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《致发光分析和红外热图像的单晶硅光伏模块?20年后户外使用的太阳能汽车》

  • 来源专题：可再生能源
  • 编译者： pengh
  • 发布时间：2018-08-13

  • 红外(IR)、正偏压和光照条件下以及电致发光(EL)是最常用的监测光伏组件性能的非破坏性技术。这两种技术的应用既有优点也有缺点，并没有得到广泛的应用。这一目的,我们进行了定量的比较EL和红外图像的单晶光伏模块?20年后户外曝晒和使用。提出的方法依赖于IR和EL图像的频率直方图分析。结果提供了光伏组件状态的本地信息，有助于区分断开的电池互连、湿度腐蚀和高度损坏的太阳能电池手指断裂。该方法对目前用于评估单晶硅光伏组件不同形式损伤的IR和EL成像技术提供了帮助和支持。此外，它可以为EL的未来技术规范草案IEC 60904-13作出贡献。

    ——文章发布于2018年10月

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相关报告

  • 《2021年光伏产业发展分析》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2021-12-17
    • “受指标下发滞后、价格上涨等原因影响，2021年我国光伏装机量不及预期，由55-65GW下调至45-55GW。” 中国光伏行业协会名誉理事长王勃华在12月15日召开的2021中国光伏行业年度大会上表示，“业界普遍对明年持乐观预期，2022年我国光伏装机在光伏发电项目巨大储备量的推动下，可能增至75GW以上。” 硅片、电池、组件产量同比增长超50% 王勃华指出，相较往年，今年以来光伏产业的影响力和社会关注度快速提升。首先，政策推动光伏发展，国家密集出台的顶层目标及政策为光伏行业带来历史性机遇。中央提出碳达峰碳中和目标，分布式光伏整县推进和“千家万户沐光行动”火热进行中，光伏走进寻常百姓家。其次，光伏行业地位显著提升，中央首次提出构建以新能源为主体的新型电力系统;光伏与“复兴号”高铁、国产商业大飞机、新一代运载火箭一起荣登《中国共产党第十九次全国代表大会》纪念邮票。最后，众多企业跨界入局，包括中石化入局分布式光伏、光伏胶膜、光伏玻璃，中国燃气入局分布式光伏、光伏建筑一体化，珠海港入局光伏、储能，山煤国际入局光伏电池，大众汽车布局太阳能发电厂等。 从制造环节来看，尽管国内市场发展不及预期，但海外市场实现高速增长，进而拉动制造端继续保持快速增长。前三季度我国多晶硅产量36万吨，同比增长24.1%;硅片产量165GW，同比增长54.2%;电池产量147GW，同比增长54.6%，组件产量130GW，同比增长58.5%。 值得一提的是，PERC单晶电池量产平均转换效率从2020年的22.8%提升到2021年的23.1%，最高达到23.56%。2014年起，我国企业/研究机构晶硅电池实验室效率已打破记录42次，2021年已刷新记录11次。 从光伏装机市场发展情况来看，2021年1-10月我国光伏发电新增装机29.31GW，同比增长34%，其中分布式装机19.03GW，占比64.9%;光伏发电量2738亿千瓦时，同比增长22.8%，占总发电量的4%，同比增加0.3个百分点，光伏发电平均利用率98%;户用光伏新增装机13.6GW，其中10月份户用装机占光伏总装机51.5%，占比首次突破半数，分布式光伏迎来规模化发展的市场空间。 从光伏产品出口情况来看，1-10月我国光伏产品出口额约231亿美元，同比增长44.6%;光伏组件出口量82.2GW，同比增长32.2%;光伏组件出口额198.3亿美元，同比增长44.8%。 欧洲、日本、澳大利亚等传统光伏市场保持旺盛需求，巴基斯坦、希腊等新兴市场不断涌现，GW级市场从2018年的11个发展到目前的20个。王勃华强调，光伏市场从以欧洲为主变成全球遍地开花，我国光伏行业国际贸易抗冲击能力大大增强。 