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自1960年人类第一次将光伏发电并入电网,至今光伏行业已然发生翻天覆地的变化,光伏发电已成为极其重要的清洁能源。硅元素是最基础的、应用最广泛的光伏发电材料,它在地壳中的含量占比超过26%,是仅次于氧的第二大元素,足够为人类光伏事业提供源源不断的原料支撑,未来硅材料将成为人类摆脱能源和环境危机的重要依托。
那么问题来了,硅材料是什么时候开始用于发电的呢?
早在1839年,法国科学家贝克雷尔就在液体中发现了光生伏特效应。直到20世纪,人们才发现硅具有光电响应的性质。1950年,科学家蒂尔和里特尔将切克劳斯基在1917年发明的拉晶技术应用于硅单晶的生长,这种拉晶技术已经成为现代生产高质量硅单晶的主要方法。美国科学家恰宾和皮尔松于1954年在贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池,4年后首次在太空应用。
然而在那个年代,以半导体工艺为基础的单晶生长技术产能极其有限,单晶电池成本居高不下,人们想尽一切办法扩大晶体产量,最有效的方法就是扩大硅料生长的炉体空间,在直拉单晶炉技术瓶颈未解的情况下,开始尝试浇铸工艺和定向凝固工艺制造晶体硅,多晶铸锭应运而生,然而它的晶体结构始终是无数单晶颗粒的拼接状态,高位错密度、高杂质含量的特征使得多晶电池转换效率无论如何也达不到单晶电池的水平。其后20年时间内,人们不断改良多晶铸锭工艺,提高单晶颗粒在铸锭中的面积比例以降低位错密度,降低杂质含量。里特尔经过多年研究证实,多晶硅材料的少数载流子寿命永远是大大低于单晶硅材料的。
1976年,德国瓦克公司采用多晶铸锭的切片成功制成商用太阳能电池,虽然发电效率偏低,且长期衰减性能较差,但明显的成本优势仍为它打开了一片新市场。此后,多晶铸锭相对单晶的市场份额逐渐上升。
20世纪80年代初,各国开始建设千瓦级乃至兆瓦级光伏电站,由于投资巨大,为了保证电站质量,人们普遍选择可靠的单晶电池组件。30多年后,人们回顾那时的老电站发现,单晶材料的可靠性的确经得起岁月考验。1982年欧洲第一个10KW单晶并网系统在瑞士建成,到目前为止年均衰减率仅0.4%;1984年,加州1MW单晶荒漠电站建成,在极其恶劣的环境下年均衰减率仅0.9%,同年兰州10KW单晶系统建成,年均衰减率0.37%;中科院电工所近期组织的“寻找中国最美光伏老组件”活动在云南、西藏发现了稳定运行30年以上的组件,全部是单晶材料制成;1994年宁波最早的单晶光伏电站到今天为止总功率衰减了13.1%;1997年德国西门子供应的单晶组件用于兆瓦级屋顶项目建设,目前平均年衰减0.4%。
进入90年代后期,人类对光伏发电的需求开始加速,到1999年全球累计光伏装机突破1GW,其后以每年40%左右的速度增长,2004年新增容量即超过1GW。在这一时期,多数企业认为单晶工艺本身的复杂性导致其产能难以快速扩张,而多晶铸锭依靠标准化的自动生产设备以每年60%以上的速度扩产,迅速满足了全球光伏市场爆发式增长的需求。在2007-2011年“赚快钱”的年代,多晶铸锭年均产能增速甚至接近100%,大大超过市场需求增速光伏制造业最难熬的几年间,企业纷纷放弃了新建扩产项目的步伐,有实力的企业开始沉下心来加大研发投入,国内主要单晶企业致力于在不扩大固定投资的情况下提高现有设备的生产能力,不断刷新单炉产量,使欧洲、日本、韩国等不具备竞争力的单晶企业淘汰出局,另一方面,主流单晶电池企业通过各种新技术的应用进一步扩大相对多晶电池的发电效率优势;多晶铸已经遭遇技术天花板,每公斤单位成本下降空间有限,在金刚线切片领域找不到突破点,薄片化已被单晶拉开差距。