光伏产业链综述

背景

二氧化碳排放峰值和碳中和:通过各种手段抵消生产过程中排放的二氧化碳,最终实现二氧化碳零排放。

在过去的十年里,光伏发电的成本下降了90%以上,甚至在一些国家已经低于常规能源,并且实现了廉价上网(接入电网)。

工业链条

产业的上游是从硅料到硅片的原料制备;

中游是从光伏电池到光伏组件的制造,负责生产有效的发电设备;

下游是应用端,即光伏发电系统。

1.硅酮(通威、大全能源、保利GCL)

2.硅片(隆基、中环、电脑数控)

3.电池(通威股份、爱旭股份)

HJT拓普康

4.组件(京奥科技)

需要辅助材料配合

5.电站(晶科科技晶运通太阳能)

需要逆变器配合

综合企业:隆基、金高科技、天合光能。

光伏设备:迈威股份捷佳威创金辰股份

光伏硅材料:控制产业上游

工业硅是信息产业和新能源产业最基础的原材料,通过一系列物理化学反应提纯,达到一定纯度的电子材料。

注:这里的多晶硅和多晶硅片不是一个概念,是光伏中游的产品。

光伏产业链中硅的成本占比越来越小(技术进步),目前已经从90%下降到45%。

制造技术:改良西门子法、硅烷流化床法(成本优势,但技术相对不成熟)

硅料涨价(特别是21年):供应商捂盘惜售,涨价;确实是能力不足。会打压下游利润和需求。

通威股份、大全能源、保利协信

光伏硅片:单晶硅全面替代多晶硅

硅片是产业链上游的末端,是光伏产品的起点。其形状、大小和厚度取决于生产工艺和下游产品的设计要求。硅片进一步加工成晶体硅电池,电池经过排列、封装,与其他辅助材料组合成太阳能电池板,是光伏系统最小的有效发电单元。

简单总结一下硅片的生产工艺:上一节提到的多晶硅材料经过一系列工艺后,被拉成单晶硅棒,或者铸造成多晶硅锭,然后切片成硅片。

单晶硅的光电转换效率更高(尤其是以PERC电池为代表的新一代电池技术),随着技术进步,基本取代多晶硅。

目前,光伏硅片的主流尺寸有五种,即

156.75mm和158.75mm已经淘汰。

166mm(主流),182mm,210mm(潮流)。

规模化正在加速,成本低,效率高。

目前降低硅耗的主要途径是减小硅片厚度,减少芯片损耗。

目前上游光伏行业的发展路线非常清晰,一切围绕降低成本展开。

隆基、中环、上位机数控

光伏电池:不断升级,快速进步

中游的起点。所谓光伏电池,就是一种利用太阳能发电的半导体片。只要满足一定的光照条件,电池就可以在环路的情况下输出电压并产生电流。

最重要的指标是发电量。

技术路线:

单晶硅PERC电池:高容量和成熟的技术。未来光电转换率提升空间不大。

n型电池:光电转换率高,技术相对成熟。

拓普康:理论光电转换效率极高,达到28.7%。对生产线要求低,可以从现有生产线升级,对初期投资更友好。但是制作过程比较复杂(12-13。),因为工艺负责,推高了生产成本。

HJT:最有希望成为下一代主流的技术路线。工序少(4道工序),但成本高(对原料要求高,目前不兼容PERC设备)。

IBC:转化效率最高的技术路线,但技术不成熟,工艺要求高,面临的困难远大于前两条。

薄膜太阳能电池具有低衰减、重量轻、材料消耗低、制备能耗低的特点,适合与建筑结合。但由于还处于研发初期,转化效率不高。很难商业化。

通威股份、爱旭股份

光伏组件:太阳能发电的基础

光伏模块,或太阳能电池板,指的是同一个产品。

光伏组件的制备主要包括两个步骤:电池的互连和叠层:

电池的互联:光伏组件中标准电池的数量为60或72个,用10或12铜线作为母线连接,6组互联成一个光伏组件。

层压:电芯互联后,一般自下而上按照钢化玻璃、贴膜、电芯、背板的顺序封装在一起。背板和钢化玻璃将电芯和贴膜封装在里面,边缘有铝框和硅胶封条保护。

京奥科技

光伏辅助材料:不含硅,也很重要。

辅材成本前五名分别是边框、玻璃、贴膜、背板、焊带。

边界:成本最高,技术含量最低,议价能力最低。

玻璃:光伏玻璃、超白压花玻璃、超白加工浮法玻璃和透明导电氧化物涂层(TCO)玻璃。光伏玻璃的发展主要是上下游带动,目前主要趋势分别是增薄,对比核心辅材。

贴膜:一般封装贴膜由有机高分子树脂制成,直接与模块内部的电池芯片接触,覆盖电池芯片的上下两面,保护电池芯片免受水蒸气和紫外线的侵害。目前市场上主流的薄膜有三种,分别是透明EVA(聚乙烯-聚醋酸乙烯酯聚合物的简称)、白色EVA薄膜和POE(聚烯烃)薄膜。

背板,焊接带:省略

玻璃:福莱特,信义太阳能。

影片:扶植海友新材料

支架框架:艾康科技新博

背板:赛屋科技中莱股份名冠新材。

光伏逆变器:光伏上网的最后一道难题

它是将光伏组件产生的直流电转换成频率可调的交流电的电子装置,是光伏上网的必备设备。。

阳光电源、古德威、金朗科技

光伏电站:产业的终端

光伏电站是光伏产业链的末端。

集中式光伏电站的主要特点是运行维护更经济,受益于规模效应,发电成本更低,发电量大,更能满足电网接入的要求。目前我国以集中式电站为主,多分布在西部光照丰富的地区。

分布式光伏电站主要是指建在小型空地或建筑表面的小型电站,如厂房、公共建筑屋顶等,在人口稀少的发达国家占主流。

晶科科技晶运通太阳能