04光伏

光伏行业的本质不是短期追逐高毛利，而是每度电成本的不断下降
后期所有的技术升级都应该 为降低度电成本做贡献，否则就是耍流氓

▌一、网址

• 中国光伏行业协会
• ENF Solar – Solar Companies and Products
• 光储亿家 - 全球最大的新能源产业互联网平台
• 中国有色金属工业协会 - 硅业分会

▌二、文献

• best research cell efficiencies(光伏技术历史走势图) 2020年9月25日
• Solar PV technologies what’s next? 2019年6月1日
• 2019光伏电站资产交易白皮书 by 普华永道中国及德国莱茵TÜV集团 2019年3月21日

光伏电池生产设备产业链图谱

资料来源：平安证券

▌三、基本信息

▌单位换算

▌专业术语

• 硅料：当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅料是生产多晶硅片和单晶硅片的直接材料。
• 硅片：硅料可以进一步加工成硅片，硅片分为单晶硅片和多晶硅片。
• 电池片：硅片可以进一步加工成电池片。电池片正面和背面的金属电极用来收集光激发的自由电子和空穴，内部的 PN 结作用是将光激发的自由电子输送给 N 型硅，将自由空穴输送给 P 型硅，形成电流。
• 组件：将不同规格的光伏电池片组合在一起称作组件。该过程需将电池片先串联获得高电压，再并联获得高电流，然后通过一个二极管（防止电流回输）输出。
• 系统：将光伏组件、逆变器等零部件组合起来，构成最后的光伏发电系统。
• LCOE：是英文 “Levelized Cost of Energy” 的缩写，，即平准化能源（发电）成本，或降低度电成本。
• 光电转换效率：指电池的电荷载流子数目与照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。
• 弃光：光伏电站的发电量大于电力系统最大传输电量+负荷消纳电量。
• 弃光率：光伏发电弃光率=光伏电站的发电量-（电力系统最大传输电量+负荷消纳电量）/光伏电站的发电量。

▌行业上下游

资料来源：浙江艾能聚光伏科技股份有限公司问询回复

光伏行业主要分为上游的硅矿提纯硅料、硅料加工拉棒（单晶硅）/铸锭（多晶硅）、硅片切割；中游环节包括晶硅电池片的制造以及光伏组件生产；下游环节为光伏电站发电系统，即光伏电站的投建、运营、EPC 等。

▌硅料

▌工艺流程

当前主流的多晶硅（硅料）生产技术主要有三氯氢硅西门子法（改良西门子法）和硅烷流化床法，产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。 改良西门子法生产工艺成熟，2018 年采用此方法生产出的棒状硅约占据全国总产量的 96% ，是主流生产工艺。

改良西门子法制备硅料流程及核心设备

资料来源：CNKI

▌相关企业

▌硅片

▌工艺流程

资料来源：天业通联公司公告

• 原材料预处理：对硅料进行预处理，为后续拉晶铸锭做准备。
• 直拉单晶：将硅料装入圆形坩埚，吊装入单晶炉内进行高温熔化，颅腔内保持负压并冲入氩气保护，在高温下由籽晶引发单晶硅棒定向生长后，形成内部晶粒有序、排列方向一致的单晶硅棒。
  多晶铸锭：将配制好的硅料放入坩埚，坩埚放入镕铸炉内加热生长成晶锭，熔铸过程需要融入氩气保护。然后将冷却后的多晶硅锭和坩埚一起从铸锭炉中取出，敲碎坩埚，获得多晶硅锭。
• 切片：将单晶硅棒、多晶硅锭切割成单晶硅片、多晶硅片。
• 检测包装：对硅片进行检验分选，检验指标为硅片尺寸、厚度、表面质量等，最后将合格成品进行包装。

▌相关企业

▌电池片

▌发电原理

资料来源：无锡帝科电子材料股份有限公司招股说明书

▌电池分类

资料来源：无锡帝科电子材料股份有限公司招股说明书

▌工艺流程

资料来源：捷佳伟创招股书

▌工艺路线

资料来源：索比光伏网

▌工艺对比

电池工艺流程及对比分析

资料来源：摩尔光伏

IBC电池工艺流程

资料来源：摩尔光伏

资料来源：浙江艾能聚光伏科技股份有限公司之问询回复

▌相关企业

▌未整理^[3]

天合光能、中环股份、太极实业、中利集团、博威合金、横店东磁、航天机电、先导智能、中来股份、易事特、金晶科技、晶科科技、东旭蓝天、京山轻机、露笑科技、洛阳玻璃、回天新材、禾望电气、振江股份、北京科锐、乐凯胶片、*ST劝业、拓日新能、伊戈尔、连城数控、金辰股份、帝尔激光、奥特维、康跃科技、清源股份、高测股份、芯能科技、综艺股份、罗博特科、*ST兆新、金博股份、英杰电气、大智科技、宇晶股份、三超新材、岱勒新材、科威尔、聆达股份、*ST科林、ST天龙

