我國太陽能光伏玻璃的應(yīng)用與市場

來源:中國太陽能光伏網(wǎng) 　作者:* 　日期:2011-8-30 　頁面功能 [字體：大 中 小] [ 打印 ] [ 投稿 ] [ 評論 ] [ 啄木鳥 ]

　　【中國幕墻網(wǎng)】太陽能光伏玻璃是太陽能電池產(chǎn)業(yè)中一個重要的新興配套產(chǎn)品，它隨著光伏行業(yè)的發(fā)展而逐漸壯大。目前，國內(nèi)一些大企業(yè)開始介入太陽能電池玻璃生產(chǎn)領(lǐng)域，單條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力在日產(chǎn)250~500噸。據(jù)了解，我國光伏領(lǐng)域玻璃的需求量以每年50％的速度遞增，2010年已超過2500萬平方米，太陽能電池玻璃市場前景非常廣闊。從發(fā)展趨勢看，我國將成為未來太陽能電池玻璃重要的生產(chǎn)基地。     我國太陽能玻璃的生產(chǎn)起步較晚。目前國內(nèi)能夠生產(chǎn)低鐵（超白）玻璃（含壓延超白玻璃）的生產(chǎn)線已經(jīng)有10多家，分布在山東、江蘇、上海、浙江、廣東、河南等地區(qū)，擁有20多條生產(chǎn)線，實際產(chǎn)能約日產(chǎn)3000噸左右。其中山東、江蘇、上海、浙江、廣東等地的產(chǎn)品大部分出口荷蘭、德國、日本、韓國、泰國和我國臺灣地區(qū)，在國內(nèi)基本直接出售原片給其他加工玻璃商的市場正逐步上升。
　　就目前國際市場而言，世界上只有美國PPG、法國圣戈班、英國皮爾金頓、日本旭硝子、比利時Glaverbel等少數(shù)企業(yè)能夠生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)異的低鐵超白太陽能玻璃，但產(chǎn)量無法滿足全球日益增長的市場需求。
　　太陽能光伏玻璃的分類與應(yīng)用
　　光伏玻璃分類。用于太陽能電池的光伏玻璃基片，一般包括超薄玻璃、表面鍍膜玻璃、低鐵含量的（超白）玻璃等類型。根據(jù)使用的性質(zhì)和制造方法不同，光伏玻璃又可分為3種產(chǎn)品，即平板型太陽能電池的蓋板，一般為壓延玻璃；在平板玻璃表面鍍上通常厚度只有幾微米的半導(dǎo)體材料制成的薄膜電池導(dǎo)電基片；集熱式光伏系統(tǒng)使用的透鏡或反光鏡類的玻璃。這3種產(chǎn)品的特性和作用完全不同，其附加值也有很大的差別。
　　如今應(yīng)用最廣的太陽能光伏玻璃是高透光率玻璃，它是低鐵含量的玻璃，也就是我們俗稱的超白玻璃。鐵在普通玻璃中屬于雜質(zhì)（吸熱玻璃除外），鐵雜質(zhì)的存在，一方面使玻璃著色，另一方面增大玻璃的吸熱率，也就降低了玻璃的透光率。
　　玻璃中的鐵是由原料本身、耐火材料或金屬材質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)備等引入的，不可能完全避免。人們只能通過生產(chǎn)控制盡可能減少鐵在玻璃中的含量。目前，太陽能電池玻璃的鐵含量在0.008％~0.02％之間，而普通浮法玻璃的鐵含量在0.7％以上，低的鐵含量雜質(zhì)可帶來高的太陽光透過率。就國內(nèi)應(yīng)用最多的3.2mm厚和4mm厚玻璃而言，太陽光可見光透射比一般達到90％~92％。
　　太陽能光伏玻璃作為太陽能裝置的最重要組件之一，要求玻璃板必須高度透明，因此對用于生產(chǎn)太陽能玻璃的硅質(zhì)原料中含鐵量要求十分嚴格，F(xiàn)e2O3含量一般在140～150ppm。
　　光伏玻璃的應(yīng)用。據(jù)報道，世界上最早采用透明平板玻璃作基板研制應(yīng)用于太陽能電池的國家是德國。德國科技人員將這種板狀的太陽能電池作為窗玻璃安裝在建筑物上，它可將攝取的電能直接供給住戶使用，多余的電能還可輸入電網(wǎng)，這種最初的太陽能電池用玻璃的開發(fā)利用，不久后被美國及日本等國所重視，由此加快了用于太陽能的低鐵、超薄玻璃的研制開發(fā)與應(yīng)用的步伐。
　　TCO鍍膜玻璃的特性及種類
　　TCO玻璃是一種鍍有導(dǎo)電膜的光伏玻璃，即透明導(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃，它是在平板玻璃表面通過物理或化學(xué)鍍膜的方法均勻鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄膜。TCO玻璃首先被應(yīng)用于平板顯示器中，現(xiàn)在ITO類型的導(dǎo)電玻璃仍是平板顯示器行業(yè)的主流玻璃電極產(chǎn)品。近幾年，晶體硅價格的上漲極大地推動了薄膜太陽能電池的發(fā)展。目前，薄膜太陽能電池占世界光伏的市場份額已超過10％，光伏用TCO玻璃作為電池前電極的必要構(gòu)件，市場需求迅速增長，已成為高科技鍍膜玻璃產(chǎn)品。
