ENF – 미래 PV기술 보고서 소개 -제3판

ENF – 미래 PV기술 보고서 소개 – 제3판

보고서 개요

새로 출간된 ENF미래PV기술보고서 제3판은 PV기술발전동향을 전면적으로 상세히 서술하였습니다.

현재 솔라 PV산업은 놀라운 속도로 발전하고있으며 또한 다양한 발전모식을 나타내고있습니다. 몇십년간의 발전을 거쳐 락후한 기술수준으로부터 현재에 이르기까지 이미 30가지 부동한 선진적인 기술수준으로 상승하였으며 300여개의 연구소와 대학원에서 PV 기술을 연구하고있습니다. 또한10,000여개의 생산업체들이 이미 PV 가치 사슬의 각 분야에서 생산활동을 진행하고 있습니다.

현재의 여러가지 다양한 발전상황으로부터 그리고 솔라PV산업이 부단히 변화에 따라 ENF는 미래기술보고서 제2판이 출간되지 안되여 18개월이후 제3판 제출간하였습니다. 보고서는 5개의 주요한 부분으로부터 12개 부분으로 증가하였으며 800,000자의 보고서 서술과 정보와 수치에 대한 정확한 분석들이 들어있습니다.

보고서는 솔라PV기술의 상업화를 초점으로 하여 가장 전면적으로 현재의 시장 기술발전동향을 서술하였습니다. 뿐만아니라 보고서는 폴리 실리콘, 인듐 그리고 텔루르의 채광 으로 부터( 특히 전세계 금융위기시기 공급정황을 초점으로 하여 강조) 각종 설비에 투입, 생산라인, 동시에 기타 기술에 대한 소개 그리고 완전히 생산된 모든 솔라PV제품, 응용제품 그리고 시스템들을 소개하였습니다. 이는 전면적으로 글로벌 태양광 산업발전동향을 소개하였을 뿐만아니라 부동한 층차로 분석을 진행하였습니다.

ENF조사연구팀은 3년간의 노력을 거쳐왔으며 부동한 솔라 PV산업의 저명한 PV연구자들이 독립적으로 제3판을 심사하고 업데이트하였습니다.