此时,唯一的研发方向是提高多晶电池发电效率,一种被称为“准单晶”的“新概念技术”被提出,一个名曰“凤凰光伏”的企业宣传密集,昱辉、保利协鑫等主要硅片企业均上马“准单晶”,通过铺设籽晶来大规模生产类似单晶结构的晶体,期待凭借多晶铸锭设备超大产能优势实现单晶的批量化供应,仅仅2年后,这种“新概念技术”就被证实走了历史的老路,几乎无主要电池厂商使用“准单晶”做电池材料,国内几乎没有大型电站开发商使用“准单晶”组件。其实早在20世纪七、八十年代,BP、GT等多晶铸锭先驱早已试用并证实了铸锭技术生产单晶是不可行的,并且在产品性价比方面还不如普通的多晶铸锭。
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11月4日,通威股份2024年第三季度业绩说明会召开,董事长兼CEO刘舒琪、独立董事傅代国、光伏首席技术官邢国强、财务总监周斌、董事会秘书严轲参加,以数据和战略回应市场和行业的关心关注。其中,通威股份股友提问:传闻11月份会有限制光伏各环节产能利用率的政策出来,公司是否有听说?董事会秘书严轲
10月31日,大全能源发布公告称,公司董事会于近日收到董事、总经理、核心技术人员王西玉先生递交的书面辞职报告。因工作岗位调整,王西玉先生辞去公司董事、总经理及专门委员会委员职务。辞职后,王西玉先生仍在公司担任其他岗位职务,仍属于公司核心技术人员。同时,经公司董事会提名,提名委员会审核
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10月30日,合盛硅业公布第三季度业绩报告。对于年初至报告期末归属于上市公司股东的净利润等变化情况,公告显示,主要系前三季度工业硅及有机硅产品销售价格下降;光伏产业链相关产品部分产能释放,由于该等产品市场价格下降,计提跌价导致利润减少。合盛硅业主要产品的产量、销量及收入实现情况(不含
过去五年,是光伏技术迭代最快的时期,也是光伏企业竞争最为激烈的时期。除跨界新秀不断涌现外,部分老兵陆续离开老东家开辟新天地。新“创一代”们在头部企业有十余年的工作经历,资历深厚,专业技术过硬。个别企业还拉到地方国资入股,资金实力不容小觑。“单飞”数年后,光伏新“创一代”们,现状如
工业硅据海关数据,2024年9月份工业硅出口6.52万吨,环比增加0.63%,同比增加27.11%。主要原因:一是在欧盟进行可再生能源的转型策略下,欧洲光伏市场将持续蓬勃发展;二是巴西干旱严重,导致电力供应不足,部分硅厂生产受到影响,产出减少,部分国家转而进口中国工业硅,中国工业硅出口量维持高位。分
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前三季度,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,全省坚决贯彻落实党中央、国务院决策部署和省委、省政府工作要求,坚持稳中求进工作总基调,锚定“3815”战略发展目标,一体推进资源经济、园区经济、口岸经济协同发展,坚定不移推进市场化、产业化、法治化、生态化、数字化进程,难中求进、干中求
10月21日,四川省统计局发布2024年前三季度四川经济运行数据。根据地区生产总值统一核算结果,前三季度四川地区生产总值为45441.82亿元,按不变价格计算,同比增长5.3%,高于全国水平(4.8%)。其中,第一产业增加值为5082.57亿元,增长2.8%;第二产业增加值为15801.13亿元,增长5.6%;第三产业增加值
10月18日,道琼斯旗下公司OPIS介绍了全球硅料价格趋势。全球多晶硅指标(GPM)是中国以外多晶硅的OPIS基准,本周估价为22.068美元/公斤或0.050美元/W,与前一周持平。10月1日,美国商务部宣布了一项初步决定,对来自越南、柬埔寨、马来西亚和泰国的太阳能电池和组件征收补贴反补贴税,税率从0.14%到292