　　在太陽能電池中，晶體硅片類電池的電極是焊接在硅片表面的導(dǎo)線，前蓋板玻璃僅需達到高透光率就可以了。薄膜太陽能電池是在玻璃表面的導(dǎo)電薄膜上鍍制一種半導(dǎo)體膜，再鍍制背電極。
　　光伏用TCO玻璃的發(fā)展前景。當光伏產(chǎn)業(yè)以連續(xù)5年近40％的速度向前發(fā)展時，主流產(chǎn)品晶體硅太陽能電池的上游原材料多晶硅的供給出現(xiàn)了空前的緊缺。多晶硅價格從2003年的24美元/公斤上漲到目前現(xiàn)貨價格超過300美元/公斤。與晶體硅太陽能電池相比，薄膜太陽能電池具有弱光應(yīng)用性強及形狀可塑性強等特點，晶體硅價格的上漲無形中推動了薄膜太陽能電池的發(fā)展。目前，薄膜太陽能電池占世界光伏市場份額已超過10％，伴隨著多晶硅價格的走高，薄膜太陽能電池的發(fā)展有望進一步加速。
　　由于薄膜電池的轉(zhuǎn)化效率各不相同，我們以主流的非晶硅為計算依據(jù)，折合每平方米的電池標稱功率為50瓦，也就是說，每50瓦的電池將使用1平方米的TCO玻璃。據(jù)此可以計算出，2007年世界上光伏產(chǎn)業(yè)對TCO玻璃的需求為700萬平方米。這一數(shù)字看似不大，但正是由于TCO玻璃生產(chǎn)技術(shù)的高端性，導(dǎo)致目前世界上的主要供應(yīng)商僅有兩家。隨著太陽能電池產(chǎn)業(yè)超過50％的年增長率，產(chǎn)品已經(jīng)開始供不應(yīng)求，每平方米售價達到了20美元以上。
　　據(jù)有關(guān)權(quán)威機構(gòu)預(yù)測，薄膜太陽能電池將繼續(xù)保持高速增長。目前，多家廠商和研究機構(gòu)正在進行TCO玻璃產(chǎn)業(yè)化的過程，產(chǎn)量將會不斷擴大，高性能的新型產(chǎn)品也將不斷推出。正是由于薄膜太陽能電池的飛速發(fā)展，使目前光伏用TCO玻璃在市場上變得非常緊俏。在導(dǎo)電玻璃的領(lǐng)域中，光伏TCO玻璃有著獨特的性能要求，這些特性指標與太陽能電池的輸出特性密切相關(guān)。可以說，薄膜太陽能電池的發(fā)展將在一定程度上依賴于光伏TCO的改進程度。能源的緊缺促進了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也必將拉動光伏TCO玻璃產(chǎn)品的市場需求。
　　國際太陽能玻璃機械制造業(yè)市場看好。目前，在國際上隨著太陽能產(chǎn)業(yè)市場的擴張，歐洲的幾家壓花玻璃制造商正經(jīng)歷著來自太陽能玻璃制造商的前所未有的需求。
　　光伏產(chǎn)業(yè)正在爭取在成本上變得有競爭力。據(jù)預(yù)測，大約在1~4年內(nèi)可以實現(xiàn)使用光伏發(fā)電設(shè)施的發(fā)電成本不超過使用常規(guī)手段發(fā)電的成本。這其中，玻璃起到的作用越來越大。
　　為了實現(xiàn)太陽能發(fā)電產(chǎn)品的成本效益具有競爭性，太陽能產(chǎn)品必須降低價格。目前在歐洲，每瓦太陽能發(fā)電的成本由3～4歐元降到1歐元以下，這種降價趨勢也適用于玻璃行業(yè)。目前，厚膜模塊制造成本占玻璃成本約5％，薄膜組件的成本占1％~25％。
如果光伏產(chǎn)業(yè)成本減少2/3，考慮到玻璃價格保持穩(wěn)定，這相當于產(chǎn)品成本中玻璃的因素將增加3倍，即厚膜模塊成本占15％，薄膜模塊為45％～75％。
　　經(jīng)過多年發(fā)展，我國太陽能熱利用產(chǎn)品應(yīng)用已非常普及，并形成了比較完整的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈，國內(nèi)太陽能光伏發(fā)電市場也已開始啟動，起步良好。
