一提到太陽能電池的產業鏈，一般人可能只會想到從多晶硅原料到電池板組件這個過程。

       其實從多晶硅原料到電池板組件的過程只是電池產業鏈中的很小的一部分，只是一些顯而易見的環節，而真正的太陽能電池產業所涵蓋的產業鏈非常廣而大。從多晶硅到電池組件，其實只是光伏產業鏈的主原料鏈中的一部分。

       除了主原料鏈，還有輔料鏈，裝備鏈和產業服務鏈。

       本文就簡單地對這四個產業鏈來進行分析：

       一、主原料鏈：

       主原料鏈:這個主原料鏈就是通常人們所說的光伏產業鏈。源頭是從蘊藏在大自然的硅石開始。而原料鏈的第一個環節就是金屬硅的冶煉。

       1.1金屬硅環節

       金屬硅是用大自然界蘊藏極為豐富的硅石來冶煉的。硅石的成分是二氧化硅，也叫石英，純些的就是水晶。從硅石到硅本質上是一個還原過程，因此還要用到還原劑碳，碳有直接用煤炭的，也有用木炭和焦炭的，近期光伏則主要用的是石油焦，原因其雜質較純。

       金屬硅出來之后，原料鏈按照不同的路線開始分叉。目前主流的技術路線是晶體硅的路線，而薄膜硅是另外一條路線。

       1.2晶體硅路線環節

       晶體硅光伏電池路線，是從金屬硅開始，得到更純的太陽能級的多晶硅，然后制作成電池的路線。對于從金屬硅到多晶硅的提純，分為兩個主流路線，一個是化學法，也就是目前主要應用的西門子法，它是將金屬硅先轉變為三氯氫硅，然后再進行分餾和精餾提純，得到高純度的三氯氫硅后，再還原而成。

       另外一個方法，是物理法，目前統稱為冶金法。它是直接對金屬硅通過一些手段將雜質取出而得名。因為硅在整個提純過程中未發生化學反應而得名。

       化學法的純度較高，但能耗和成本也較高，污染處理成本較大。冶金法電耗低，成本低，無污染，但目前的純度還比西門子略低一些。但生產光伏電池已經不存在問題了。

       多晶硅之后，晶體硅的工藝就比較一致，從多晶硅直接鑄錠切片，然后制作電池；這就是多晶硅電池片的路線。從多晶硅先拉單晶，再切片，然后制作電池，這就是單晶硅電池的路線。

       電池片制得后，就是組件封裝。組件封裝其實也包括許多材料，如白玻璃，EVA等，但那些屬于輔料，將在后面敘述。

       通常意義的光伏產業鏈就似乎到此為止了，其實，這只是光伏產業這個大冰山中露出的一角。

       1.3薄膜硅路線環節

       薄膜硅的源頭，也是采用金屬硅，先制成硅烷氣，然后通過氣相沉積技術在薄膜襯底上形成非晶硅薄膜，之后制作PN結，形成薄膜電池組件。

       除了用硅作為薄膜外，還有用碲化鎘、砷化鎵、和銅銦鎵硒（）等材料作為原料的。由于大自然所蘊含的所有元素中，硅占了四分之一多（27%），另外氧占了42%，因此，其余的元素很少。尤其是碲、鎘、鎵、銦等，都是電子行業和航天產業的極其寶貴的元素，如果用在光伏發電這樣大規模的場合，無異于焚琴煮鶴。

       2009年9月某美國薄膜公司到中國內蒙號稱要投資2000MW薄膜電站，但該公司要求在中國采購碲和鎘，名義上是在中國設廠生產這些電池，但這里面的真實動機，就值得好好地打個大問號。因為碲和鎘目前在世界上已經極為稀缺，歐美日列強覬覦中國的這些元素已經很長時間了。如果該公司在中國采購2000MW電池所需要的相關元素，那么，屆時，即便將該電站全部送給中國，可能也不及這些資源流失所給中國造成的損失的什一。

       1.4光伏電站

       組件后的電站也包括不少東西，例如支架、匯流盒、電纜、逆變、追日系統、等，這些屬于裝備類，將在后面的設備鏈中細說。

       二、輔料鏈：

       光伏產業的輔料鏈在光伏產業中所占的比重非常大，但常常為人們所忽視。

       由于光伏最終產品涉及的輔料數量和品種較多，因此，這里以硅片為界，分為硅片前和硅片后兩個部分。

       2.1硅片前輔料

       主要是提純和生產多晶硅、單晶硅所用的輔料。包括：氯產品如鹽酸、氯氣、三氯氫硅等，氫氣以及氫氯化所用的氣體，多晶硅鑄錠用的氮化硅粉，惰性氣體，以及其它反應氣體。

       在多晶硅鑄錠時用到的石英坩堝，鑄錠爐和單晶爐內用的石英坩堝（又分為石英陶瓷坩堝和石英玻璃坩堝），隔熱用的碳氈（分為硬氈和軟氈），以及工作時需要消耗的溫度傳感器件。

