¿Qué es una oblea de silicio de grado solar?

La pureza de las obleas de silicio utilizadas en dispositivos semiconductores comunes es del 99,9999999999 %, comúnmente conocido como 12 nueves.

La pureza de las obleas de silicio de grado solar solo necesita alcanzar el 99,9999 %, o 6 nueves.

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Informe de Investigación de la Industria Solar Fotovoltaica La energía es la base material para la supervivencia de la sociedad humana. Durante mucho tiempo, el desarrollo y utilización a gran escala de la energía fósil no sólo ha consumido rápidamente los preciosos recursos acumulados por la Tierra durante cientos de millones de años, sino que también ha traído graves problemas medioambientales, como el cambio climático y daños ecológicos, que amenazan directamente el desarrollo sostenible de la humanidad. Con el avance de la ciencia y la tecnología, la comprensión de la humanidad sobre las energías renovables, especialmente las nuevas energías renovables como la energía eólica, la energía solar y la energía hidráulica, continúa profundizándose. Como fuente inagotable de energía renovable, el desarrollo y utilización de la energía solar ha atraído cada vez más la atención de países de todo el mundo, especialmente de los países desarrollados. La escala de la industria solar fotovoltaica continúa expandiéndose y su nivel técnico mejora gradualmente, convirtiéndose en un punto destacado en. El campo energético mundial, que muestra buenas perspectivas de desarrollo.

1. Situación básica de la industria solar fotovoltaica extranjera

Japón, Alemania y Estados Unidos son los países más potentes en la promoción de sistemas de generación de energía fotovoltaica. Los datos muestran que la UE espera instalar 3 GW de dispositivos de generación de energía fotovoltaica en 2010 y aumentarlos a unos 200 GW en 2030. Se espera que la capacidad instalada acumulada de generación de energía fotovoltaica en Estados Unidos alcance los 36GW en 2020. Japón planea instalar casi 5 GW para 2010.

Japón implementó el "Plan de siete años Asahi" en 1994 y ha instalado cerca de 70.000 techos solares. Se espera que se instalen 1 millón de techos solares para 2010. Alemania aprobó la Ley de Energías Renovables en 2000 para fomentar la energía renovable con precios de compra de electricidad preferenciales fijos. En abril de 2004, Alemania complementó y revisó aún más la Ley de Energías Renovables, lo que resultó en un aumento significativo de los equipos de sistemas de generación de energía fotovoltaica en Alemania en 2004, superando a los actuales. Japón de un solo golpe se está convirtiendo en el área de instalación de sistemas de generación de energía fotovoltaica más grande del mundo. Según datos proporcionados por Solarbuzz, en 2004, la capacidad instalada del sistema de generación de energía fotovoltaica de Alemania fue de 361 MW, un aumento interanual del 152%, lo que representa el 39% del total mundial; Japón representó el 30% de la capacidad instalada mundial; con 278MW. Alemania y Japón representan más de 2/3 de la capacidad instalada mundial. En la actualidad, los productos de baterías de mi país se exportan principalmente a los dos países mencionados anteriormente. Estados Unidos anunció el Plan del Millón de Techos en 1997 y planeó instalar sistemas de generación de energía fotovoltaica y sistemas solares térmicos en 1 millón de tejados para 2010.

En la última década, con el aumento sustancial de la demanda en el mercado fotovoltaico mundial y la mejora continua de la tecnología de fabricación a gran escala, se ha promovido el rápido desarrollo de la industria fotovoltaica mundial. aumentó de 78,6 MW en 1995 a 1.727 MW en 2005, con una tasa de crecimiento anual promedio del 32,4%. Es previsible que la escala de producción fotovoltaica mundial mantenga una tasa de crecimiento anual promedio de más del 20% en los próximos 15 años. Hay estimaciones aún más optimistas de que para 2010, la producción mundial de energía solar se multiplicará por 4 y los ingresos por ventas aumentarán. aumentará 3 veces y las ganancias aumentarán 3 veces.

La fabricación mundial de células fotovoltaicas se concentra principalmente en países desarrollados como Japón, Alemania, Estados Unidos y España. Entre ellos, la producción de células fotovoltaicas de Japón alcanzó los 833 MW en 2005, lo que representa casi la mitad de la producción mundial. cuota de mercado fotovoltaica China continental ha entrado en el mundo Uno de los diez principales países fabricantes de células fotovoltaicas, la producción de células fotovoltaicas en 2005 fue de 128 MW, ocupando el cuarto lugar en el mundo, representando el 7,4% de la cuota de mercado mundial.