全球光伏新增装机量将达150-170GW 美国重返“巴黎协定”，欧盟《2030年气候目标计划》将2030年温室气体减排目标由原有的40%提升至55%，日本《全球变暖对策推进法》明确了日本政府提出的到2050年实现碳中和的目标。全球能源转型的步伐正在加快。据国际能源署统计，截至2021年9月，已有52个国家和欧盟采用了某种形式的净零排放目标，占全球GDP的2/3。其中，16个国家已将该目标列入法律，5个国家已提出立法，其余国家已在官方政策文件中宣布了该目标。 在实现零碳路径上，可再生能源将成为主导能源。国际可再生能源机构在《世界能源转型展望》中提出，2050年全球可再生能源发电量占比将提升到90%，其中光伏和风电占比63%，全球光伏装机量将超过14000GW。 王勃华预测，2021年全球光伏新增装机量将达到150-170GW，但他也同时指出，国际光伏贸易形势严峻复杂，贸易壁垒形式趋于多样化。 欧美“双反”调查，美国“201”法案，韩国低碳认证资质，印度对光伏电池、组件征收25%和40%高关税……除了以前的“传统手段”，贸易壁垒又出现了新的形式。美国参议院3.5万亿美元预算支持禁止可再生能源项目使用来自中国的材料;欧盟碳关税政策(2023年试运行)要求，出口到欧盟的产品，需要为生产过程中产生的碳排放付费;外企筑起知识产权壁垒，韩华Q-Cells先后在美国、德国、澳大利亚对中国晶科能源、隆基股份等提起专利侵权诉讼，Maxeon在日本提起对阿特斯的专利诉讼等。 此外，海外运费高涨也对我国光伏企业带来了较大影响。40尺高柜集装箱价格从往年的2000美元暴涨至超过1万美元，除日韩航线价格相对稳定外，南美、北美、欧洲的多条航线价格提升5倍至10倍。据悉，仅隆基一家企业往年的海运费用就高达几十亿元，该费用暴增对企业产品销售的影响可见一斑。 光伏制造业国际竞争加剧 供应链价格上涨是业界普遍关注的问题。据2021年1-9月统计信息，工业硅、EVA树脂、纯碱、电解铝、芯片等部分原料因能耗双控而造成供应短缺、价格上涨，化工和冶金行业表现尤为突出。其中，硅料价格涨幅165%，硅片价格涨幅62.6%，组件价格涨幅10.8%，电池片价格涨幅为20%。 王勃华表示，截至目前，供应链各环节价格均有所下降。受指标下发滞后、价格上涨等原因影响，2021年我国光伏装机量不及预期，由55-65GW下调至45-55GW。但业界普遍对明年持乐观预期，2022年我国光伏装机在光伏发电项目巨大储备量的推动下，可能增至75GW以上。 我国光伏发电市场储备规模可以用“雄厚”来形容。据不完全统计，各省仅2021年光伏电站配置规模就高达89.28GW，已公布大基地规模超过60GW。国际能源署更是在《中国能源行业碳中和路线图》预测，2030年至2060年中国平均每年新增光伏装机容量200GW。 面对蓬勃发展的光伏应用市场，王勃华提醒，光伏制造业国际竞争加剧是未来需要关注的问题。 近年来，关于国外光伏企业的消息，多是破产、被收购等。但是，疫情冲击、国际物流费用高涨，让国家和企业更加重视生产本地化及供应链本地化，同时降低经济对外需的依赖度。跨国企业会提高供应链的多元化，尽量降低对单一经济体的依赖。目前，美国已经提出制造业回流，日本提出产业链改革补助计划，印度提出生产关联激励计划。 王勃华强调，光伏产业作为能源革命中关键的战略性新兴产业之一，成为各国打造供应链内循环体系的焦点。 仅以美国为例，《美国太阳能制造法案》正在推动出台，将全面审查供应链对外依赖情况，意图建立“可靠”供应链。美国通过的1.75万亿美元经济刺激法案，其中5500亿美元将用于新能源行业。美国REC将于2023年重启2万吨颗粒硅工厂。 与此同时，新进企业将对产业竞争格局带来冲击。“从历史看，跨界切入从未中断，2008年-2011年曾是跨行业进入光伏领域高峰，现在正在重演;从现状看，不少企业正是从其他领域切入光伏，并取得成功;从过程看，光伏产业一直呈波浪式上升，新进入者有其后发优势。” 王勃华表示，“新入局者加剧行业竞争，对传统光伏企业带来巨大挑战，对未来产业格局可能会带来根本性变革。”
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  • 《工信部印发新版光伏制造行业规范条件 提高单晶硅和多晶硅门槛》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：姜山