PV Future Technologies Review	7
Introduction to the 3rd Edition	7
Part I - Economic Effects Shaping Technology Directions	8
Section Index	8
1. The Solar PV Market	8
1.1 Who are the real customers?	8
1.2 Solar powered “battery driven” products	9
1.3 Off grid solar powered applications	9
1.4 Off-grid electricity supply	9
1.5 Renewable generation of electricity for the electricity grids	10
1.6 Renewable micro-generation of electricity for the electricity grids	11
1.7 Building Integrated PV (BIPV) Market	11
2. Forces shaping the success/price of a PV technology	12
2.1 Technological Advantage v Economies of Scale	12
2.2 Strategy Rules for successfully getting new solar PV technologies to market	14
2.3 Funding Dynamics behind new technologies	15
3. The solar PV industry cost drive to grid parity	18
3.1 Cost of What?	18
3.2 Cost per Watt ($/Wp) of solar PV modules	18
3.3 Installed system cost	26
3.4 Levelized Cost of Electricity (LCOE)	28
4. Drive for Higher Efficiency	29
5. Efficiency - from Lab to Field	31
6. Do standard test conditions paint an accurate picture of “Efficiency”?	32
7. Impact of “Game Playing” on a more competitive PV industry	37
7.1 Manufacturers and Governments/Regulators	37
7.2 Manufacturers and Suppliers	38
7.3 Manufacturers and their Competitors	38
7.4 Manufactures and their Customers	39
8. The Risks of the Business - (Chaos Theory)	40
8.1 Risks facing all industries	40
8.2 Risks particular to the solar PV industry	41
8.3 Risks particular to a specific solar PV technology	42
8.4 Risks specific to the particular commercial enterprise	44
8.5 Risk Summary	45
9. What is Characterising the Solar PV Industry today	46
10. Forecasting Technology Progress over the next 5 Years	47
Part II - Review of Critical Materials	49
Section Index	49
1. General Introduction	49
2. Polysilicon	51
2.1 Introduction	51
2.2 Established Silicon Refining Technologies for polysilicon	51
2.3 Emerging Scene of Silicon Refining Technologies for polysilicon	55
2.4 Implications for the solar PV industry	60
2.5 Polysilicon Suppliers	61
3. Indium	62
3.1 General Introduction	62
3.2 Forces that will determine the market price of indium	62
3.3 Market Prices and Trends	68
3.4 Indium Suppliers	70
4. Tellurium	71
4.1 General Introduction	71
4.2 Forces Determining the Price of tellurium	71
4.3 Market Prices and trends	72
4.4 Tellurium Suppliers	73
5. Gallium	74
5.1 General Introduction	74
5.2 Forces determining the price of gallium	74
5.3 Market prices and trends	75
5.4 Gallium Suppliers	75
6. Germanium	76
6.1 General Introduction	76
6.2 Forces determining the price of germanium	76
6.3 Market prices and trends	77
6.4 Germanium Suppliers	78
7. Molybdenum	79
7.1 General introduction	79
7.2 Forces determining the price of molybdenum	79
7.3 Market Prices and trends	80
7.4 Molybdenum Suppliers	80
8. Cadmium	81
8.1 Cadmium Suppliers	81
9. Pastes	82
9.1 Metallization paste	82
9.2 Alternatives to Pastes	83
10. Glass and Alternatives to Glass	84
10.1 Glass	84
10.2 Alternatives to Glass	84
10.3 Glass Suppliers	84
11. Other Materials	85
11.1 Backsheet	85
11.2 Lamination encapsulent	85
Part III - Key machines used in the factory processes	86
Section Index	86
1. Introduction	86
2. Semiconductor deposition technologies	87
2.1 Liquid Phase Epitaxy (LPE)	87
2.2 Chemical Vapour Deposition (CVD)	87
2.3 Molecular Beam Epitaxy	92
2.4 Physical Vapour Deposition (PVD)	93
2.5 Laser Pyrolysis	95
3. Diffusion Furnaces	96
3.1 List of Diffusion Furnace Suppliers	97
4. “Printing” deposition technologies	98
4.1 Introduction	98
4.2 Screen Printing	98
4.3 Inkjet Printing	99
4.4 Spray Coating	101
4.5 Deposition of the PV active material	101
4.6 Focused Flow Extrusion (from PARC)	102
4.7 Light Induced Printing (Electroplating)	102
5. Other Deposition Processes	103
5.1 Chemical Bath Deposition	103
5.2 Ultrasonic Direct Energy Plating	103
5.3 Close Space Sublimation	103
5.4 Vapour Transport Deposition	104
6. Semiconductor Wafer Cutting	105
6.1 Saw Technology	105
6.2 Cleaving technology	106
6.3 Future Developments	106
6.4 List of Suppliers	107
7. Laser Technology	108
Part IV - Factory Processes for PV Technologies	111
Section Index	111
1. Introduction	111
2. Silicon crystalline PV technologies	112
2.1 Monocrystalline Ingot production	112
2.2 Polycrystalline Ingot Production	112
2.3 Cell production	113
2.4 Panel Production	116
3. Thin Film Production Processes	119
3.1 Production process for a-Si (amorphous silicon) solar PV cells	119
3.2 Production process for CIS/CIGS Technology solar PV cells	123
3.3 Production process for CdTe Technology solar PV cells	125
Part V - Factual Survey of PV Technologies	128
Section Index	128