Cuadro estadístico anual: Producción mundial de células solares y tasa de crecimiento de 1995 a 2005

Año 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Producción ( MW) 78,6 89,6 125,8 153 201,4 278 395 536 742 1194 1727

Tasa de crecimiento (%) 12,6 14 40,4 21,5 31,8 38 42,1 35,7 38,4 60,9 44,6 >99-05 tasa de crecimiento anual

Lista de capacidad de producción y cuota de mercado de los principales fabricantes de células solares del mundo en 2005

Nombre de la empresa Tipo de producto País/región Producción (MW) Capacidad de producción (MW) Cuota de mercado Clasificación de producción< /p >

Sharp (Sharp) Silicio mono/policristalino silicio amorfo Japón 428 600 24,78% 1

Q-Cells Silicio mono/policristalino Alemania 160 300 9,26% 2

Kyocera (Kyocera) Polisilicio Japón 142 240 8,22% 3

Sanyo (Sanyo) a-Si/sc-Si* Silicio amorfo Japón 125 158 7,24% 4

Mitsubishi (Mitsubishi Electronics) Polisilicio Japón 100 135 5,79% 5

Schott Solar Polysilicon

Silicona EFG

Silicio amorfo Alemania 95 113 5,50% 6

BP Solar Single /Polisilicio

Silicio amorfo Estados Unidos 90 157 5,21% 7

Suntech Solar Mono/Polisilicio China Wuxi 85 120 4,92% 8

Motech (Motech) Single / Silicio policristalino Taiwán China 60 100 3,47% 9

Shell Solar Silicio mono/policristalino CIS película delgada Alemania 59 110 3,42% 10

Isofotón Silicio monocristalino España 53 90 3,07% 11

Deutsche Cell Polisilicio Alemania 38 40 2,20% 12

Photowatt Polisilicio Francia 24 30 1,39% 13

United Solar

Silicio amorfo ovónico Estados Unidos 22 30 1,27% 14

Kaneka

Solartech Silicio Amorfo Japón 21 23 1,22% 15

Silicio Monocristalino SunPower Estados Unidos 20 50 1,16% 16

Ersol Solar Energy Silicio policristalino Alemania 20 25 1,16% 17

E-Ton Solar (Yitong) Silicio mono/policristalino Taiwán China 20 28 1,16% 18

Primer CdTe solar Estados Unidos 20 25 1,16% 19

GE Energy (anteriormente Astropower) Silicio monocristalino Estados Unidos 18 25 1,04% 20

Sunways Polysilicon Alemania 16 42 0,93% 21

Evergreen Solar Belt Silicon (String Ribbon) Estados Unidos 14 15 0,81% 22

MHI (Mitsubishi Heavy Industries) Silicio Amorfo Japón 12 12 0,69% 23

Ningbo Solar Monocristalino Silicio China 12 16 0,69 % 24

Investec Photovoltaic CdTe Film Alemania 10 30 0,58 35

Total mundial 1727 - 100%

Industria y aplicación de la energía solar fotovoltaica de mi país

(1) Situación de la industria fotovoltaica

1. Materiales de silicio y obleas de silicio

En la actualidad, la materia prima muy utilizada por los fabricantes de células solares es el silicio policristalino, que también lo es. Materia prima para semiconductores. El silicio policristalino se refina a partir de silicio de grado metalúrgico con menor pureza de silicio. La pureza del silicio de grado solar debe alcanzar el 99,9999%, o 6 nueves, mientras que el silicio semiconductor requiere una pureza de silicio del 99,9999999999%, o 12 nueves.