    • 发布时间：2018-03-05
    • 财联社3月1日讯，工信部印发光伏制造行业规范条件（2018年本），严格控制新上单纯扩大产能的光伏制造项目。文本新增，新建和改扩建多晶硅制造项目，最低资本金比例为30%。现有光伏制造企业及项目产品应满足的条件中，多晶硅电池和单晶硅电池的最低光电转换效率分别不低于18%和19.5%（分别较2015年修订本提高1个百分点）。新建和改扩建企业及项目产品应满足的条件中，多晶硅电池和单晶硅电池的最低光电转换效率分别不低于19%和21%（分别较2015年修订本提高0.5个百分点和1个百分点）。 　以下为全文： 　　为深入落实《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》（国发〔2013〕24号），进一步推动光伏产业结构调整和转型升级，持续加强行业管理，提高行业发展水平，我部对《光伏制造行业规范条件》进行了修订，形成《光伏制造行业规范条件（2018年本）》。现予以公告。 　　附件：光伏制造行业规范条件（2018年本） 　　工业和信息化部 　　2018年1月15日 　　附件： 　　光伏制造行业规范条件（2018年本） 　　为加强光伏行业管理，引导产业加快转型升级和结构调整，推动我国光伏产业持续健康发展，根据国家有关法律法规及《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》（国发〔2013〕24号），按照优化布局、调整结构、控制总量、鼓励创新、支持应用的原则，制定本规范条件。 　　一、生产布局与项目设立 　　（一）光伏制造企业及项目应符合国家资源开发利用、环境保护、节能管理等法律法规要求，符合国家产业政策和相关产业规划及布局要求，符合当地土地利用总体规划、城市总体规划、环境功能区划和环境保护规划等要求。 　　（二）在国家法律法规、规章及规划确定或省级以上人民政府批准的永久基本农田保护区、饮用水水源保护区、自然保护区、风景名胜区、生态保护红线和生态环境敏感区、脆弱区等法律、法规规定禁止建设工业企业的区域不得建设光伏制造项目。上述区域内的现有企业应严格控制规模，对生态环境造成影响的应采取措施，逐步迁出。 　　（三）严格控制新上单纯扩大产能的光伏制造项目，引导光伏企业加强技术创新、提高产品质量、降低生产成本。新建和改扩建多晶硅制造项目，最低资本金比例为30%，其他新建和改扩建光伏制造项目，最低资本金比例为20%。 　　二、生产规模和工艺技术 　　（一）光伏制造企业应采用工艺先进、节能环保、产品质量好、生产成本低的生产技术和设备。 　　（二）光伏制造企业应具备以下条件：在中华人民共和国境内依法注册成立，具有独立法人资格；具有太阳能(5.06 +0.20%,诊股)光伏产品独立生产、供应和售后服务能力；具有省级以上独立研发机构、技术中心或高新技术企业资质，每年用于研发及工艺改进的费用不低于总销售额的3%且不少于1000万元人民币；申报符合规范名单时上一年实际产量不低于上一年实际产能的50%。 　　（三）光伏制造企业按产品类型应分别满足以下要求： 　　1.多晶硅项目每期规模不低于3000吨/年； 　　2.硅锭年产能不低于1000吨； 　　3.硅棒年产能不低于1000吨； 　　4.硅片年产能不低于5000万片； 　　5.晶硅电池年产能不低于200MWp； 　　6.晶硅电池组件年产能不低于200MWp； 　　7.薄膜电池组件年产能不低于50MWp； 　　8.逆变器年产能不低于 200MWp（微型逆变器不低于10MWp）。 　　（四）现有光伏制造企业及项目产品应满足以下要求： 　　1.多晶硅满足《太阳能级多晶硅》（GB/T25074）1级品的要求。 　　2.多晶硅片（含准单晶硅片）少子寿命大于2μs，碳、氧含量分别小于10和16PPMA；单晶硅片少子寿命大于10μs，碳、氧含量分别小于1和16PPMA。 　　3.多晶硅电池和单晶硅电池的最低光电转换效率分别不低于18%和19.5%。 　　4.