A股从来不乏火中取栗者。一家本部生产线全部停产的上市公司却罕见录得六连板,公司称无应披露却未披露事项,这也引得深交所关注。深交所表示,关注到天龙光电在2018年度财务报告上被出具了带持续经营重大不确定性段落的保留意见的审计报告,截至2019年一季度末累计未弥补亏损达95,665万元,账面净资产
5月22日消息,天龙光电控股股东常州诺亚科技有限公司所持股份全部被冻结。公告显示,2019年5月21日,常州诺亚所持2000万股冻结期从2019年5月21日延长至2021年5月16日。截至5月22日,常州诺亚共持有公司股份4378.8606万股,占公司总股本的21.89%,其股份被冻结后处于冻结状态的股份数量4378.8606万股,
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中国光伏产业经历了风风雨雨几十年,无论是技术,还是成本都经历了翻天覆地的变化,随着市场对于高效率太阳能电池的需求,多晶硅铸锭工艺也在一丁一点的发生着变化,作为电池片原材料的源头,多晶硅铸锭所扮演的角色也就不言而喻了。铸锭是将各种来源的硅料高温熔融后通过定向冷却结晶,使其形成硅锭的
摘要:太阳能光伏产业多晶硅片大多来源于定向凝固多晶铸锭方法。定向凝固多晶硅锭中心区硅棒底部常出现阴影区域,对多晶硅锭的品质及铸锭得料率有一定的影响。经实验研究分析,中心硅锭底部出现阴影的原因是在晶体生长初期,打开隔热笼,边角长晶速度相对比中心长晶速度快,固液界面呈凹状,熔体中杂质
11月16日,东营市科技成果鉴定会议暨东营市科技成果转化项目验收会议在大海新能源办公楼会议室举行,与会人员有山东理工大学、山东省科学院新材料所研究院、中国石油大学(华东)等多家科研院所的专家,东营市、广饶县科技局的领导也参加了验收活动。会上,大海新能源研究人员就铸锭掺镓降光衰技术研究
从最初上市即被外界看好为中国光伏装备业的未来之星,到如今忙着力求保壳,7年不到的时间里,江苏华盛天龙光电设备股份有限公司(以下简称天龙光电)似乎坐了一趟过山车。日前,天龙光电发布业绩预告,公司预计2016年1~9月份归属于上市公司股东的净利润-3000万至-2500万元。值得注意的是,这已经是公司
8月18日晚间公告,公司收到新疆维吾尔自治区高级人民法院伊犁哈萨克自治州分院(2016)新40民初85号、(2016)新40民初86号、(2016)新40民初87号共计三份传票及民事起诉状。三起诉讼事项涉及金额本金3800万元。新疆维吾尔自治区高级人民法院伊犁哈萨克自治州分院要求公司2016年8月8日到新疆维吾尔自
8月2日,天龙光电发布《关于实际控制人将发生变更的进展公告》称,陈华将以现金收购上海晶美、胡小星持有的北京灵光股权,陈华已依照协议约定完成了股权转让款的支付,本次股权交割完成后,其将成为公司实际控制人。值得注意的是,北京灵光在2015年初曾对天龙光电控股股东常州诺亚增资1.1亿元,帮助天
美国扩大了《芯片与科学法案》下半导体晶圆生产的定义,太阳能硅锭和硅片制造也将纳入48D条款的税收抵免范围。美国财政部近日发布的《先进制造投资税收抵免》(CHIPSITC)最终规则中,将太阳能硅锭和硅片制造纳入税收抵免范围,为美国光伏制造业的垂直整合带来了重大推动。该规则将于2024年12月23日生
北极星太阳能光伏网获悉,近日,挪威硅片制造商NorSun宣布将在美国俄克拉荷马州塔尔萨新建一座5GW硅锭和硅片制造厂。据悉,新工厂位于塔尔萨市,计划投资额6.2亿美元,工厂预计将在2024年底开始建设,在2026年投入生产,预计可以320个直接就业岗位。目前,NorSun已经选定了一处准备就绪的占地约60英亩
