晶體硅光伏產業現狀及趨勢研究

英利集團有限公司 光伏材料與技術國家重點實驗室 李英葉英利能源（中國）有限公司 孟慶超 張曉方 張麗娜 劉 瑩 吳萌萌 陳志軍

作為一種可持續發展的綠色行業，光伏產業正受到越來越多的關注。為了實現碳中和，近年來利好光伏行業的國家政策不斷出臺，也促進了光伏行業的飛速發展。目前，晶體硅電池及其相關產品是光伏行業中的主流產品，占據了光伏市場的主要份額。本文對晶體硅光伏行業的各生產環節進行信息收集和調查，并結合波特五力模型進行深入研究和分析，提出相應的對策和建議。

光伏產業是國家戰略性新興產業，具有極大的發展潛力。此外，我國的太陽能資源十分豐富，在太陽能的開發利用方面具有得天獨厚的資源優勢。本文主要對光伏產業中的主流——晶體硅光伏產業各生產環節的現狀及發展趨勢進行調查，并借助波特五力分析模型進行分析，提出相關的企業發展策略。

1 晶體硅行業內各生產環節的發展現狀

1.1 多晶硅錠和單晶硅棒環節

硅料依然是影響晶體硅電池系列產品成本的最主要因素。為了降低成本，減少硅材料的損耗，增加硅錠/硅棒尺寸、增加硅片尺寸和減薄硅片厚度將是晶體硅行業上游各環節不變的發展趨勢。目前多晶硅錠的尺寸正從G6和G7逐步向G8發展，硅錠重量也從800kg逐漸增加至1000kg以上，根據ITRPV 2020的預測，到2024年，多晶硅錠的重量或將提高至1200kg。目前多晶硅錠的主流產品是高效多晶硅錠。類單晶硅錠鑄造技術因其成本和技術方面的限制產業化程度較低。與多晶硅相比，近幾年由于終端客戶青睞綜合成本更低、轉換效率更高的單晶產品，使得單晶硅的市場份額遠遠高于多晶硅產品。基于直拉生長方法的連續拉晶工藝和多次投料復拉法依然是生產單晶硅棒的主要方法。與此相比，區熔法和磁場直拉法雖然能夠降低氧含量，但其市場競爭力和目前所占有的市場份額都遠遠不如傳統直拉法生產的單晶硅。

1.2 硅片環節

近幾年晶體硅光伏產業的硅片切割環節主要圍繞著大尺寸硅片和薄片的方向發展。增加硅片尺寸可以提升組件功率、降低成本。行業內生產的硅片尺寸主要包括157mm、157.75mm和158.25mm等，目前正逐步向166mm、182mm、210mm等大尺寸推進。此外，薄片化是硅片環節的另一發展趨勢。近幾年硅片厚度已從210μm、200μm降低到180μm、170μm，且仍在持續降低。如陽光能源和部分企業已具備單晶140μm的切割技術。

1.3 電池環節

高效率低成本，是晶體硅太陽能電池始終不變的發展方向。PERC電池是近年來晶體硅高效電池中的主流，其優勢在于，背面的鈍化層可以有效減少表面復合損失，電池效率較傳統的全鋁背場電池可提高2%以上，普遍高于22%，可謂是一項重要的技術突破。此外，PERC電池的工藝流程與傳統電池的生產線兼容度較高，易于實現新、舊電池產線的轉化和量產，因此在很長一段時間內都占有相當重要的市場份額。截至2019年底，我國國內的PERC電池產能達到了113GW。在PERC電池技術之后，行業內又開發了數種新的高效電池技術。n-PERT電池是基于N型電池的背面鈍化技術，具有光衰低，可制成雙面電池等優勢。TOPCon電池的研發則為n-PERT電池提供了進一步的效率提升空間。這種電池使用了隧穿氧化層鈍化接觸電池技術，其電池工藝與PERT電池的產線兼容度較高，因此規模化生產的速度也較快。截至目前為止，已有多家企業的TOPCon電池量產效率超過了24%，產能也在不斷增加。除此之外，HJT電池和IBC電池也受到了較多關注，但由于其制造工藝復雜，成本較高，因此產業化速度較慢。

1.4 組件環節

與薄膜組件相比，晶體硅組件在市場份額方面依然占有絕對的優勢。截至2019年底，P型的PERC單晶組件（60片320W）、N型的PERT/TOPCon單晶組件（60片330W）、黑硅多晶組件（60片285W）、黑硅+PERC多晶組件（60片300W）以及PERC類單晶組件（60片315W）是市場上的主流產品。隨著晶體硅光伏行業的發展，市場對高效率高功率組件的需求也在持續上升。影響組件轉換效率的主要因素有光學損失和電學損失。針對光學損失的優化手段主要包括反光膜/反光焊帶、白色EVA、高反射背板、高透玻璃、三角焊帶拼片技術、焊帶整形技術以及半塊互聯技術等材料和技術的應用。針對電學損失的優化手段主要包括半片電池組件、多主柵組件以及疊瓦技術的開發和應用。目前這些技術在行業內都有應用，但不同廠家側重的技術路線有所不同。2019-2020年中國光伏產業年度報告中提到，半片+多主柵+大尺寸硅片的雙面組件技術或將會成為未來幾年最具競爭力的技術。