多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的最低光电转换效率分别不低于16%和16.8%。 　　5.硅基、铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）及其他薄膜电池组件的最低光电转换效率分别不低于8%、13%、12%、10%。 　　6.含变压器型的光伏逆变器中国加权效率不得低于96%，不含变压器型的光伏逆变器中国加权效率不得低于98%，微型逆变器相关指标分别不低于94.3%和95.5%。 　　（五）新建和改扩建企业及项目产品应满足以下要求： 　　1.多晶硅满足《硅多晶》（GB/T12963）2级品以上要求。 　　2.多晶硅片（含准单晶硅片）少子寿命大于2.5μs，碳、氧含量分别小于8和6PPMA；单晶硅片少子寿命大于11μs，碳、氧含量分别小于1和16PPMA。 　　3.多晶硅电池和单晶硅电池的最低光电转换效率分别不低于19%和21%。 　　4.多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的最低光电转换效率分别不低于17%和17.8%。 　　5.硅基、CIGS、CdTe及其他薄膜电池组件的最低光电转换效率分别不低于12%、14%、14%、12%。 　　（六）多晶硅电池组件和单晶硅电池组件衰减率首年分别不高于2.5%和3%，后续每年不高于0.7%，25年内不高于20%；薄膜电池组件衰减率首年不高于5%，后续每年不高于0.4%，25年内不高于15%。 　　三、资源综合利用及能耗 　　（一）光伏制造企业和项目用地应符合国家已出台的土地使用标准，严格保护耕地，节约集约用地。 　　（二）光伏制造项目电耗应满足以下要求： 　　1.现有多晶硅项目还原电耗小于60千瓦时/千克，综合电耗小于100千瓦时/千克；新建和改扩建项目还原电耗小于50千瓦时/千克，综合电耗小于80千瓦时/千克。 　　2.现有硅锭项目平均综合电耗小于8.5千瓦时/千克，新建和改扩建项目小于7千瓦时/千克；如采用多晶铸锭炉生产准单晶或高效多晶产品，项目平均综合电耗的增加幅度不得超过0.5千瓦时/千克。 　　3.现有硅棒项目平均综合电耗小于45千瓦时/千克，新建和改扩建项目小于40千瓦时/千克。 　　4.现有多晶硅片项目平均综合电耗小于45万千瓦时/百万片，新建和改扩建项目小于40万千瓦时/百万片；现有单晶硅片项目平均综合电耗小于40万千瓦时/百万片，新建和改扩建项目小于35万千瓦时/百万片。 　　5.电池项目平均综合电耗小于9万千瓦时/MWp。 　　6.晶硅电池组件项目平均综合电耗小于6万千瓦时/MWp；薄膜电池组件项目平均电耗小于50万千瓦时/MWp。 　　（三）光伏制造项目生产水耗应满足以下要求： 　　1.多晶硅项目水循环利用率不低于95%； 　　2.硅片项目水耗低于1400吨/百万片； 　　3.电池项目水耗低于1500吨/MWp。 　　（四）其他生产单耗需满足国家相关标准。 　　四、环境保护 　　（一）新建和改扩建光伏制造项目应严格执行环境影响评价制度，未依法报批建设项目环境形象评价的项目不得开工建设。京津冀、长三角、珠三角等区域新建项目禁止配套建设自备燃煤电站。建设项目需要配套建设的环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用， 并按规定进行竣工环境保护验收及环境影响后评价工作。企业应有健全的企业环境管理机构，制定有效的企业环境管理制度，符合环保法律法规要求，依法依规在规定时限内申领并取得排污许可证，并严格按证排放污染物，定期开展清洁生产审核并通过评估验收。 　　（二）废气、废水排放应符合国家和地方大气及水污染物排放标准和总量控制要求；恶臭污染物排放应符合《恶臭污染物排放标准》（GB14554），工业固体废物应依法分类贮存、转移、处置或综合利用，企业危险废物贮存应符合《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597）相关要求，一般工业固体废物贮存应符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18559）相关要求，SiCl4等危险废物应委托具备相应处理能力的有资质单位进行妥善利用或处置。