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在中国发展光伏产业，首先要攻克太阳能电池的难关。先进行粗硅提炼，然后制造晶体硅；要将产自西北戈壁荒漠的电“送出去”，还得靠超高压输电技术；且光伏发电要进行精准预测，不只是天气预报。
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　　出品| 网易新闻学院　　作者| 铁流　　在2016年末，国际能源署（IEA）报告称，光伏发电市场在2016年中增长了四分之一，而中国生产了40％的世界太阳能电池面板，是美国的两倍。同时，在2015年中国成为全球最大太阳能装机市场。　　说到光伏产业，很多人都认为这是“高污染、高能耗”的产业，说光伏发电成本太高得不偿失，没有政府扶持立马玩完。　　那么，究竟光伏发电能脱离政府补贴实现商业化运转呢？中国光伏产业是怎么崛起的？又有哪些关键技术呢？　　（一）光伏电价有望与煤电齐平？尚需时日　　早在1839年，法国科学家贝克勒尔就发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。然而，第一个实用单晶硅光伏电池直到1954年才在美国贝尔实验室研制成功，从此诞生了太阳能转换为电能的实用光伏发电技术。　　上世纪60年代伊始，光伏发电和太阳能电池在美苏太空竞争中发挥了重要作用，成为卫星等航天器的重要能源。90年代开始，中国开始大力发展光伏产业。　　而且随着技术的进步，能耗也在下降，就以能耗最大的提纯高纯硅料和铸锭来举例，以前生产一公斤硅料要用电200度，现在降到60度左右；五年前用的炉子来铸锭，一次100公斤，每公斤用电20度，现在的炉子更大也更先进，一次800公斤，每公斤用电6度......　　现在的新疆、甘肃的光伏电价成本已经低于天然气电站了，在2-3年后，光伏电价有望跟煤电平齐。　　光伏发电有望成为世界是最廉价的清洁电力来源，不过，降低成本、回收成本还需要一个过程，光伏发电的电价要与煤电持平，尚需时日。　　（二）那么，光伏究竟怎么来发电？　　硅基光伏发电，简单说就是构建了一个N型半导体和P型半导体——PN结，中间形成了一个W区，而且P区的洞穴和N区的电子向对方扩散形成了自建电场Ei。空穴又叫电洞，在固体物理学中是指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下了空位，你可以理解为“带正电”。　　（光电效应示意图）　　这个W区可以调节电势平衡、阻止刚刚说的扩散，同时又能吸引P区的电子和N区的洞穴，这时候带有电荷的物质微粒比较少，很难形成电流输出电能。但是当光照射到PN结时，光子与电子碰撞，就会加速上述的“吸引”过程，形成与内建电场Ei方向相反的光生电场Eph。　　既然方向相反，那么这个光生电场一部分用来抵消内建电场，同时呢，也会在N区和P区之间的薄层产生光生电动势差，再通过连通外部电路，自然就产生了电流，输出电能。将众多这样小的太阳能光伏电池单元组合在一起构成光伏阵列，就会在太阳能作用下输出一定电压和电流电能。　　（三）发展光伏产业，首先要攻克太阳能电池的难关　　太阳能光伏发电显然是将太阳能转化成电能了，它是利用太阳能电池的光生伏打效应，直接把太阳辐射能，包括直接辐射、散射辐射、反射辐射等，转化为电能。　　那么，要发展光伏产业，就必须能制造太阳能电池，而太阳电池可以分为薄膜太阳能电池和晶体硅太阳能电池两种，目前市场上的主流是晶体硅太阳能电池，90%的市场份额都是晶体硅太阳能电池占据。所以，要发展光伏产业，首先要解决的是制造晶体硅太阳能电池。　　125单晶硅 太阳能电池片　　首先，要进行粗硅提炼。　　