunTech（NYSE：STP），无锡尚德，中国的一家太阳能公司。
Yingli Solar（NYSE：YGE），天威英利是一家中国的太阳能企业，2007年拥有Cell/Module产能200MWp，
Canadian Solar（Nasdaq：CSIQ），是一家来自中国的电池片和组件供应商。
China Sunergy（Nasdaq：CSUN），是一家专注于电池片领域的公司，来自中国。
Solarfun Power（Nasdaq：SOLF），来自中国的一家电池片和组件厂商。
SunPower（Nasdaq：SPWR），目前电池片有产能214MWp，预计到2008年底将产能扩大至414MWp，组件的产能有90MWp。
Trina Solar（NYSE：TSL），
薄膜电池（thin-film）
Ascent Solar（Nasdaq：ASTI），目前仍是一家发展中的公司，开发具有自主知识产权的PV技术——使用CIGS半导体材料作为光吸收层，塑料为衬底的的薄膜电池和组件。目前公司的计划表是，在2008年第二季度将开始有限的商业化生产（目前有一个1.5MW产能的产品线，电池片的转化效率为10%到12%，组件的转化效率为6%到8%，最高有达9.6%）。2008年第三季度取得UL、IEC和TUV认证。在2009年底将产能扩大至30MWp，2010年底至60MWp，2011年底至110MWp。公司的目标市场不仅仅是电池片和组件，还包括建筑一体化光伏系统（BIPV）——将电池组件直接集成进建筑物或建筑材料，电子设备一体化系统（EIPV）——将电池组件直接集成进手持设备中。公司目前打算的营销方式主要是同一些关键的厂商合作，比如OEM厂商，系统集成商等，通过他们，与公司的目标客户打交道。2007年，公司已经与Norsk Hydro公司建立了合作关系，Norsk Hydro是一个主要的铝制建材供应商，公司计划将电池组件直接集成进该公司的产品里。2008年2月，公司与ITOCHU建立了合作关系，由ITOCHU替公司打理与日本OEM厂商的关系。原材料方面，公司从Ube Industries, Ltd.（日本）购买high-temperature plastic。
Energy Conversion Devices, Inc.（Nasdaq：ENER），其旗下全资子公司United Solar 是世界上最大的非晶硅（a-Si）薄膜电池生产商，其目前有三家工厂，年产能分别为28MWp、30MWp和60MWp，其第四家工厂预计2008年完工，年产能60MWp。
DayStar（Nasdaq：DSTI），
First Solar（Nasdaq：FSLR），使用自有知识产权——CdTe半导体材料为光吸收层，玻璃为衬底的薄膜电池，使得他们的平均电池组件成本很低，2007年为每瓦1.23美元，公司对其技术十分乐观，预计到2010年其PV电池的成本与北美、欧洲和亚洲的主要地区的电价（retail electricity）持平。2007年产量达到206.3MW，margin高达49.9%。公司与12家欧洲的工程开发者和系统集成商签有供应长单（Long Term Supply Contracts），从2008年到2012年提供总计3.2GW的电池模块。
EMCORE（Nasdaq：EMKR），向卫星和聚光光伏系统（CPV）提供GaAs薄膜电池。
Q-Cells AG，旗下的全资子公司Sontor GmbH，将会在第一期扩张中，将它的micromorph thin-film电池模块产能由25MWp扩大到到60MWp，在2009年扩大至85MWp。
系统（System）
Akeena Solar（Nasdaq：AKNS），从事于太阳能系统的设计、集成和安装，向Sharp、Kyocera、无锡尚德等组件生产商购买组件，然后为住宅或商用客户设计并安装一整套系统。
SunPower（Nasdaq：SPWR），目前世界上有超过400个系统在运行，总容量超过300MWp。2007年这一部分的收入占据了总收入的60%。
设备供应商
Amtech Systems（Nasdaq：ASYS），是一家用于太阳能电池和半导体制造领域的卧式扩散炉（horizontal diffusion furnace systems）的供应商，有两个部门，semiconductor and solar equipment和polishing supplies。向太阳能电池制造商提供扩散炉和自动化设备，向硅片制造商提供insert carriers，研磨和抛光等。2007年收入的27%来自太阳能行业。
BTU International（Nasdaq：BTUI），电池片生产过程有很多环节，比如diffusion, drying, coating and firing of the solar cell，BTU Provides thermal solutions for all of these process steps。


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