　　據(jù)統(tǒng)計，我國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)規(guī)模已占到全球的78％，我國是世界上最大的太陽能集熱器生產(chǎn)國和使用國之一。2010年，我國太陽能熱水器保有量約達1.73億平方米，位居世界第一。目前，我國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)科技水平和產(chǎn)品質(zhì)量較高，應(yīng)用領(lǐng)域已涵蓋熱水、采暖、建材、印染、養(yǎng)殖等多個領(lǐng)域；生產(chǎn)裝備完善，工業(yè)化生產(chǎn)模式基本形成，并建立了現(xiàn)代化企業(yè)制度和多元化營銷模式，以及完善的標準化體系。
　　我國在“十二五”期間，將采取多項措施促進太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國內(nèi)光伏市場的穩(wěn)步啟動。一是繼續(xù)推廣利用太陽能熱水器，到2015年，我國太陽能熱利用面積將達到4億平方米。二是加大對太陽能發(fā)電技術(shù)研發(fā)的支持力度，建設(shè)國家級太陽能研發(fā)實驗中心，增加財政和企業(yè)的研發(fā)投入。三是穩(wěn)步啟動國內(nèi)太陽能發(fā)電市場，在太陽能資源豐富、具有荒漠和荒蕪?fù)恋刭Y源的地區(qū)，建設(shè)一批大型并網(wǎng)光伏示范電站；在城鎮(zhèn)推廣與建筑結(jié)合的分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)；在偏遠、無電地區(qū)推廣光伏發(fā)電系統(tǒng)或建設(shè)小型光伏電站。四是引導(dǎo)我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，加快光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新和進步，將其培養(yǎng)成為我國先進的裝備制造和新興能源支柱產(chǎn)業(yè)。
　　光伏玻璃市場需求與技術(shù)成本
　　光伏玻璃是太陽能電池中成本占比最大的輔材，主要包括晶硅電池所用超白壓延玻璃和薄膜電池所用TCO玻璃。光伏行業(yè)的高速發(fā)展將帶動相關(guān)輔材行業(yè)的成長。
　　超白壓延玻璃供不應(yīng)求將緩解。超白壓延玻璃是晶硅電池所用的蓋板玻璃，其鐵含量較普通浮法玻璃低很多，陽光透射率可達90％～92％。通過在玻璃原片上進行鋼化和鍍減反膜，還可以增加玻璃的強度和透光率，可提高電池的轉(zhuǎn)換效率。
　　據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，2011年全球光伏新增裝機量將達22.2GW，歐洲市場正逐步走向市場驅(qū)動，中國市場即將啟動，光伏實際裝機量可能大超預(yù)期。保守預(yù)計，我國太陽能電池產(chǎn)量占全球的55％，晶硅電池占其中的90％，2011年我國晶硅電池產(chǎn)量約11GW。
　　TCO玻璃技術(shù)門檻保障高利潤率。TCO玻璃是在超白浮法玻璃表面通過物理或化學(xué)方法鍍上透明的導(dǎo)電氧化物薄膜制成。預(yù)計2011年，薄膜太陽能電池占全球電池產(chǎn)量的18％，產(chǎn)量超4GW。若全部使用TCO玻璃，按每60W大約使用1平方米的TCO玻璃計算，2011年TCO玻璃的全球需求量約6700萬平方米。隨著國內(nèi)BIPV的推廣，非晶硅技術(shù)和CIGS技術(shù)的進一步成熟，國內(nèi)薄膜電池將面臨新一輪的高發(fā)展時期，TCO玻璃的國內(nèi)市場空間也相當可觀。
　　但由于TCO玻璃對透光率、厚度、導(dǎo)電能力等指標都要求苛刻，生產(chǎn)技術(shù)門檻較高，目前TCO玻璃工藝主要掌握在海外公司手中。此外，TCO玻璃鍍膜設(shè)備因技術(shù)難度高及投資成本高，被美國等少數(shù)廠商壟斷，國內(nèi)介入TCO玻璃生產(chǎn)的廠商現(xiàn)今還不多。目前，國內(nèi)TCO玻璃嚴重供不應(yīng)求，已突破技術(shù)難關(guān)的國內(nèi)企業(yè)，訂單飽滿，可在較長時間內(nèi)享受技術(shù)壁壘帶來的行業(yè)高利潤率。
　　光伏玻璃行業(yè)需求廣闊，但國內(nèi)企業(yè)面臨一定的產(chǎn)能增長過快、行業(yè)競爭加劇、部分技術(shù)難關(guān)尚未突破等問題，行業(yè)的波動性使超高的利潤率無法長期延續(xù)，值得光伏玻璃行業(yè)的商家關(guān)注。

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