El rápido y continuo crecimiento de la industria fotovoltaica ha hecho imposible satisfacer las necesidades del mercado fotovoltaico al depender principalmente de los materiales de cola, los materiales de desecho y la capacidad de producción restante de silicio utilizado en la industria de semiconductores. La demanda competitiva de materiales de silicio en las industrias fotovoltaica y de semiconductores ha provocado directamente que la oferta actual de materiales de silicio sea escasa y el precio esté aumentando. En 2003, era de 24 dólares estadounidenses por kilogramo y aumentó a 32 dólares estadounidenses en 2004. El precio actual de mercado se acerca a los 100 dólares estadounidenses. Aunque todos los principales fabricantes de materiales de silicio están ampliando actualmente su capacidad de producción, y la nueva capacidad de producción se utiliza básicamente para satisfacer las necesidades de la industria fotovoltaica, según el análisis de datos sobre la demanda del mercado y la capacidad de suministro futura de los principales proveedores de materiales de silicio, el suministro de materiales de silicio será difícil en 2008. La situación se ha aliviado.

La relación entre la oferta fotovoltaica y la demanda de materias primas de polisilicio en el mundo

Las consecuencias de la escasez de oferta no sólo son el aumento vertiginoso de los precios, sino también la incapacidad de algunas empresas de baterías para obtener silicio materiales El 90% de los materiales de silicio utilizados por las empresas de baterías de mi país Lo anterior depende de las importaciones, y muchas empresas de baterías no tienen suficientes materiales de silicio, por lo que su capacidad de producción de baterías se ha agotado e incluso se encuentran en una situación de "espera". para que el arroz llegue a la olla".

Hasta ahora, la tecnología de refinación para producir polisilicio de alta pureza todavía está en manos de unas pocas empresas en los países desarrollados. La siguiente tabla muestra los datos de producción y suministro fotovoltaico de ocho importantes fabricantes de materias primas de polisilicio de alta pureza del mundo, incluidos SGS, Hemlock, Wacker, Tokuyama, AsiMI, etc.

Lista de producción y suministro de energía fotovoltaica de los fabricantes mundiales de materia prima de silicio cristalino

Nombre del fabricante, país, previsión para 2004 y 2005

Producción total (toneladas) Fotovoltaica Oferta (toneladas) Producción total (toneladas) Oferta fotovoltaica (toneladas)

SGS (joint venture con AsiMI) Estados Unidos 2100 2100 2300 2300

Hemlock Estados Unidos 7000 2700 7400 2700

Wacker Alemania 5000 2400 5000 2400

Tokuyama Japón 5200 2000 5200 2000

ASiMI Estados Unidos 2200 0 3000 200

MEMC Italia 2500 0 3700 700

Sitix Sumitomo Titanium Japón 700 0 700 0

Mitsubishi* Japón 2800 300 2800 300

Otros 500 0 2000 1000

Total 28000 9500 32100 11600

Otros proveedores de materias primas de silicio fotovoltaico (incluidos desechos, desechos y uso de inventario de la industria de semiconductores, etc.) 4000 4000

Total de aplicaciones fotovoltaicas 13500 15600

*La producción de Mitsubishi es la producción total de Mitsubishi Materials y Mitsubishi Poly Crystal

Los fabricantes extranjeros de materiales de silicio se han dado cuenta de que se trata de un mercado alcista y han tomado medidas para ampliar activamente la capacidad de producción. Por ejemplo, Hemlock, el mayor proveedor de silicio del mundo, anunció a mediados de noviembre de este año que planea invertir entre 400 y 500 millones de dólares para ampliar la capacidad de producción en los Estados Unidos, ampliando la capacidad de producción existente en un 50%. Wacker, el tercer fabricante mundial de materiales de silicio, también tiene ambiciosos planes de expansión, ampliando su capacidad de producción de las 5.000 toneladas actuales a 9.000 toneladas en 2007.