Section Pre-amble:- Explanation of the organisation of this section	128
1. Monocrystalline Solar PV Technology	130
1.1 “Benchmark” Sawn Wafer Technology	130
1.2 Thinner Silicon Wafer Technology	133
1.3 Edge Defined Film-fed Growth Process (EFG)	135
1.4 String Ribbon	137
1.5 Monocrystalline - Back-Contact SunPower Technology	140
1.6 Sanyo HIT Technology	141
1.7 Suntech Pluto Technology (variant of the PERL technology)	143
1.8 n-Type Monocrystalline Silicon PV Cells	144
1.9 Monocrystalline - Silicon Sliver Cells	145
1.9 Spherical Solar Cell	147
2. Multicrystalline - Benchmark Silicon Sawn Wafer Technology	150
2.1 Benchmark Silicon Sawn Wafer Technology	150
2.2 Back-Contact EWT Technology	152
2.3 Angle Buried Contact (ABC) Cell	154
2.4 Selective Emitter Cell	155
2.5 Light Capturing Ribbon	157
3. Thin Film	160
3.1 a-Si Family (including single, tandem and triple junctions)	160
3.2 CIS Family of solar PV technology	169
3.3 Thin film - CdTe Family of solar PV Technology	180
3.4 CTZSS (Copper (Cu), Tin (Sn), Zinc (Zn), Sulfur (S), and/or Selenium (Se))	184
3.5 Crystalline Silicon on Glass (CSG)	185
3.6 FeS2 (Iron Pyrite) Solar PV Cell	188
4. Very High Performance PV Cells	190
4.1 Single and Double junction (GaAs)	190
4.2 Multi-junction (GaAs)	191
4.3 Indium, Gallium, Nitrogen (Full Spectrum)	196
4.4 Gallium Nitride/silicon tandem solar cell.	197
5. Third Generation	199
5.1 Dye Sensitised	199
5.2 Third Generation - Organic Polymer	206
5.3 Nano-technology (Quantum dots)	212
5.4 Multi-junction Nanowire PV Cells	220
5.5 List of Suppliers of Third Generation PV Technologies	221
6. Concentrator PV Technology	222
6.1 Low Concentration PV (LCPV) (Under 5 suns)	223
6.2 High Concentration PV (HCPV) (Over 5 suns and typically 500 suns)	228
6.3 Combined CPV Electricity and Direct Heating Systems	239
6.4 - List of CPV suppliers	243
Part VI Thermo PV Technology (TPV)	244
Section Index	244
1. Introduction	244
2. PV Cell Technology	245
3. Filters	245
4. System Efficiency	245
5. Cell Efficiency	245
6. Industrial Capacity	246
7. Future Research Directions	247
Part VII Innovative Solar PV Films, Cells, Panels & Designs	248
Section Index	248
1. Transparent Solar Cells	248
2. Coloured Solar PV Modules	251
3. Innovative Panel Designs (Roof Tiles and Shingles)	253
4. Combined PV Flat Panel and Thermal Water Heating	256
5. Building Integrated PV	259
6. Other Innovations	260
6.1 Light Wavelength Conversion Films and Luminescent solar concentrators	260
6.2 Light Splitting PV Receiver	261
6.3 Integrated solar power electronic circuits	262
6.4 Microscopic solar cells for attachment to fabrics	262
6.5 Solar Roads	262
7. Silexium SiC Anti-reflective coating solution	263
Part VIII - Solar PV Generated AC Energy	264
Section Index	264
Sections Pre-amble Introduction	264
1. Inverters	265
1.1 The architecture of inverters to solar PV modules	265
1.2 The Basic efficiency of Inverters	266
1.3 List of Suppliers	267
2. Charge Controllers	268
3. Mounts and Trackers	269
3.1 Fixed Mounts	269
3.2 Single-Axis Trackers and Mounts	269
3.3 Two-axis Mounts	270
3.4 Tracker Drives	270
3.5 List of Suppliers	271
4. Batteries	272
4.1 The Lead Acid Battery Evolution	272
4.2 Other types of batteries currently in use	272
4.3 Future Developments in Battery Technology	272
4.4 List of Suppliers	275
5. Other Innovations	276
5.1 Solar Panel Automated Cleaning	276
5.2 Solar PV Farm Fault Monitoring	276
Part IX - The Solar Powered Products Revolution	277
Section Index	277
1. Solar Applications Product Market	277
2. Markets	278
3. Technology	279
3.1 Solar Cells Only	279
3.2 Solar Cells Plus Motor	279
3.3 Solar Cells Plus Battery Plus Motor	280
3.4 Solar Cells Plus Battery Plus Lights	281
3.5 Solar Cells Plus Portable Electronic Device	283
3.6 Solar Cells Plus Battery Plus Portable Electronic Device	283
3.7 Solar Cells Plus Battery Plus Static Electronic Device	283
4. List of Suppliers	284
5. Discussion and Conclusion	285
Part X - Quality and Reliability of Solar PV Systems	286
Section Index	286
1. The Solar PV Quality System	286
2. Material Quality Control	287
3. Factory Testing	288
4. Quality Standards and Certification by third party testers	289
5. Feedback from the field	290
6. Research programmes to address particular issues	292
Part XI - Survey of Solar PV Research in University & Public/Private Research Laboratories	293
Section Index	293
1. Introduction	293
2. ENF survey of solar PV research	295
America - North	295
America South	312
Asia	313
Australasia	327
Europe	329
Middle-east and Africa	357
Annex - ENF Classification of Research into Solar PV Technologies	360
Part XII - Glossary of Terms used in the Solar PV Industry	361