       此外，在多晶硅鑄錠和單晶硅拉制時，還需要用到保護氣體和反應氣體。

       2.2硅片后輔料

       在硅片切割過程中，要用到切割線（包括鋼線、鉬線、金剛砂線）、切削液、金剛砂微粉（或稱碳化硅微粉；在硅片切割后清洗時，要用到各類的堿、酸和純凈水。

       硅片切割后，進入電池片生產階段，此時除了前期對于硅片的清洗制絨外需要各類酸堿和純水輔料外，擴散還需要用到三氯氧磷氣體，PECVD要用到硅烷氣體，電極加工要用到銀漿和鋁漿，這些輔材的消耗量甚至不亞于主原料硅的價值。

       在組件加工方面，要用到白玻璃，EVA薄膜（近期也產生了用有機硅薄膜的新產品），鋁合金框（最近開始使用工程塑料代替），還有各種粘結劑。

       在電站建設方面，則主要是電纜和支架材料。支架材料目前以鋼結構為主，也有采用鋁合金和工程塑料代替的。

       三、裝備鏈：

       如果從產值上看，光伏產業價值最大、最先啟動的市場，其實不是光伏電池和組件，而是裝備市場。我們依然以硅片為分界線，分兩部分來看。

       3.1硅片前裝備

       首先，金屬硅的冶煉需要礦熱爐，還有除塵設備；此外變壓器和破碎及硅石清洗設備也是免不了的，不過，由于金屬硅產能現在中國是過剩的，因此，這些設備目前還算便宜。

       金屬硅煉出來后，如果后面采用冶金法生產多晶硅，還需要用精煉爐進行爐外精煉。通常采用中頻感應爐比較多，一臺10000KVA的礦熱爐，可能要配到10到20個5T標準鐵容的中頻感應爐。

       如果采用西門子法，那么，精餾塔、還原爐，氫化裝置，氯化裝置，這樣一套裝置造價不菲。隨著國內的西門子法多晶硅廠的增加，相關設備國產化的程度也越來越高，現在，無論是精餾塔還是還原爐，已經都有國產的了，氫化裝置（包括熱氫化和冷氫化）和氯化裝置也已經有了。

       如果采用冶金法，那么，粉末冶金設備，濕法冶金裝置、真空熔煉裝置是少不了的。

       多晶硅出來后，多晶硅的鑄錠爐、單晶爐需求量更大，接著是破錠機、鑄方設備、倒角拋光設備，硅片多線切割機、硅片清洗設備，等。

       可以看到，以上的裝備量是非常巨大的。以多晶硅為例，到2009年底為止，中國的多晶硅總產量不到20000噸，按現價產值計算，還不到100億人民幣的產值，但中國在多晶硅廠所花費的設備投入至少已經1000多個億下去了。而這個裝備市場，卻是被我國許多投資者和企業家所忽視的。

       3.2硅片后設備

       電池生產的清洗制絨設備，擴散爐、PVCED、絲印機、燒結爐，有了這些，才能生產出太陽能電池片。然后，層壓機是將生產組件的主要設備，但是，玻璃的生產，EVA薄膜的生產，也同樣需要大量的設備。

       組件出來后，要安裝在支架上。如果是地面電站，還要加上追日（跟蹤）系統，這些也屬于光伏發電裝備了。

       組件出來的直流電要經過逆變器、控制器才能變成交流電，如果要并網的話，還要有同期裝置，對電網進行相位和頻率跟蹤才能并網。

       按目前的行情，組件價格大約是每瓦12元左右，而系統的造價大約每瓦為6~8元。也就是說，一個100MW的電站，系統地造價大約為6~8個億人民幣。如果按照總書記在紐約的承諾，2020年新能源發電達到15%，而其中只要有40%是光伏的話，年新增至少要達到1000GW，那么，設備價格即便降低一個數量級，按每瓦1元計，也將達到1萬億元人民幣/年，因此，如果大規模上光伏電站的話，組件后的系統裝備的市場也不可忽視。

       如果不是并網電站，而是用戶端或離網型，那么，還要考慮儲能系統，包括蓄電池和充放電控制系統。鑒于目前的鉛酸電池在容量上和環保方面還有不少問題，因此，研究開發能夠進行大容量、長壽命、高效率的儲能裝置，不僅是當務之急，而且也是一個潛力非常巨大的市場。