Debido a la actual escasez de suministro internacional de materiales de silicio, ha tenido un impacto adverso en la industria fotovoltaica nacional, que se está calentando rápidamente. Sin embargo, la inversión en materiales de silicio enfrentará umbrales de capital, tecnología y talento más altos que la inversión en la producción de células solares, pero el umbral más importante no es el capital, sino la tecnología. En la actualidad, las principales empresas nacionales que dominan la tecnología de producción de materiales de silicio son Xinguang Silicon Industry y Luoyang Semiconductor Factory. Sin embargo, los proyectos de la Fábrica de Semiconductores de Luoyang y la Fábrica de Semiconductores de Emei, que es la base de producción e investigación científica de Shin Kong Silicon Industry, han estado en construcción durante muchos años, debido a limitaciones como el bajo nivel técnico, la insuficiencia de fondos y la falta de recursos. A pequeña escala, simplemente no pueden competir con los gigantes internacionales. Para deshacerse lo antes posible de la situación pasiva de estar restringido por materiales de silicio extranjeros, las empresas nacionales calificadas también están acelerando el aumento de la producción de polisilicio. Xinguang Silicon Industry introdujo tecnología rusa e invirtió 1.200 millones de yuanes para construir un proyecto de polisilicio de 1.200 toneladas. Luoyang China Silicon cuenta con el equipo técnico de Emei Semiconductor Materials Factory. El proyecto de polisilicio de 300 toneladas se ha puesto en producción y la segunda fase del proyecto está en construcción. Tianwei Company, que produce principalmente baterías y componentes, también está acelerando su expansión en el sector upstream de la industria. En 2005, adquirió la fábrica de materiales semiconductores Sichuan Emei y se convirtió en su segundo mayor accionista.

La producción de lingotes/obleas de silicio para células solares incluye principalmente el trefilado de varillas de silicio monocristalino y la fabricación y corte de lingotes de silicio policristalino. Antes de 2003, la escala de producción de lingotes y obleas de silicio de mi país era pequeña y la ventaja de costos no era obvia. Después de dos años de desarrollo desde 2004, el número de empresas manufactureras ha aumentado, la producción ha aumentado, la producción de lingotes de silicio y obleas de silicio ha alcanzado cierta escala y la capacidad de producción de obleas de silicio puede básicamente satisfacer la demanda del mercado interno.

Situación de producción y suministro de materiales de silicio cristalino en China

Nombre de la empresa Capacidad de producción actual (toneladas) Capacidad de producción nueva y ampliada (toneladas) Tecnología

Fuente de producción time

Sichuan Xinguang Silicon Technology Co., Ltd. 0 1200 Emei Semiconductor Materials Factory, introdujo algo de tecnología rusa y equipos extranjeros a principios de 2007

Luoyang China Silicon High-Tech Co., Ltd. 30 Fase I 300

La segunda fase 3000 Luoyang Monocristalino Silicon Company, la primera fase del Instituto de Diseño de Ingeniería No Ferrosa de China a finales de 2005, la segunda fase en 2007

Ningxia Ciudad de Shizuishan 0 5000 El Instituto Ruso de Investigación de Metales Raros está en preparación

Yunnan Aisin Silicon Technology Co., Ltd. 0 Fase I 3000

Introducción de tecnología de línea de producción alemana para un total de 10.000 toneladas con una inversión de 2.500 millones para la primera fase a finales de 2007

Jiangsu Shunda Semiconductor Development Co., Ltd. Compañía 0 Primera fase 1500 toneladas, total 3000 toneladas American Hemlock Inversión total 3 mil millones, primera fase 2007

Ciudad de Linghai, Liaoning 0 1000 Introducción de la línea de producción estadounidense inversión de producción 1.100 millones de inversiones

Sichuan Chao Lei Industrial 0 1000 Cooperó con empresas estadounidenses para introducir tecnología y modelo de exportación de productos para prepararse para el establecimiento

Emei Semiconductor Materials Factory 100 220 Tecnología independiente 2006

2 Células y componentes fotovoltaicos

En los últimos años, las capacidades de fabricación fotovoltaica de mi país han aumentado. logró un gran desarrollo, especialmente desde 2002, con la finalización y puesta en servicio sucesivas de nuevas empresas a gran escala como Wuxi Suntech y Baoding Tianwei Yingli, y las principales empresas originales Tianda Photovoltaic y Ningbo Con la expansión de la capacidad de producción de energía solar y otras empresas , la capacidad de producción de células fotovoltaicas de mi país ha aumentado rápidamente. Además, ha surgido una gran cantidad de empresas de embalaje de módulos fotovoltaicos a gran escala, entre las que normalmente se incluyen Shanghai Solar Technology, Jiayang New Energy, Kyocera (Tianjin) y Linosamp, etc., lo que ha hecho que la producción de módulos y células de mi país avance rápidamente hacia la mayor del mundo. País fabricante de energía fotovoltaica.

