光伏玻璃的应用与市场(上)

来源:    日期:2011-8-13    浏览次数2667
国内光伏玻璃生产企业的发展 太阳能光伏玻璃是太阳能电池产业中一个重要的新兴配套产品,它随着光伏行业的发展而逐渐壮大。目前国内光伏玻璃生产企业的发展
      太阳能光伏玻璃是太阳能电池产业中一个重要的新兴配套产品,它随着光伏行业的发展而逐渐壮大。目前,国内一些大企业开始介入太阳能电池玻璃生产领域,单条生产线的生产能力在日产250~500吨。据了解,我国光伏领域玻璃的需求量以每年50%的速度递增,2010年已超过2500万平方米,太阳能电池玻璃市场前景非常广阔。从发展趋势看,我国将成为未来太阳能电池玻璃重要的生产基地。
      我国太阳能玻璃的生产起步较晚。目前国内能够生产低铁(超白)玻璃(含压延超白玻璃)的生产线已经有10多家,分布在山东、江苏、上海、浙江、广东、河南等地区,拥有20多条生产线,实际产能约日产3000吨左右。其中山东、江苏、上海、浙江、广东等地的产品大部分出口荷兰、德国、日本、韩国、泰国和我国台湾地区,在国内基本直接出售原片给其他加工玻璃商的市场正逐步上升。
      就目前国际市场而言,世界上只有美国PPG、法国圣戈班、英国皮尔金顿、日本旭硝子、比利时Glaverbel等少数企业能够生产质量优异的低铁超白太阳能玻璃,但产量无法满足全球日益增长的市场需求。
      太阳能光伏玻璃的分类与应用
      光伏玻璃分类。用于太阳能电池的光伏玻璃基片,一般包括超薄玻璃、表面镀膜玻璃、低铁含量的(超白)玻璃等类型。根据使用的性质和制造方法不同,光伏玻璃又可分为3种产品,即平板型太阳能电池的盖板,一般为压延玻璃;在平板玻璃表面镀上通常厚度只有几微米的半导体材料制成的薄膜电池导电基片;集热式光伏系统使用的透镜或反光镜类的玻璃。这3种产品的特性和作用完全不同,其附加值也有很大的差别。
      如今应用最广的太阳能光伏玻璃是高透光率玻璃,它是低铁含量的玻璃,也就是我们俗称的超白玻璃。铁在普通玻璃中属于杂质(吸热玻璃除外),铁杂质的存在,一方面使玻璃着色,另一方面增大玻璃的吸热率,也就降低了玻璃的透光率。
      玻璃中的铁是由原料本身、耐火材料或金属材质的生产设备等引入的,不可能完全避免。人们只能通过生产控制尽可能减少铁在玻璃中的含量。目前,太阳能电池玻璃的铁含量在0.008%~0.02%之间,而普通浮法玻璃的铁含量在0.7%以上,低的铁含量杂质可带来高的太阳光透过率。就国内应用最多的3.2mm厚和4mm厚玻璃而言,太阳光可见光透射比一般达到90%~92%。
      太阳能光伏玻璃作为太阳能装置的最重要组件之一,要求玻璃板必须高度透明,因此对用于生产太阳能玻璃的硅质原料中含铁量要求十分严格,Fe2O3含量一般在140~150ppm。
      光伏玻璃的应用。据报道,世界上最早采用透明平板玻璃作基板研制应用于太阳能电池的国家是德国。德国科技人员将这种板状的太阳能电池作为窗玻璃安装在建筑物上,它可将摄取的电能直接供给住户使用,多余的电能还可输入电网,这种最初的太阳能电池用玻璃的开发利用,不久后被美国及日本等国所重视,由此加快了用于太阳能的低铁、超薄玻璃的研制开发与应用的步伐。
      TCO镀膜玻璃的特性及种类
      TCO玻璃是一种镀有导电膜的光伏玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,它是在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜。TCO玻璃首先被应用于平板显示器中,现在ITO类型的导电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。近几年,晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展。目前,薄膜太阳能电池占世界光伏的市场份额已超过10%,光伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件,市场需求迅速增长,已成为高科技镀膜玻璃产品。
      在太阳能电池中,晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片表面的导线,前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了。薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导电薄膜上镀制一种半导体膜,再镀制背电极。
      光伏用TCO玻璃的发展前景。当光伏产业以连续5年近40%的速度向前发展时,主流产品晶体硅太阳能电池的上游原材料多晶硅的供给出现了空前的紧缺。多晶硅价格从2003年的24美元/公斤上涨到目前现货价格超过300美元/公斤。与晶体硅太阳能电池相比,薄膜太阳能电池具有弱光应用性强及形状可塑性强等特点,晶体硅价格的上涨无形中推动了薄膜太阳能电池的发展。目前,薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10%,伴随着多晶硅价格的走高,薄膜太阳能电池的发展有望进一步加速。
      由于薄膜电池的转化效率各不相同,我们以主流的非晶硅为计算依据,折合每平方米的电池标称功率为50瓦,也就是说,每50瓦的电池将使用1平方米的TCO玻璃。据此可以计算出,2007年世界上光伏产业对TCO玻璃的需求为700万平方米。这一数字看似不大,但正是由于TCO玻璃生产技术的高端性,导致目前世界上的主要供应商仅有两家。随着太阳能电池产业超过50%的年增长率,产品已经开始供不应求,每平方米售价达到了20美元以上。
      据有关权威机构预测,薄膜太阳能电池将继续保持高速增长。目前,多家厂商和研究机构正在进行TCO玻璃产业化的过程,产量将会不断扩大,高性能的新型产品也将不断推出。正是由于薄膜太阳能电池的飞速发展,使目前光伏用TCO玻璃在市场上变得非常紧俏。在导电玻璃的领域中,光伏TCO玻璃有着独特的性能要求,这些特性指标与太阳能电池的输出特性密切相关。可以说,薄膜太阳能电池的发展将在一定程度上依赖于光伏TCO的改进程度。能源的紧缺促进了光伏产业的发展,也必将拉动光伏TCO玻璃产品的市场需求。
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