Обзор рынка солнечных фотоэлементов на не-кремниевой основе и материалов для их производства в мире

Отчет состоит из введения, 6 глав и заключения, содержит 120 страниц, в том числе 14 таблиц, 74 рисунка и 2 приложения. Данная работа является кабинетным исследованием. В качестве источников использовались данные Федеральной службы государственной статистики РФ, Федеральной таможенной службы РФ, научно-технической литературы, отраслевой, региональной и международной прессы, а также интернет-сайтов предприятий-производителей ФЭП и сырья для их производства

В первой главе изложены основные принципы работы солнечных фотоэлементов, приведены основные их типы. В данной главе описаны также основные направления применения солнечных фотоэлементов, рассмотрены их характеристики, недостатки и преимущества.

Вторая глава посвящена описанию рынков сырья, необходимых для производства не-кремниевых ФЭП – индия, галлия, сурьмы, мышьяка, германия и пр.

Третья глава посвящена описанию мирового рынка не-кремниевых ФЭП. В ней приведены оценочные объемы их производства, распределение по видам, доля в общей солнечной энергетике

Четвертая глава представляет основных мировых производителей не-кремниевых ФЭП, приведено их описание, перечислены реализованные и предполагаемые проекты

Пятая глава посвящена российскому рынку не-кремниевых ФЭП

Шестая глава посвящена сырьевым аспектам развития «не-кремниевой» тонкопленочной солнечной энергетики в мире. Определены потребности в сырьевых материалах для выпуска не-кремниевых ФЭП Приведен расчет «методом максимальных оценок» возможных диапазонов роста ФЭП на основе CdTe, CIS/CIGS , а также A3B5/Ge на период до 2025 г. Сделаны важные выводы о реалистичности различных сценариев развития фотовольтаики, исходя из сырьевых ограничений.

В приложениях даны адресная книга основных мировых производителей не-кремниевых ФЭП и перечень используемых источников информации.
 

АННОТАЦИЯ

Введение

I. Технология производства, конструктивные особенности и основные характеристики не-кремниевых ФЭП

1.1. Основные принципы работы солнечных батарей

1.2. Основные типы ФЭП. Технология производства, конструктивные особенности и характеристики не-кремниевых ФЭП

1.2.1. ФЭП на слоях теллурида кадмия (CdTe)

1.2.2. ФЭП на слоях диселенида меди-индия (CIGS)

1.2.3. ФЭП на основе GaAs

1.3. Коэффициент полезного действия (к.п.д.) ФЭП – история и прогноз

2. Сырье для выпуска не-кремниевых солнечных фотоэлементов

2.1. Кадмий

Мировые запасы металла

Источники получения

Динамика производства

Страны-производители

Цены

Области потребления

2.2. Теллур

Мировые запасы металла

Источники получения

Динамика производства

Страны-производители

Цены

Области потребления

Соединения кадмия и теллура

Теллурид кадмия

Теллурид цинка-кадмия

2.3. Селен

Мировые запасы металла

Источники получения

Динамика производства

Страны-производители

Цены

Области потребления

2.4. Индий

Мировые запасы металла

Источники получения

Динамика производства

Страны-производители

Цены

Области потребления

2.5. Мышьяк

Мировые запасы металла

Источники получения

Динамика производства

Основные страны-производители

Цены

Области потребления

2.6. Галлий

Мировые запасы металла

Источники получения

Динамика производства

Страны-производители.

Цены

Области потребления

2.7. Германий

Мировые запасы металла

Источники получения

Динамика производства

Страны-производители

Цены

Области потребления

3.  Мировой рынок не-кремниевых солнечных фотоэлементов – оценочные объемы производства, распределение по видам, доля в общей солнечной энергетике

3.1. Динамика развития ТП не-кремниевых ФЭП и прогноз

3.2. Снижение стоимости производства не-кремниевых ФЭП и прогноз

3.3. Основные производители не-кремниевых ФЭП

ФЭП на CdTe

ФЭП на основе CIS/CIGS

ФЭП на основе A3B5/Ge с концентраторами

Производители германиевых подложек

4. Российский рынок не-кремниевых солнечных ФЭП  по состоянию на начало 2011 г.

