一、 光伏生产现状分析
光伏电池是一种对光有响应并能将光能转化为电能的器件。光伏发电所用的太阳能具有普遍性、清洁性、长久性等特点,属于可再生能源。近几年全球光伏发电量占比持续提升,2017年达到1.9%。根据数据,截至2018年底,全球光伏发电累计装机量达480GW,2009-2018年增长了20倍。预计2030年全球光伏累计装机量有望达到1721GW(2018-2030年复合增速约11%),到2050年将进一步增加至4670GW(2030-2050年复合增速约5%)。光伏发电有望在未来成为主要的发电方式之一。
全球光伏发电量占比
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相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国光伏电池行业市场研究及发展趋势研究报告》
全球光伏发电累计装机容量
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光伏电池主要分为晶硅电池和非晶硅电池(太阳能薄膜电池)。目前,晶硅电池占绝对比重(90%左右)。晶硅电池产业链包括硅料(多晶硅)、硅片、电池片、组件、系统五个环节。其中上游为硅料、硅片,中游为电池片、组件,下游为光伏发电系统。
光伏产业链
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2018年我国多晶硅、硅片、电池片、组件有效产能分别达116.1GW、146.4GW、128.1GW、130.1GW,产量分别为77.7GW、109.2GW、87.2GW、85.7GW。2018年我国多晶硅、硅片、电池片、组件产量占全球总产量的比重分别为58%、90%、73%、72%。我国是全球最大的光伏生产国。
2018年底我国光伏行业有效产能及产量
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2018年光伏产业各环节中国产量占比
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2010-2018年,我国多晶硅、硅片、电池片、组件产量分别增加了4倍、8倍、7倍和6倍多。我国光伏行业仍处于成长期,未来发展空间巨大。
我国电池片产量
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我国组件产量
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二、 设备生产技术分析
1.硅料:生产技术成熟,设备市场稳健
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和硅烷流化床法,产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。三氯氢硅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
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2.硅片:单晶硅片渗透率提升
光伏硅片分为单晶硅片和多晶硅片。硅片的生产流程主要包括:1)原材料预处理;2)直拉单晶/多晶铸锭;3)切片;4)清洗;5)检测包装。其中单晶直拉/多晶铸锭是流程难点,对应设备单晶生长炉和多晶铸锭炉难度最高。
硅片制备流程
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单晶电池片光电转换效率高于多晶电池片
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根据数据,2018年两种类型的单晶硅(N型和P型)合计占比45%,到2019年单晶硅占比将达55%,超过多晶硅片,成为市场主导。预计2025年,单晶市场份额将提升至73%。单晶渗透率提升推动国内单晶硅片产能扩张。
单晶硅片和多晶硅片市场占比趋势变化
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3.电池片:PERC电池持续扩张,N型电池蓄势待发
电池片环节技术路线较多,根据硅片种类可以分为单晶电池和多晶电池,多晶技术路线主要向黑硅多晶、铸锭单晶路线发展;单晶根据衬底掺杂元素不同分为P型电池和N型电池。P型硅片制作工艺简单,成本较低,是目前单晶电池主流产品;N型硅片通常少子寿命较长,电池效率可以更高,但是工艺更加复杂。
4.组件:MBB、半片、叠片技术多点开花
组件加工指将一片片光伏电池片封装,使其能够在户外恶劣的环境下运行。光伏组件封装工艺包括六大步骤:电池片检测、焊接和串焊、组件层叠、组件层压、安装边框和接线盒、成品测试。其中核心工艺包括串焊、层叠、层压和检测,需要的核心设备包括串焊机、叠压设备、层压机、功率测试设备。
组件工艺及对应的设备
工艺名称 | 简介 | 相关设备 |
电池片检测 | 对电池片的外观、色差和电阻率进行检测,同时检测电池在特定光照、温度条件下的输出电流、输出电压和稳定耐用性等参数。 | 检测设备 |
焊接/串焊 | 将电池片焊接成电池串 | 常规串焊机、多主栅串焊机、叠瓦机、激光划片机、贴膜机 |
组件层叠 | 将串焊后的电池串与玻璃、背板材料等叠层在一起 | 叠层设备 |
组件层压 | 通过加热、加压把上述多层材料结合为整体 | 层压机 |
安装边框和接线盒 | 启动装框机完成装框,粘上接线盒,把引线接人接线盒 | 装框机 |
成品测试 | 功率测试分选 | 功率测试设备 |
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2024-2030年中国光伏行业发展现状调查及市场分析预测报告
《2024-2030年中国光伏行业发展现状调查及市场分析预测报告》共十二章,包含2024-2030年光伏行业前景及趋势预测,光伏行业发展战略研究,研究结论及发展建议等内容。
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