О проекте   Перезентация   Каталог продукции   Новости   Статьи   Сотрудничество  
 

Рынок фотоэлектрических модулей 2006

Каргиев В.М. 

По материалам журнала Photon International

Рекордный рост производства фотоэлектрических модулей в 2004 году вызвал опасение, что в 2005 году объемы производства снизятся из-за отсутствия кремния. Однако производители запасли у себя на складах достаточное количество сырья для производства почти 2 ГВт мощностей фотоэлектрической продукции.

В 2005 году в мире было выпущено 8 7,7 МВт солнечных элементов. Это на 45% больше, чем в 2004 году (1256 МВт). Для сравнения - рынок вырос на 40%, 34% и 67% в соответственно в 2002, 2003 и 2004 годах.

Чем вызван такой рост производства? Где производители взяли столько кремния? Одно из объяснений - производители завышают объемы производства в своих отчетах. Хотя это может относиться и к предыдущим годам, в 2005 году оказалось гораздо больше неиспользованных производственных мощностей из-за дефицита кремния. Например, в конце 2004 года, Shell Solar заявило о планах производства более 100 МВт ФЭП в 2005 году. Реальное производство составило 59 МВт. Также, ряд компаний из Китая дают подозрительно высокие данные по объемам производства. Однако, даже если учесть, что декларируемые объемы процентов на 10 выше реальных, рост производства ФЭП впечатляет (рис.1). На рисунке 2 приведены данные по доле рынка первой десятки производителей в мире.

В 2005 году в мире выпускалось более 500 наименований фотоэлектрических модулей с мощностью 40 ватт и более. Всего производится более 200 наименований фотоэлектрических модулей. Это значительно больше, чем в предыдущем году, и связано с вводом в действие новых мощностей по производству фотоэлектрических модулей (в основном в Азии) и с повышением цены на фотоэлектрические элементы - производители используют любые элементы, которые они могут купить. Несмотря на такое большое разнообразие, на самом деле выбор достаточно ограничен. Зачастую заявленные производителями позиции не выпускаются. Спрос по-прежнему превышает предложение не только в Германии, но и в Италии, Испании, США и других странах. Наметилась тенденция в ограничении максимального размера фотоэлектрических модулей, чтобы модуль можно было легко установить одному человеку. Идеальная конфигурация - вес около 5 кг и размерами примерно 80* 60 см. Каждый производитель старается иметь модуль такого размера в ассортименте своей продукции.

Благодаря улучшению технологий производства фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), мощность модулей такого размера постепенно повышается от 160 к 200 Вт. С другой, стороны, вследствие дефицита кремния, сейчас можно найти модули, изготовленные из ФЭП невысокого качества. Такие ФЭП еще несколько лет назад были бы использованы только для садовых светильников. Также, вследствие недостатка кремния солнечного качества, в 2006 году новый толчок, скорее всего, получат технологии тонкопленочных модулей.


Тонкопленочные модули будут доминировать на новых рынках. На рынке Германии также ожидается крен в сторону тонкопленочных фотоэлектрических модулей вследствие постепенного снижения специальных закупочных тарифов на электроэнергию, производимую от фотоэлектрических станций, что ведет к стремлению уменьшить капитальные затраты. Основной производитель тонкопленочных модулей - американская фирма United Solar, которая произвела 22 МВт модулей из трехслойного аморфного кремния; в 2006 году объемы планируется увеличить до 30 МВт. Следующий крупный производитель тонкопленочных модулей - японская компания Kaneka, планирующая произвести до 40МВт гибридных модулей из аморфного и монокристаллического кремния.

Дефицит кремния начал сказываться и на производстве аморфных ФЭП. В 1999 году доля таких элементов на рынке составляла 12,3%, но в 2004 упала до 4,34%. Однако в 2005 году она поднялась до 4,7% с общей мощностью произведенных аморфных модулей 86 МВт.

 

 

Основные типы фотоэлектрических модулей, производимых в мире

Модули для интеграции в крыши.  Такие модули обычно выпускаются без рамки и поставляются в комплекте с конструкцией для установки на крышах. Такие модули выпускаются, например, швейцарской компанией Solar Megaslate.

Модули с использованием ФЭП«Сатурн» производства BP. Уникальная технология BP Laser Groove Buried Contact позволяет получать монокристаллические кремниевые элементы с микроскопической пирамидальной структурой, которая минимизирует потери на отражение и улучшает преобразование падающего под углом к поверхности элемента света. Дополнительно, металлические контакты расположены не на поверхности ФЭП, а в специальных желобках и намного тоньше, чем в обычных ФЭП. Этот метод используется более 5 лет и постоянно совершенствуется, что позволило достигнуть КПД ФЭП 18% . В модулях BP серии «Сатурн» КПД достигает 15,5%.

Тонкопленочные модули типа CSG (crystalline silicon on Glass) выглядят как модули из аморфного кремния, но на самом деле являются кристаллическими. Специальный технологический процесс позволяет наносить тонкий слой кристаллического кремния (около 2мкм) прямо на стекло (толщина «обычного» ФЭП составляет 200-300мкм). Контакты внедряются с использованием лазера и трафаретной печати. Первые фотоэлектрические модули, произведенные по такой технологии, имели КПД около 7%. Первые серийные модули ожидаются летом 2006 года.

Модули с поликристаллическими ленточными элементами. При производстве ленточных ФЭП кристаллы кремния не разрезаются проволочными пилами, а плавятся специальными струнами (технология Evergreen Solar). Либо применяются специальные способы выращивания кристаллов (Edge defined film-fed growth компании Schott Solar). КПД таких модулей ниже, чем обычных кристаллических модулей (не более 11,6%).