En los últimos tres años, la fabricación fotovoltaica de China ha avanzado paso a paso y se encuentra en un período de alto crecimiento con una tasa de crecimiento anual promedio de más del 100%. En 2002, la industria de fabricación fotovoltaica de China se ubicó entre las 10 primeras del mundo por primera vez, y la producción de módulos y células ocupó el séptimo lugar en el mundo; en 2003, la producción de células y módulos de China ocupó el sexto y quinto lugar en el mundo, respectivamente; En 2005, la fabricación de módulos y células fotovoltaicas de China se ubicó entre las 10 primeras del mundo. Entre las cuatro primeras del mundo, ocupa el cuarto lugar en producción de baterías y módulos. Aunque la escasez de obleas de silicio desde finales de 2003 ha afectado en cierta medida la mayor expansión de la producción fotovoltaica de China

Lista de capacidad y producción de fabricación de obleas de silicio fotovoltaicas de China

Nombre de la empresa Tipo de producto 2004 (MW) 2005 (MW)

Capacidad de producción al final del año Capacidad de producción al final del año

Oblea de silicio policristalino Baoding Tianwei Yingli 4,7 6,0 15 70

Ningbo Jingyuan Solar (Zhongyi Solar) Obleas de silicio policristalino 2 2 3 5

Varillas de silicio monocristalino del Grupo Hebei Jinglong

Obleas de silicio monocristalino 800 toneladas

20MW 800 toneladas

20MW 1000 toneladas

24MW 1000 toneladas

25MW

Zhenjiang Huantai Silicio 2 millones de obleas de silicio monocristalino

(4MW) 6 millones de piezas

(15MW) 7 millones de piezas

(17MW) 10 millones de piezas

(25MW)

Hairun Technology 1 millón de obleas de silicio monocristalino

(3MW) 10 millones de obleas

(30MW) 6 millones de obleas

(15MW) 15 millones de obleas

(40MW）

Varilla de silicio monocristalino de silicio Xinri 10 toneladas 30 toneladas 40 toneladas 400 toneladas

Varilla de silicio monocristalino Jinzhou Xinhua Quartz Glass Group Co., Ltd. -188 toneladas - 200 toneladas

Oblea de silicio monocristalino solar de Ningbo 1MW 1MW 1MW 1MW

Oblea de silicio monocristalino de Xi'an Lijing Electronics 1MW 1MW 1MW 1MW

Fotovoltaica de Kunmingda oblea de silicio monocristalino 0,5 MW 0,5 MW 0,5 MW 0,5 MW

La oblea de silicio monocristalino Xinjiang New Energy se produjo con éxito en una prueba de producción en febrero de 2006, con una capacidad de producción de 100 MW

Shunda Semiconductor Silicio monocristalino Varillas

Las obleas de silicio monocristalino comenzaron la producción en masa de varillas de silicio monocristalino a principios de 2005. La producción en 2005 fue de aproximadamente 300 toneladas. La capacidad de producción anual actual es de aproximadamente 450 toneladas. Serán 800 toneladas.

Los productos de obleas de silicio se pusieron en producción en marzo de 2006

Las obleas de silicio policristalino Jinggong Shaoxing Solar se pusieron en producción a finales de 2005, con una capacidad de producción de 10 MW en la primera fase, y alcanzarán una capacidad de producción de 3 millones de obleas en 2006

Las obleas de silicio monocristalino de Changzhou Tian Synthetic Solar se pusieron en producción a finales de 2005, con una capacidad de producción de 30 MW, y están en proceso de ampliar la capacidad de producción a 100 MW

Las obleas de silicio policristalino Sewei LDK se pusieron en producción en marzo de 2006, con una capacidad de producción de 75 MW, y alcanzaron una capacidad de producción de 200 MW en 2007, y en 2008 alcanzaron una capacidad de producción de 400 MW.

Silicio monocristalino de Luoyang Las obleas de silicio monocristalino actualmente suministran principalmente aplicaciones de semiconductores y formarán obleas de silicio fotovoltaicas de 100 MW en el futuro

Volumen de obleas de silicio monocristalino de Gaojia Solar a finales de 2005 La capacidad de procesamiento de la primera fase es de 8 millones de piezas (20MW una vez puesta en funcionamiento la segunda fase, la capacidad total de procesamiento es de 24 millones de piezas

Total de obleas de silicio multicristalino

Obleas de silicio monocristalino