厂界噪声符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348）。新建和改扩建光伏制造项目污染物产生应符合《光伏电池行业清洁生产评价指标体系》中I级基准值要求，现有项目应满足II级基准值要求。 　　（三）鼓励企业通过 ISO14001 环境管理体系认证、ISO14064温室气体核证、PAS2050/ISO/TS14067碳足迹认证。鼓励企业落实生产者责任延伸制度，建立废弃光伏产品回收与利用处理网络体系。 　　（四）光伏制造企业应严格按照排污许可证和相关技术规范要求，制定自行监测方案，开展自行监测工作，公开自行监测信息。 　　五、质量管理 　　（一）光伏制造企业应建立完善的质量管理体系，配备质量检验机构和专职检验人员。电池及电池组件生产企业应配备AAA级太阳模拟器、高低温环境试验箱等关键检测设备，鼓励企业建设具备CNAS认可资质的实验室。 　　（二）光伏产品质量应符合国家相关标准，通过国家批准相关认证机构的认证。 　　（三）企业应通过ISO9001质量管理体系认证，组件使用寿命不低于25年，质保期不少于10年，逆变器质保期不少于5年。 　　（四）企业应建立相应的产品可追溯制度。 　　六、安全、卫生和社会责任 　　（一）光伏制造项目应当严格落实安全设施和职业病防护设施“三同时”制度要求。企业应当遵守《安全生产法》、《职业病防治法》等法律法规，执行保障安全生产、职业健康的国家标准或行业标准，当年及上一年度未发生一般及以上生产安全事故。 　　（二）企业应当建立健全安全生产责任制，加强职工安全生产教育培训和隐患排查治理工作，开展安全生产标准化建设并达到三级以上。 　　（三）企业应当依法落实职业病预防以及防治管理措施。 　　（四）企业应当遵守国家相关法律法规，依法参加养老、失业、医疗、工伤等各类保险，并为从业人员足额缴纳相关保险费用。 　　七、监督与管理 　　（一）申报本规范条件的新建和改扩建光伏制造企业及项目应当满足本规范条件要求。 　　（二）现有光伏制造企业及项目未满足规范条件要求的，根据产业转型升级的要求，在国家产业政策的指导下，通过兼并重组、技术改造等方式，尽快达到本规范条件的要求。 　　（三）对光伏制造企业及项目的投资、土地供应、环评、节能评估、质量监督、安全监管、职业病防治、信贷授信、应用扶持等管理应依据本规范条件。 　　（四）光伏制造企业自愿提出申请，对照规范条件编制相关申报材料，通过省级工业和信息化主管部门报送工业和信息化部。各级工业和信息化主管部门会同有关部门对当地光伏制造企业执行本规范条件的情况进行监督检查。工业和信息化部组织行业协会、检测机构对企业进行检查，定期公告符合本规范条件的企业名单，并会同有关部门组织行业协会、检测机构从市场上对已公告企业产品等进行抽查，实行社会监督、动态管理。 　　（五）公告企业有下列情况，将撤销其公告资格： 　　1.填报资料有弄虚作假行为； 　　2.拒绝接受监督检查； 　　3.不能保持规范条件要求； 　　4.发生重大安全和污染责任事故； 　　5.违反法律、法规和国家产业政策规定。 　　工业和信息化部拟撤销公告资格的，提前告知相关企业，听取相关企业陈述和申辩。 　　（六）有关行业协会、检测机构协助行业主管部门做好本规范条件的实施和跟踪监督工作，组织企业加强协调和自律管理。 　　八、附则 　　（一）本规范条件适用于中华人民共和国境内（台湾、香港、澳门地区除外）所有类型的光伏制造企业，本规范条件所指的光伏制造行业主要为光伏用多晶硅、硅棒、硅锭、硅片、电池、电池组件、逆变器等制造行业。 　　（二）本规范条件涉及的法律法规、国家标准和行业政策若进行修订，按修订后的规定执行。 　　（三）本规范条件自2018年3月1日起实施。2015年3月25日公布的《光伏制造行业规范条件（2015年本）》（工业和信息化部公告2015年第23号）同时废止。
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