国际太阳能光伏技术路线图2012版

该版本的ITRPV由领先的欧洲和非欧洲晶体硅电池制造商、组件制造商、硅片供应商共同完成。同时也包括了不同机构、设备供应商和材料供应商的反馈意见。路线图覆盖了整个光伏产业链，包含了晶体硅、硅片、电池制造，以及下游的组件制造。与之前的版本相比，涉及的参数更加丰富，业界的最新趋势也进行了讨论。

从可预见的历史学习曲线中可以看到，光伏组件的每瓦峰值的成本将继续下降。这与组件的成本显著下降相一致。为了实现这一目标，当前的主流光伏工艺需要进一步优化，新的制造技术将会出现，目前还未知的技术将在2015年得以在生产中应用。

c-Si产业链制造商的具体要求有更有效的使用材料、更高效的设备、更先进的工艺。这些领域的进步影响的不仅仅是单个制造步骤，也会影响整个产业链。晶体硅工艺就是一个很好的例子。硅铸锭技术的进步使得多晶硅硅锭中包含了很大一部分的单晶硅，我们称之为准单晶或类单晶。这就为制造更高转换效率的光伏电池创造了条件。然而，除了硅片更薄的趋势外，硅片的切片方法、传输处理手段、电池工艺以及互连技术等都需要进一步的发展。

该技术路线图将继续与SEMI PV小组合作，并在每年春天进行更新，以确保整个产业链的制造商和供应商之间保持良好的沟通。

方法
数据的收集对技术路线图至关重要。参与该项目的公司覆盖了产业链的晶体硅到组件等环节，对于参数的设置取得了一致的意见。数据的汇总采用了每家公司匿名输入的方式。以图表的方式展示了到2020年所预计的产业趋势，并采用不同的颜色标注了当今技术的成熟度，见表1。所有的参数都是中位数，并基于最新的生产线数据给出了答案。具体的领域包括材料、工艺、产品三大部分。在每部分我们将会具体讨论晶体硅、硅片、电池和组件。

材料
材料部分将重点讨论产业链所涉及的原材料以及耗材的要求和发展趋势。一些材料的替代产品必须保证供应，并且不会产生环境污染，能够降低成本并提高转换效率。发电价格是光伏能够与传统能源竞争的关键。

工艺
为了降低制造成本，需要引入新技术、新材料以及更先进的设备。本路线图为业界提供了生产中关键参数的信息，提升转换效率和增加组件功率产出所需要的工艺细节，希望为产业发展起到引导作用。在工艺章节，我们具体描述了产业链的每一个制造环节。技术发展必须确保更高的电池和组件转换效率。

产品
产业链的每一部分都有代表性的最终产品。所以，产品章节将讨论未来数年内硅锭、硅片、c-Si光伏电池以及组件关键性能的发展。

成本下降
制造工艺的成本下降必将导致光伏产品价格的下降。图1是光伏组件的学习曲线，展示了组件的平均售价与时间的函数关系。该曲线说明，组件出货量每翻一番，平均售价就将下降约20%。

该曲线中的某些日期被特别标注出来，更好的说明了价格和市场规模如何在一定时间段内发展和变化。同时，日期也与某些重要的市场和政策事件相吻合。到九十年代中期和晚期，美国一直是最大的光伏技术生产和消费国。1976、1981和1988这三个时间点与美国的可再生能源政策变化相吻合。从1996年开始，日本、德国以及其它一些国家的政策变化造成了今天的光伏繁荣局面，并同时削弱了美国市场。光伏市场的平均生产增长率从1982到1996年之间的11%增加到1996年以后的每年47%。从2004年开始，这样强劲的增长势头导致了高纯多晶硅的短缺，并使得数据在几年的时间里偏离了学习曲线，2006年价格达到了顶峰。2010年到2011年，我们又回到了学习曲线所预测的价格，增长率约为20%。不断改进的组件性能和显著降低的制造成本相结合，光伏产业才能在未来较长时期内与其它能源竞争。

成本要素和拥有成本考量
为了降低成本，必须考虑主要的成本要素。参与该路线图的公司采用的是基于SEMI E35（计算）、E10（利用率）、E79（效率）的标准拥有成本（CoO）计算模型。主要需要考虑的要素包括产出量、生产能力、折旧、空间、材料/耗材、水电、废物处理、劳动力以及良率损失。假设先进设备的产出量和生产能力非常有竞争力，每一个生产步骤都可以用主要的成本要素深入分析。图2是基于参与本路线图的公司的生产线分析得到的晶体硅、硅片、电池和组件生产的现状。

产业链要素的区别清晰可见。关键的成本驱动力为耗材和非硅相关的材料。昂贵的配件包括坩埚、切割液和切割线。关键的材料有电池中的金属化浆料、玻璃和背板。折旧和空间成本是产业链每一个部分的成本驱动力。在我们的分析中，电池制造的折旧没有考虑设备的频繁升级和改进。水电部分的成本在晶体硅、电池和组件制造中占有很大的比例。良率的损失也会影响晶体硅、电池和组件制造的成本。劳动力的成本取决于生产线的自动化程度。

总体来说，除了材料、耗材、水电外，设备价格以及劳动力是未来光伏产业链成本进一步下降的重要因素。