5. Перспективы рынка не-кремниевых солнечных фотоэлементов  (прогноз до 2025 года) с точки зрения сырьевой базы

5.1. Сырьевая база для ФЭП на слоях теллурида кадмия

5.2. Сырьевая база для ФЭП на слоях диселенида меди-индия (CIGS)

5.3. Сырьевая база для  ФЭП  на А3В5 с концентраторами солнечного света           

Заключение

Приложение 1. Список основных источников

Приложение 2. Адресная книга основных производителей не-кремниевых тонкопленочных ФЭП в мире и России

Список таблиц:

Таблица 1. Основные компании-производители не-кремневых ФЭП  на тонких пленках

Таблица 2. Методы производства ФЭП на основе СdTe различными производителями

Таблица 3. Ключевые проблемы и пути повышения к.п.д. ФЭП

Таблица 4. Основные технико-экономические параметры ФЭП различных типов, история и прогноз до 2020 г.

Таблица 5. Основные производители соединений кадмия и теллура

Таблица 6. Динамика цен высокочистого порошка CdTe для ФЭП  в 2004-2014 гг., долл./мм3

Таблица 7. Общий мировой потенциальный спрос на германий  до 2012 гг. (т в пересчете на Ge)

Таблица 8.  Крупнейшие производители ФЭП в 2010 г.

Таблица 9. Основные производители ФЭП на CdTe и их мощности  на 2011 г., МВт

Таблица 10. Наиболее крупные компании, выпускающие ФЭП на CIGS

Таблица 11. Характеристики германиевых подложек, произведенных методом Чохральского

Таблица 12. Динамика рынка ФЭП в России в 2006-2010 гг., млн долл.

Таблица 13. Основные направления развития солнечной энергетики  в России

Таблица 14. Сводная таблица лимитирующих элементов для производства не-кремниевых тонкопленочных ФЭП

Список рисунков:

Рисунок 1. Структура и внешний вид ФЭП

Рисунок 2. Схематическое изображение зонной структуры полупроводника

Рисунок 3. Зонная модель разомкнутого p-n-перехода

Рисунок 4. Коэффициент поглощения полупроводников, применяемых в солнечной энергетике

Рисунок 5. Классификация типов тонкопленочных ФЭП

Рисунок 6. Производство ФЭП по технологиям в 2010 г. (в МВт и %%)

Рисунок 7. Структура и внешний вид ФЭП на основе теллурида кадмия

Рисунок 8. Структура и внешний вид ФЭП на основе CIGS

Рисунок 9. Получение структуры CIGS

Рисунок 10. Структура, внешний вид и схематическое изображение  ФЭП на основе GaAs

Рисунок 11. Динамика развития CPV-фотовольтаики

Рисунок 12. История роста к.п.д. ФЭП различных типов в 1975-2010 гг.

Рисунок 13. Рекордные значения к.п.д. ФЭП различных типов (2011 г.)

Рисунок 14. Динамика в 2009-2010 гг., прогноз до 2015 г. роста к.п.д. ФЭПов по различным технологиям

Рисунок 15. Снижение к.п.д. ФЭПов, изготовленных по разным технологиям, при повышении температуры на 40 ºС

Рисунок 16. Мировое производство кадмия  (1983-2010 гг.), тыс. т/год

Рисунок 17. Производство кадмия в мире по странам в 2010 г.

Рисунок 18. Крупнейшие мировые экспортеры кадмия в 2009 г., т

Рисунок 19. Динамика цен на кадмий в 1975-2010 гг., $/кг

Рисунок 20. Структура применения кадмия по областям в 2009-2010 гг., %

Рисунок 21. Динамика мировых цен на теллур в 1970-2010 гг., $/кг

Рисунок 22. Динамика цен на теллур в 2010 г., $/кг

Рисунок 23. Структура применения теллура (2009-2010 гг.), %

Рисунок 24.  Динамика производства селена в мире в 1959-2009 гг., т

Рисунок 25. Основные производители селена в 2010 г.

Рисунок 26. Крупнейшие мировые экспортеры селена в 2009 г., т

Рисунок 27. Динамика мировых цен на селен технический 1980-2010 гг.

Рисунок 28. Структура применения селена по отраслям (2009-2010 гг.), %

Рисунок 29 Динамика производства индия (1996-2010 гг.), т

Рисунок 30. Динамика производства индия в Китае (2001-2010 гг.) и структура производства по провинциям

Рисунок 31. Динамика мировых цен на индий (1959-2010 гг.), $/кг

Рисунок 32. Структура потребления индия по отраслям (2009-2010 гг.)