由于粗硅的提纯类似于炼钢，是用焦煤还原石英砂，其化学反应方程式为：SiO2 + C = Si + CO2。这个过程虽然会有一定污染，但由于化学反应的产物是二氧化碳，对环境造成的污染也不至于像媒体炒作的那么吓人。　　其次，是制造晶体硅。　　在获得粗硅后要进行提纯，一般采用改良西门子法，或者采用国内自主研发的GCL法。GCL法是改良西门子法的进一步改进，主干工艺流程是基于改良西门子法的，但在一些关键环节进行了重新设计，相对于改良西门子法显著降低了单位能耗，这样一来，进一步削减了成本。　　在通过上述两种方法制取高纯硅料后——通常纯度在99.9999%以上（6个9）。如果将高纯硅料熔化后直接浇铸成立方硅锭，就得到了多晶硅。如果将高纯熔化后通过提拉法获得单晶，就得到了单晶硅。　　目前，由硅料浇铸成多晶硅锭，每公斤约需要消耗6度电；由硅料提拉成单晶硅，每公斤维需要消耗30度电。　　也就是说，多晶硅材料的成本低于单晶硅材料。不过从性能角度看，因为单晶硅的内部缺陷较少，单晶硅太阳能电池的光电转化效率高于多晶硅太阳能电池，通常高两个百分点左右。性能好的成本高，不过两者都可以用于制造晶体硅太阳能电池。　　（四）光伏发电是绿色能源，那污染源自哪里？　　虽然光伏发电本身属于绿色能源，但硅基太阳能电池生产的能耗需要相对于全寿命期发电量具有显著效益，才能达到光伏发电的初衷，而中国在政府扶持下的长期光伏产业投入，通过规模效益降低成本和制造能耗，才让相关的效益得以产生。　　再次，是降低对环境的污染。在多晶硅的生产过程中，往往要以氯化氢和冶金级工业硅为原料，制取三氯氢硅，再利用三氯氢硅进行氢还原，生产出多晶硅。因而会产生大量四氯化硅等有毒有害物质。　　以前由于控制不好，容易有四氯化硅泄漏，由于四氯化硅毒性比较大，会导致较严重的后果。而要应对四氯化硅泄漏，办法是实现闭环生产。同时，先以四氯化硅一部分加氢形成TCS继续循环反应，剩下的有毒有害物质通过碱液中和，或者利用四氯化硅生产其他化学品。　　（五）产自西北戈壁荒漠的电要怎么“送出去”？　　光伏并网发电原理图　　最后，是光伏发电的储能和输送。在太阳能电池将太阳辐射的能量转变为电能之后，要做的就是将电能存储和输送出去。毕竟中国最适合部署光伏发电的是西北的戈壁荒漠地区，而当地地广人稀，对能源的消耗非常少，而长三角、珠三角等经济发达地区对能源消耗大，但这些经济发达地区寸土寸金，而且气候和地理条件的限制也不适合大规模部署光伏电站。这时候就需要超高压输电技术。　　（六）这要是阴天了，光伏发电还能进行吗？　　光伏发电实际应用中非常挑战的问题就在于并网，光伏发电受天气因素影响较大，对于电网的系统不稳定，尤其是规模较小的光伏发电，不能满足当地全部电力需求。由于光伏发电储能的技术障碍以及发电功率的波动，用户必须接入传统电网，因此用户需要承担的是光伏发电和传统电网接入的双重费用。　　而工业用户对用电稳定有极高的要求，因此传统电网的容量依然必须覆盖全部用电需求，以保障任何极端情况下的用电需求，这更造成了光伏发电并不能减轻传统电网建设需求。所以，需要运用智能电网（Smart Grid）管理算法进行电力调度，才能显著让光伏发电产生效益和减轻传统电网建设需求。　　太阳能电池方阵　　（七）中国青海龙羊峡坝光伏电站　　今年年初，美国NASA曾披露过通过卫星观测对比了中国青海龙羊峡坝光伏电站从日至日的建设对比。　　日卫星图　　日卫星图　　龙羊峡坝光伏电站与相邻的龙羊峡水电站正好组成了“水光互补”的发电系统，并且集中建设便于发电精准预测以及并网管理。中国的光伏发电预测技术采用了综合算法，包含历史统计分析、人工智能判断、气象站/卫星观测数据链等内容。　　太阳能清洁机器人　　中国光伏产业，涉及到硅基光伏、有机半导体、智能电网、天气预测、信号处理算法、超级计算机等各项技术，不过要想使光伏发电成为家家户户的标配“电器”，恐怕尚需时日。　　作为世界上认知度最高的标签，中国制造（Made in China）正寻求战略升级。「了不起的中国制造」专栏，力邀行业权威、资深玩家，呈现他们眼中的中国创新之路。　　投稿请联系newsresearch_，稿件一经刊用，将提供千字800元的稿酬。　　--------------　　编辑| 于冉帝