▌四、电池片工艺

▌HJT

▌优势

1. 电池结构简单，工艺流程短
2. 电池开压高
3. HJT 电池工艺一般在200℃以下，对硅底材料要求低；热能投入少，同时对环境洁净度要求较低
4. 可以双面发电
5. 柔性好，可以制备柔性组件
6. 非常高的转换效率

▌劣势

1. 目前 HJT 电池生产设备价格昂贵
2. 投资成本高

▌降本路线

• HJT采用了与传统晶硅电池工艺设备不兼容的薄膜沉积的技术，设备一次投资高，带来成本的上升，通过推动HJT产业规模化发展，设备成本有望持续下降，接近与PERC持平。

• N型硅片市场价格高于P型，随着P型硅片的大幅降价，HJT电池N型硅片的价格劣势被进一步放大，将硅片薄片化可以有效降低电池硅耗量，节约生产成本。

• 目前，银浆的使用是HJT工艺中极为重要的成本组成，采用的低温银浆需要很好的平衡电阻率、浸润接触，焊接拉力以及印刷性等性能要求。由于HJT双面丝网印刷，银消耗达到烧结型银浆的3倍，往往占电池非硅成本一半以上。采用的低温银浆通常为潜伏性固化型，需要低于室温保存，冷链运输需求也会进一步推高成本。因此，银浆及相应工艺技术的优化有望带来巨大降本空间。 电阻率偏高是低温银浆单耗居高不下的最直接原因。在优化银粉体系组成、固化体系基础上，通过纳米技术加持，可以获得更低电阻，更低银含量的低温银浆。在开发低阻浆料基础上，通过细栅细线化配合图形优化可以带来直接的银耗降低。

另外，提效和降本的双重压力下，各大厂商多种融合工艺技术的探索，如SmartWire，分步印刷等，避开高银耗量的主栅印刷或将主栅和细栅浆料性能解耦，降低主栅浆料银含量或引入部分贱金属替代银，大幅降低银耗成本。

▌相关企业

资料来源：摩尔光伏

▌IBC

▌优势

1. 开压高，无栅线遮挡，全背面金属化，填充高，串阻低

▌劣势

1. 对衬底质量要求高，工艺复杂，成本非常高，目前量产的企业非常少

▌五、组件技术

光伏组件的技术更新路线主要是为了降低制造成本，其中主要是用于制作栅线的银浆成本；其次是减少对受光区的遮挡；此外，还可以通过降低栅线电流进而降低电阻损耗，进而提高光电转换效率。
组件市场主要技术路线包括多主栅电池、半片或叠瓦电池。

▌MBB

多主栅（MBB）技术通过增加电池片上的主栅数量（降低主栅宽度，从而降低银浆使用量）；降低对受光区的遮挡，提升受光面积；并使电池片上的电阻、电流分布更加均匀，从而降低阻抗损失。传统组件为 5 条主栅，MBB 一般指拥有 7 条以上的主栅线，市场主流为 12 条主栅。根据 CPIA 数据，同样 60 片电池片的组件，MBB 组件功率可以提高 2-3W。

多主栅电池与5主栅产品对比

资料来源：奥特维招股书

MBB 技术要求主栅宽度更窄，提高了对 多主栅。 串焊机的要求。常规 5 主栅电池的主栅宽度为 1mm，MBB 电池的主栅可窄至 0.1mm、焊盘宽度只有约 0.4mm，焊带宽度大幅减小，焊带数量大幅增加，焊带的形状也由扁平状变为圆柱状，从而对串焊机的焊接能力、精度和稳定性提出了更高要求。

▌半片

减小单片电池面积，降低电流，进而降低内部损耗同样可以提高组件功率。半片组件和叠瓦组件是两种解决方案。

全片组件指将标准规格电池片（156mm✖156mm 或 125mm✖125mm）进行串焊层压组装得到的组件，半片电池组件指将标准规格电池片切分为两个半片电池片（156mm✖78mm），然后进行焊接层压组装得到的组件。半片电池组件每根主栅的电流降低为原来的 1/2，内部损耗降低为原来的 1/4，进而提升组件功率，半片组件相较于传统组件可以提升 5-10W。 半片组件工艺流程增加了激光划片的需求。

半片组件工艺及产品图

资料来源：摩尔光伏

▌叠片

叠片（叠瓦）电池是将一块标准规格的电池片切割成 4-5 块，采用一种全新的排版方式制作而成的组件。叠片组件采用整体无主栅设计，通过一种类似导电胶的方式将电池片连接成串，省去了焊带焊接，减少了遮光面积，减少了内部损耗，比半片电池组件更有效的提高组件功率。 叠片电池工艺将增加激光划片机和叠片机需求。

全片、半片和叠片技术的优缺点对比

资料来源：摩尔光伏

▌相关企业

资料来源：奥特维招股书

相关企业（未整理）： 亿晶光电(600537)、东方日升(300118)、晶澳科技(002459)、协鑫集成(002506)、珈伟新能(300317，子公司华源新能)

▌逆变器

▌相关企业

▌光伏支架

▌相关企业

▌电站

▌相关企业

▌运营商

▌相关企业