Рисунок 33. Динамика производства мышьяка (в пересчете на трехокись) 2006-2010 гг. (тыс. т)

Рисунок 34. Производство мышьяка в 2010 г. по странам (в пересчете на трехоксись)

Рисунок 35. Динамика цен на технический мышьяк в 2007-2010 гг. ($/кг)

Рисунок 36. Схема получения галлия и его применение

Рисунок 37. Динамика цен на технический галлий в 1980-2010 гг., $/кг

Рисунок 38. Структура потребления галлия по отраслям (2009-2010 гг.)

Рисунок 39. Динамика продаж светодиодов на основе GaAs, GaN (2006-2012 гг.), млн шт.

Рисунок 40. Прогноз потребления галлия до 2020 г.

Рисунок 41. Основные этапы производства германия и его применение

Рисунок 42. Производство первичного германия в мире в 1990-2010 гг.

Рисунок 43. Структура производственных мощностей по выпуску германия (максимальных) по странам

Рисунок 44. Производители германия по странам в 2010 г.

Рисунок 45. Динамика мировых цен на германий (1959-2010 гг.)

Рисунок 46. Структура потребления германия  по отраслям в 2009-2010 гг., %

Рисунок 47. Схема работы оптического волокна

Рисунок 48. Применимость различных материалов для высокоскоростных ИС

Рисунок 49. Динамика производства мобильных телефонов  в 1997-2009 гг., млн шт.

Рисунок 50. Динамика роста доли тонкопленочных ФЭП и прогноз  до 2017 г., мВт/год

Рисунок 51. Распределение введенных «солнечных» мощностей в 2010 г. по странам, %

Рисунок 52. Динамика производства ФЭП по  технологиям  в 2007-2009 гг., МВт

Рисунок 53. Прогноз мощностей крупнейших мировых производителей тонкопленочных ФЭП к 2012 г.

Рисунок 54. Динамика производства ФЭП по странам 2007-2009 гг., МВт

Рисунок 55. Прогноз снижения удельной стоимости изготовления модулей по различным технологиям (Si, CdTe, CIGS) до 2015 г.

Рисунок 56. Внешний вид станции Frankenfelder Berg Landfill с модулями Nanosolar мощностью 1,1 МВт

Рисунок 57. Внешний вид и принцип действия SIGC-модуля Solindra

Рисунок 58. Рост мировых мощностей по производству подложек и прогноз (2008-2012 гг.), млн шт

Рисунок 59. Прогноз производства солнечных батарей  в России на период до 2015 г, МВт

Рисунок 60. Установка МОСГФЭ наноструктур мультикаскадных ФЭП в турбулентном потоке VEECO 450 Turbodisk

Рисунок 61. Внешний вид солнечной батареи «Orbcomm» (GaAs/Ge)

Рисунок 62. Структура ФЭП на основе A3B5/Ge-подложке в проекте «Солнечный поток»

Рисунок 63. Технологическая схема производства  ФЭП «Солнечный поток»

Рисунок 64. Образцы продукции в рамках проекта «Солнечный поток»

Рисунок 65. Эволюция структуры рыка ФЭП и прогноз до2025, %

Рисунок 66. Объем рынка CdTe для производства ФЭП, история и прогноз (2005-2012 гг.)

Рисунок 67. Возможная добыча теллура (без учета и с учетом рециклинга отработанных ФЭП CdTe) в 2010-2100 гг., т

Рисунок 68. Потребление индия для солнечной энергетики до 2012 г., т

Рисунок 69. Динамика роста потребления германиевых подложек  (2007-2011 гг.)

Рисунок 70. Сценарий развития не-кремниевых ФЭП по типам до 2025 г.

Рисунок 71. Потребность в сырье по сценарию EPIA

Рисунок 72. Реалистичный сценарий развития ТП ФЭП до 2025 г.

Рисунок 73. Потребность в сырье до 2025 г. при реализации реалистичного сценария

Рисунок 74. Качественная оценка соотношения различных технологий  к 2025 г.

Дополнительные файлы

• Демо-версия материала (260 Кб.)