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中国企业已停止销售光伏系统与发电站或停止光伏系统方面的投资
中国企业已受到欧洲市场需求疲软以及行业激烈价格竞争的不利影响。鉴于有限的现金与现金等价物，据报道一些中国企业已停止销售光伏系统与发电站或停止光伏系统方面的投资。
&&& 据中国媒体报道，中国企业海润光伏开支上涨，需求缩减。市场观察者认为倘若海润光伏能够实现规划销售其在一系列太阳能发电项目上的投资，该企业的利润有望于2012年下半年或2013年呈增长趋势。
&&& 业内人士表示，美国市场业务的展开越来越困难是&囊中羞涩&的中国太阳能企业削减光伏系统投资金额的原因之一。企业还担心欧盟对中国光伏企业设置贸易障碍。
&&& 中国太阳能企业一直在裁员以降低生产成本。据业内人士透露，目前中国大量太阳能产能已处于闲置状态。
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分享至好友和朋友圈中国光伏业“十三五”规划8年内不停止补贴
　　每日经济新闻(,)记者 查道坤
　　在10月12日举行的2015中国光伏领袖峰会上，关于光伏产业的“十三五”规划，工信部电子司电子基础处副处长金磊表示，正在制定的中国制造2025相关文件以及“十三五”规划将对光伏产业进行重新布局，同时加速推动产业的创新，并进一步调整、完善相关的补贴等政策。
　　关于光伏补贴是“十三五”规划的一个重点，目前已经拖欠光伏企业的补贴超过100亿元。对此，国家能源局和可再生能源司副司长梁志鹏称，拖欠的光伏补贴会尽快发放，光伏补贴未来8至10年不会停，但是补贴会有所倾斜，重点发展分布式光伏。
　　在经历欧美等国的“双反”之后，我国的光伏产业已经逐步回暖。根据光伏产业协会的统计数据显示，今年前三季度，光伏制造业总产值超过2000亿元，同比增幅达30%。而光伏发电新增装机约10.5GW，同比增长177%。
　　不过，也出现了不少光伏企业负债率高企、资金链断裂迹象。对此，光伏行业专家赵玉文对《每日经济新闻》记者说，“虽然目前行业整体前景向好，但可再生能源补贴发放不及时、不到位已成为影响光伏企业发展的重要因素，甚至形成三角债，对整个产业链产生负面影响。”
　　据记者了解，到去年底，可再生能源基金对企业的补贴已拖欠170亿元，“最长的已拖欠2年，加上今年上半年的拖欠，估计已累计拖欠200亿元。”梁志鹏在此次峰会上表示，补贴会尽快发放，但难定具体时间。
　　根据统计数据显示，截至今年6月底，全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦，其中光伏电站3007万千瓦，分布式光伏571万千瓦，光伏发电装机已完成十二五3500万千瓦的目标。
　　而根据最新公布的《能源发展战略行动计划》确定2020年的太阳能发展目标，加快建设分布式光伏发电应用示范区，稳步实施太阳能热发电示范工程。到2020年，光伏装机将达到1亿千瓦左右。
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