방법절차

ENF 미래PV기술 보고서는 부동한 계단을 거쳐 작성하였으며3년간 연구분석을 진행해왔습니다. 보고서는 2007년에 제1판이 출간되였습니다. (2007년 9월)

제1판 보고서는 객관적으로 주요한 기술들이 글로벌 신흥 솔라 PV산업에서의 미래의 전망들이 들어있습니다. 이는 산업에서 새롭게 나타난 여러가지 사항들을 제공하였습니다. 솔라PV산업은 처음으로 포리실리콘의 부족위기에 들면서 곤경에 처하였습니다. ENF의 리서치 프로젝트는 폴리실시콘의 산업에서 새롭게 나타난 폴리실리콘의 기술발전상황을 서술하였습니다. 이는 솔라PV기술의 각 부동한 분야에 대하여 기초를 닦았을 뿐만아니라 솔라산업에서이 제1세대부터 제3세대에 이르기까지 기술발전변화를 리뷰하는데 기초를 닦았습니다.

위에서 서술한 내용은 아래의 여러 부분에서 체현:

Part 1 –보고서 설정(상업 요소)
Part II – 최근의 실리콘의 정제기술
Part III - 2007 – 실제PV기술조사

정보를 매우 쉽게 찾을수 있도록 모든 솔라PV기술결과들을 아래와 같이 동일한 격식으로 작성:

소개 – 기술의 정의와 간략한 찬반양론

마켓팅 플레이어–기술연구활동에서 활약하고있는 여러가지 기관, 단체들을의 리스트

셀& 패널 효율 –흔이 인정된 콤퍼레이터

해설 – 새롭게 증가된 전문용어

원자재–가장 중요한부분을 증가하여 리스트. 예: 갈리움

생산업체의 생산과정– 산업인증 과정에 필요한 부분

상류 공급업체– 관건적인 설비 공급업체

기술에 의한 생산능력– 하류 생산업체의 생산능력을 예산

미래의 연구개발방향–명확한 기술발전목표의 리스트

리서치는 이미 청구하거나 특별한 사항들을 해설하기위한 문제들을 찾아 작성하였습니다.

이러한 기초부분은 이미 보존되였으며 이후의 보고서에서 업데이트할것입니다.

ENF미래 PV 기술보고서 제2판(2008년 9월)

제2판은 보고서의 내용을 증가하여 전체 가치사슬에서의 인듐, 텔루르 등 원자재에 대한 채광으로부터 완전한 솔라제품에 이르기까지의 기술혁신들을 서술하였습니다. 처음으로 전면적인 솔라PV 산업을 서술함으로서 기타 산업과 쉽게 구별할수있습니다.

원자재의 위기에 들면서 가격이 점점 높아짐에 따라 제2세대 태야광기술 박막전지가 등장하기 시작하였습니다. 보고서는 특별히 기술을 중점으로 공장의 생산과정과 주요한 설비에 대하여 서술하였습니다. 보고서의 조사범위와조직구성:

Part 1 – 보고서의 설정
Part II – 원자재의 위기
Part III – 공장의 생산과정에서의 PV기술
Part IV – PV기술 조사연구
Part V – 솔라PV셀의 응용제품

ENF미래 PV기술보고서 제 3판 (2010년 4월)

제3판 보고서는 아래와 같이 많은 데이터와 정보 그리고 분석들을 통하여 새로운 영역, 예하면 솔라PV시스템, TPV그리고 믿음이 가는 솔라PV등 조사범위를 확대: Part I – 경제적영향이 기술발전방향을 변화

Part II – 중요한 원자재에 대한 보고서
Part III – 생산과정에서 사용하고 있는 주요한 설비
Part IV –공장의 생산과정에서의 PV기술
Part V –PV기술 조사연구
Part VI – 태양열기술 (TPV)
Part VII – 새로 발명한 솔라PV 막, 셀, 패널과 디자인
Part VIII – 솔라 PV 보편적인 AC 에너지
Part IX – 솔라 파워의 제품개혁
Part X – 믿은이 가는 솔라 PV시스템
PART XI – 솔라PV연구기관 /단테, 대학교 등에 대하여 조사
Part XII – 솔라PV산업의 전문용어에 대한 해설

여러가지 새롭게 연구조사한 리서치 프로젝트. 예하면 생산업체의 설비 및 생산과정등, 뿐만아니라 우리는 40여개 국가의 300여개의 대학원과 공공기관 그리고 단체등 솔라PV기술연구기관들을 조사연구(공급업체도 포함)를 진행하였습니다.

제3판 기술보고서전자판본은 온라인에서의 ENF산업 데이터베이스 부동한 부분에 웹 링크하여 전문적인 기술에 대한 서술과 분석 혹은 원자재 및 ENF의 산업 데이터베이스에 리스트된 부동한 부분의 수천개의 업체로부터 보고서에 대한 매개 기술에 대하여 더 쉽게 이해할수있습니다. 때문에 미래기술보고서는 솔라산업에서 유일하게 기술정보를 얻을수있는 도구입니다.

3년간의 노력을 거쳐 우리는 부단히 산업의 세부적인 발전동향을 제공해줌으로하여 많은 경영자들과 새로 솔라산업에 진입한 여러 사업자(투자자)들한테 산업의 전업적인 기술 발전동태를 제공해드립니다.이보고서는 기술수준에 대한 심도가 적합함으로 사업자들한테 필수적인 기술보고서입니다.