       四、光伏服務鏈

       除了上述的主原料、輔料和設備外，光伏產業還有一個潛力很大的鏈，就是服務鏈。服務鏈我們分為硬件和軟件兩方面。

       4.1光伏測試儀器設備

       光伏產業的服務鏈中，一個重要的環節是測試服務。測試服務貫穿于所有的主生產環節，也是前期研究和開發的重要技術保證。測試服務的水平，主要取決于測試分析設備。

       對于硅材料的生產來說，測試儀器包括，常規化驗分析儀器，這在硅材料、尤其是多晶硅的生產是非常重要的。對于高純度的硅材料，成份分析儀器有ICP-AES（等離子體原子光譜儀），ICP-MS（等離子體質譜儀），GDMS（輝光放電質譜儀），二次離子質譜（SIMS），均需要用來進行生產過程中的硅材料的雜質成份測試。此外，還有傅立葉紅外分光光度計，用來測試碳氧的含量。

       而對于硅材料的研究方面來說，還有RBS（盧瑟福離子背散）測試，電子束顯微技術（SEM掃描電鏡、TEM透射電鏡技術），EBIC（電子束誘導電流技術）、SPM（掃描探針顯微學）、DLTS（深能級瞬態譜技術）、等，都是光伏材料研究不可缺少的設備。

       對于電池和硅片的生產，則主要有：電阻率掃描測試儀，少子壽命掃描（微波光電導、激光電導、波導法等），粒度測試，硅錠硅片探傷儀，單片光電轉換效率測試儀，漏電流測試儀、組件轉換效率測試儀，光度計等。

       長期以來，測試設備出了常規的化驗分析設備外，絕大多數儀器我國還不能生產，還需要依賴進口。近年來，在電阻率測試、光電轉換效率測試等方面，已經有了一定的進展，但取得國際權威機構認證和互認的還較少。測試儀器的缺乏，也是中國光伏行業不能快速發展的一個瓶頸之一。

       4.2光伏技術研發服務

       由于光伏產業目前還是一個幼稚的產業，無論從基礎理論研究、材料研究還是器件研究、器件制造工藝，以及應用研究，都還處于一個產業成長期的極初級階段，許多應當進行的研究都沒有開始。制造工藝也還十分原始。因此，無論從企業還是從政府，對于研發進行足夠的投入，都是意義十分巨大的。

       例如，光伏電池光致衰減的機理，溫升衰減的機理和遏制措施，如何廉價地大規模生產光伏電池和組件，為什么光伏電池的原材料的成本和數量較低，但最終成本卻很高？這些都是涉及到基礎材料研究和制造技術的一些深層次的課題，需要進行大量的研發工作。而一旦這些研究取得突破，那么，光伏發電的成本就有可能在目前的基礎上，再下降一個數量級，那時，光伏發電的普及將不再需要任何的補貼，而真正成為人類的光明使者和福音。

       4.3光伏教育培訓服務

       光伏產業由于是一個新產業，因此，沒有現成的人力資源。需要從半導體、冶金和制造業獲得人才。但無論如何，各種等級的培訓是不可缺少的。

       從基層說起，技術工人的培訓上崗，是目前各個企業最急需的服務。良好的培訓可以大大降低企業的成本，不僅是人力資源成本，更多的是生產成本和浪費的減少。

       對于中高層的技術人員，則需要進行光伏專業的本科和研究生教育。目前，中國已經有個別大學與光伏企業合作，開立了光伏方面的專業、甚至學院，但獲得政府部門正式認可的還沒有。

       隨著光伏產業的發展，光伏產業大軍將迅速擴大，最終僅中國的從業人員可能就要上千萬之多，因此，職業教育和培訓，也是一個不小的產業。

       4.4物流服務

       任何一個產業都會涉及到物流。但是，光伏產業對物流的需求，卻往往被人低估。

       已多晶硅的生產為例，一萬噸多晶硅，每年就需要進出大約三萬噸的貨物。更不談金屬硅了。而對于組件來說，僅僅一個100MW的光伏電站，就需要1000個40尺的集裝箱車輛進行運輸成品，而原料則更多。而電站的安裝，支架的運輸量要比電池組件大五倍左右，也就是需要5000個大型貨車進行運輸。

       如果按照胡總書記的新能源的15%的目標，每年光伏發電裝機量將達到1000GW，那么，將需要50萬輛貨車來運送光伏組件和支架，這還沒有包括前段的中間產品。因此，光伏產業對于物流的需求，將接近鋼鐵和煤炭對于運輸的需求。

       五、結語

       以上，對于太陽能電池產業鏈做出了簡單的概述。希望那些對光伏產業有興趣的人能夠從中得到一些有益的東西。現在的光伏產業還很年輕和幼稚，離成熟還很遠，而這也正是這個行業的魅力所在。