2 波特的五力模型分析

波特的五力模型分析是由邁克爾波特于20世紀80年代初提出。波特認為，某一行業中的競爭，并非僅限于現有同行之間的競爭，而是存在著五種基本的競爭力量，即“五力”。這五力分別是“供應商的議價能力”、“購買者的議價能力”、“潛在競爭者進入的能力”、“替代品的替代能力”和“行業內競爭者現在的競爭能力”。這五種競爭力量的不同組合變化，將最終影響行業的獲利能力及其發展潛力。晶體硅光伏行業中的五力分別如下文所述。

行業現有競爭者的競爭：我國晶體硅光伏發電行業在經歷了幾年的高歌猛進之后，從2018年下半年開始進入行業低谷，531政策的變化使得國內市場快速下滑、產品價格快速下降、企業盈利能力持續位于低位，行業發展熱度驟降。但值得注意的是，近期由于市場變化趨勢和國家對“碳中和”理念的日益重視，晶體硅行業的發展趨勢又有了新的變化，單晶硅產品的產能迅速增加，價格上漲，已有多家企業宣布在進行單晶硅棒和單晶硅電池等相關擴產項目的籌建。光伏企業在電池、組件及系統環節的競爭比前端更為激烈，而國內光伏企業大量集中于電池、組件及系統環節，競爭極其激烈。

潛在進入者的威脅：國內部分晶體硅光伏企業發展迅猛，技術水平逐漸提升，已初步具備自主開發新型電池技術及搭建電池及組件生產線的能力，帶動了國內上下游企業迅速發展。與此同時，結合各地區相關政策支持，晶體硅太陽能電池產業成為許多地區的發展重點和熱門產業，部分龍頭企業不斷擴張，傳統企業龍頭不斷進入想要分一杯羹，這些新進入者都將加劇行業競爭。

替代品的威脅：目前晶體硅太陽能光伏產品的成本仍高于傳統能源，除傳統能源外，新能源中的風能、水能和地熱能等，均有其各自的優勢，這些都可能成為太陽能光伏產品的替代品。此外，以非晶硅薄膜太陽能電池為代表的替代產品也在迅速發展。但晶體硅光伏技術的進步速度較快，下游產品不斷更新換代，從某種程度上降低了被替代品取代的風險。

供應商的議價能力：硅料市場的變化趨勢和價格走向是供應商最關心的問題，也是影響晶體硅光伏產業發展的關鍵因素之一。前幾年，國際光伏產業發展迅猛，歐洲市場對多晶硅料的需求激增，我國也隨之興起了一波多晶硅料項目的投資熱。然而隨著金融危機、歐債危機的影響，多晶硅料的市場需求驟降，使得國內多晶硅料價格跌破生產成本，多數企業處境艱難。最近一段時間內，隨著單晶硅產能的增加以及單晶硅產品的受歡迎程度日益增加，硅料價格又有所提升。

購買者的議價能力：前幾年，中國光伏產品主要依賴出口，但由于金融危機、歐債危機的影響，導致國外市場大幅縮水，對產品需求量越來越少，光伏行業轉為買方市場，購買者對產品的要求和認證也越來越嚴苛。

3 對策及建議

建立和完善光伏產業的激勵政策，提高行業準入門檻，并對現有企業進行整合，重點發展有品牌及技術優勢、創新能力強的企業，形成一定的產業集群和規模。另外加快金融創新，降低企業融資成本，提升企業競爭力。

與國外相比，近年來，國產硅料產量低、成本高，中國光伏企業應盡快掌握先進的硅料提純技術，降低生產成本，提高國內硅料供應商的議價能力。

建議出臺相應的政策，鼓勵和引導企業開拓國內光伏市場，切實加強與國外企業的合作與交流，學習和引進先進技術。要加強和完善企業管理，提升企業品牌價值，增強企業競爭力。

此外，國內光伏企業應加強科技成果轉化，一方面，增強知識產權意識，在新項目研發過程中，加大知識產權保護力度，增加專利申請數量，尤其是發明專利數量。另一方面，積極主持和參與制定國際標準，尤其是對于組件門檻類及認證類標準，積極申報和參與，掌握標準話語權。

晶體硅光伏行業受政府政策影響較大，其下游產品的產業化程度較高，來自于同業競爭者的競爭較為激烈。為了增強競爭力，企業應積極開發國內市場，加強技術的自主研發，不斷開發新技術，提高晶體硅電池及組件的轉換效率，降低生產成本，才能利用品牌優勢提高自己的議價能力，利用低成本優勢更好地進行價格競爭，從而在同行之中脫穎而出，并抵御例如非晶硅太陽能電池等替代品的威脅。