Тонкопленочные CdTe модули. 2 компании производят CdTe модули серийно. Это немецкая компания Antec Solar и First Solar LLC из США. Эта специальная тонкопленочная технология имеет большой потенциал для снижения стоимости фотоэлектрических модулей. КПД модулей достигает 9%. Содержание кадмия в модуле меньше, чем в обычной пальчиковой батарейке, и производители обещают принимать на переработку все произведенные ими «отработанные» модули. В 2005 году было произведено 29 МВт таких модулей, что составило 1,6% от общего производства фотоэлектрических модулей в мире.

Поликристаллические кремниевые модули. Это наиболее распространенная технология в мире. Такие модули отличаются на вид от остальных вследствие случайной структуры кристаллов элементов. Поликристаллические ФЭП имеют более низкий КПД, чем монокристаллический, а также менее стабильны во времени. Однако стоят дешевле и вследствие лучшего заполнения площади модуля, его КПД ненамного меньше, чем у модулей из монокристаллического кремния.

Тонкопленочные модули из аморфного кремния. Классический тонкопленочный модуль производится на базе аморфного кремния. В отличие от кристаллического материала, здесь нет структурированного положения атомов. Поэтому у аморфного кремния хуже полупроводниковые свойства и, следовательно, меньше КПД преобразования света. Однако для производства элементов необходимо гораздо меньше кремния и он может быть нанесен практически на любую поверхность - стекло, металл или другой материал. КПД элементов из аморфного кремния с одним слоем - около 6%. Доля модулей из аморфного кремния на рынке незначительна.

HIT элементы от Sanyo. Hetero Junction with Intrinsic Thin Layer (гетеропереходы с внутренним тонким слоем) элементы от Sanyo имеют рекордную эффективность. КПД достигает 16,8 % в серийных модулях. В HIT элементах электронные дырки проходят через различные материалы. N-легированная монокристаллическая пластина покрыта тончайшим слоем нелегированного аморфного кремния с 2-х сторон (intrinsic layer). Снаружи элемент покрыт p-легированным слоем аморфного кремния, а с задней стороны - n-легированным слоем аморфного кремния. Максимальная мощность модулей HIT составляет 270 Вт.

Стандартные монокристаллические модули. Такие модули дороже, поэтому менее распространены, по сравнению с поликристаллическими модулями. Однако их КПД выше. В настоящее время производится модули из псевдоквадратных элементов. Монокристаллические фотоэлектрические модули имеют важное преимущество - практически не ограниченный срок службы (первые фотоэлектрические станции на монокристаллических модулях работают более 20 лет без существенного изменения параметров).

Модули с задней контактной сеткой. Американский производитель солнечных элементов SunPower выпустил ФЭП из кремния с рекордным КПД - 2 %. Модули, сделанные из этих элементов имеют КПД до 17,7% и являются одними из самых мощных. Солнечные элементы A-300 сделаны из монокристаллического кремния высочайшего качества; их поверхность, как и у элементов BP «Сатурн», имеет пирамидальную структуру. Более того, все контакты находятся с задней стороны, поэтому вся поверхность элемента используется для преобразования энергии света. SunPower разработала очень продвинутую технологию, которая позволяет поместить как положительные, так и отрицательные контакты на задней стороне элемента. Этот элемент, который требует для изготовления сложного технологического процесса, также известен как Point Contact Cell (элемент с точечным контактом). Кроме SunPower, ФЭП немного другого дизайна с контактами на задней стороне производят Photovoltech и Q-Cells. Известно, что Sharp тоже работает над созданием такого типа элементов.

CIS модули. Основные ингредиенты CIS модулей - медь, индий, селен, и иногда галлий (тогда элементы обозначаются как CIGS). CIS имеют наибольший КПД в группе тонкопленочных ФЭП (до 11% в модуле). Несколько компаний уже заявили о готовящемся в этом или следующем году серийном выпуске CIS модулей с общей мощностью до 62 МВт. В 2005 году, однако, было выпущено 3,5 МВт таких модулей, что составляло 0,2% от общего производства фотоэлектрических модулей.

Общая тенденция в производстве фотоэлектрических модулей - увеличение доли тонкопленочных модулей. Если до 2004 года модули из кристаллического кремния составляли 94,2% от общего производства модулей, в 2005 году их доля начала уменьшаться и составила 93,5%. Модули из монокристаллического кремния составляли 38,3% рынка, а из поликристаллического - 52,3%.

Бюллетень "Возобновляемая Энергия", выпуск за февраль 2006 г.

подписаться на рассылку

 



 
 
   
© Solar City, 2006,
Солнечные технологии,
Все права защищены.
Правила и Условия
OOO Solar Master
Узбекистан, г.Ташкент
ул. Бобура 61


посетителей сегодня: 85
посетителей всего: 306795

Solnca Studio
разработка сайта

heliotechnology solar technology Гелиотехнология Солнечная энергия солнечные батареи преобразователи энергии возобновляемые источники энергии energy source revolving ecology экология гибридный двигатель солнечные водонагреватели солнечные панели quant solar company светильники и фонари на солнечных батареях солнечный водонагреватель фонари на солнечных батареях вакуумные солнечные коллектора солнечные элементы производители вакуумные водонагреватели знаки дорожной разметки на солнечных батареях производителей фотоэлектрической продукции альтернативная энергетика казахстан китайские солнечные водонагреватели украина светильники на солнечных батареях солнечные вакуумные коллектора солнечные концентраторы солнечные панели sharp kyosera шетский ветроустановки вентилятор на солнечных батареях водонагреватели использующие энергию солнца гелиоконцентраторы зарядное устройство на солнечных батареях как сделать в домашних условиях солнечные батарейки