土耳其光伏制造商KalyonSolarTechnologies本周举行了其安卡拉吉瓦工厂的开工仪式,总统埃尔多安(RecepTayyipErdogan)出席了开幕式。这家垂直整合工厂将进行太阳能硅锭、晶片、电池和组件的制造,初始产能为500兆瓦,未来将增至1吉瓦。这座1GW的太阳能发电厂耗资10亿美元,其安卡拉工厂的投资额为4亿美
在过去的几年中,太阳能电池板的价格暴跌,导致太阳能安装率大大高于大多数分析师的预期。但是,由于大多数节省成本的潜在领域已经被推到了极致,要想进一步降低成本变得越来越具有挑战性。现在,麻省理工学院和美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员概述了进一步削减成本的途径,这次是通过减薄
我叫刘志强,现任英利绿色能源硅片制造部经理,见证了英利第一块也是中国第一块240公斤多晶硅锭的出炉。(来源:微信公众号“光伏”ID:pvmagazine)2003年2月,刚入职英利的我还是一名光伏小白,当时,车间里已经引进了3台HEM多晶铸锭炉,那是中国最早的也是中国境内唯有的HEM多晶铸锭炉。由于设备及
中国太阳能制造商Solargiga今天在未经审计的上半年业绩发布前发布盈利预警。在8月30日星期五的董事会会议上宣布这些数据将会公布,铸锭,晶圆,电池和模块制造商警告投资者要承担比去年同期人民币1.04亿元(1480万美元)亏损更大的损失。虽然这家总部位于香港的公司强调今年推迟宣布北京新太阳能政策作
日本科学家在近日于韩国釜山召开的第二十五届太阳光发电国际会议上宣布,日本科学技术振兴机构中岛公式一雄领导的一个研究小组首次利用50厘米直径的标准石英坩埚,制作出40厘米直径以上的高品质硅铸块单晶体。目前的太阳能电池大部分是硅基电池,但其核心部分的硅结晶体品质较低且成本较高。太阳能电池
台湾最大的硅片生产商绿能科技(GET)日前与另一家台湾生产商旭晶(Eversol)针对硅锭生长以及硅片切片签订一份外包协议。绿能科技表示,其将从旭晶收购总计约1GW的多晶硅片,同时保留其2GW内部产能。绿能科技表示,该公司是世界第三大独立硅片生产商。该公司还指出,其正在寻求更多生产合作伙伴,并且将为
SolarWorld正计划在德国阿恩施塔特前博世(Bosch)太阳能生产设施增加总计500MW的单晶硅锭产能,并将该地点所有700MW太阳能电池生产升级到下一代钝化发射极背面电池(PERC)技术。据说该阿恩施塔特工厂引进单晶硅锭生产将在该工厂已经聘请八百三十人的基础上创造额外六十个就业岗位,据说其以满负荷运营。预计将于2015年第二季度开始提升硅锭产能。SolarWorld位于弗赖贝格的生产厂,配备硅片切片设备,将硅锭转换为硅片。SolarWorld数年来一直参与研发计划,并且从德国机构获得资金来大幅降低单晶提拉法单晶硅锭生产的成本。开发工作包括更大硅
(一)退火降温退火指提供一个环境使硅锭的温度以一个缓慢的速度趋于一致,并保持一段时间。退火可以消除硅锭内部的应力,还能把长晶过程中存在的位错等缺陷给与一定程度的消除,使得晶体不容易碎裂。即便长晶很顺利,退火不当也会造成硅锭的破裂。对于下一步要进行切片用的铸锭来说,破裂就等于废品。如果仅仅是提纯而不需要铸锭,一个完整的硅锭也比破裂的规定便于处理,如去顶部和边皮等。因此,退火过程绝对不能忽视,不能因为长晶已经完成,到这个时候就大意处理。长晶完成后,由于顶部温度较高,因此,需要保持温度慢慢降温。通常,使功率从结晶时的功率按照一个很定的速率下降,同时,将保温体
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