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中國光伏硅片行業(yè)發(fā)展情況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-09-14

（1）光伏產(chǎn)業(yè)鏈降本增效提速，推動硅片“大尺寸、薄片化、N 型高效”發(fā)展趨勢

硅料成本在硅片、電池環(huán)節(jié)的占比較大，由于上游原材料高成本的影響，光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)降本需求提升。目前，硅片環(huán)節(jié)可通過實現(xiàn)“大尺寸、薄片化、N 型高效”，攤薄光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本、提高光電效率，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的降本增效。

①“大尺寸化”是引領(lǐng)目前單晶硅片的主要發(fā)展方向

在降本增效的需求推動下，光伏單晶硅片尺寸從 2002 年 125mm 發(fā)展至 210mm?！按蟪叽纭惫杵ㄟ^增加單晶硅棒直徑帶來更大的截面尺寸，從而提升單次拉晶量，降低單瓦能耗，攤薄光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的加工成本，降低 BOS 成本，在后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)推動光伏組件產(chǎn)品降本提效。2021 年起包括中國華電、中核匯能等的國內(nèi)電站招標(biāo)以大尺寸為主，大尺寸帶來的降本增效逐步被終端電站接受。

根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022 年，182mm 和 210mm 尺寸合計占比由 2021 年的 45%迅速增長至 82.8%，預(yù)計 2023 年將達到 93.2%，大尺寸硅片為光伏硅片行業(yè)未來的主要發(fā)展方向。

②“薄片化”符合中下游市場降本增效和 N 型技術(shù)發(fā)展的需求

在相同面積下，硅片越薄，每瓦硅料消耗越低，可減輕下游產(chǎn)業(yè)鏈的成本壓力，硅片“薄片化”進程能夠有效減少單片耗硅量，符合光伏產(chǎn)業(yè)鏈中下游迫切的降本需求。

2022 年以來硅片企業(yè)薄片化進程加速推進，主流硅片厚度已由 2021 年的 170μm 快速下降至 150-155μm。

同時，在硅片端 N 型比 P 型更容易實現(xiàn)薄片化，N 型電池所使用的硅片薄片化要求也更高。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022 年 P 型單晶硅片平均厚度約為 155μm，目前用于 HJT 電池的硅片厚度約 130μm，用于 TOPCon 電池的硅片厚度約為 140μm，未來將會達到 120μm 及以下。隨著未來 N 型電池滲透率快速提升，硅片薄片化將持續(xù)推進。

③下游電池片技術(shù)推動，N 型高效單晶硅片逐漸取代 P 型硅片

光伏硅片，可分為單晶硅片和多晶硅片，分別來自由單晶硅棒或多晶硅錠切割形成的方片或八角形片。因光伏硅片用于制造太陽能電池組件，其品質(zhì)高低直接影響最終產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)化效率，同時成本高低直接影響下游電池、組件產(chǎn)品的競爭力。

經(jīng)過多年發(fā)展，隨著連續(xù)投料、金剛線切割以及 PERC 高效電池等一系列新工藝和新技術(shù)的普及和應(yīng)用，單晶產(chǎn)品成本及效率優(yōu)勢得以充分體現(xiàn)，開始加速取代多晶產(chǎn)品，目前單晶硅片已成為主流光伏硅片，單晶市場份額已由 2016 年的 20%左右快速上升至 2022 年的 97%左右。

其中，單晶硅片根據(jù)成分不同，可進一步分為 P 型硅片和 N 型硅片。P 型硅片可用于生產(chǎn) P 型電池，如 PERC 電池，P 型電池是目前主流電池類型。N 型硅片具有更高的純度，可用于生產(chǎn) N 型電池，如異質(zhì)結(jié)電池和 TOPCon 電池。

N 型電池具有更高的光電轉(zhuǎn)化率，而電池轉(zhuǎn)換效率提升是光伏行業(yè)降本的核心驅(qū)動力，目前 P 型 PERC 電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率已逐步接近理論極限，而N 型電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率有進一步提升空間，將成為下一代主流電池技術(shù)。與 P 型硅片相比，N 型硅片具有雙面率高、溫度系數(shù)低、無光衰、弱光性能好等優(yōu)勢，同時由于結(jié)構(gòu)差異，對硅料、坩堝、熱場、金剛線等原材料及制造工藝均提出了更高的要求。

根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，TOPCon 單晶電池平均轉(zhuǎn)換效率將從 2022 年的 24.5%提升到 2030 年的 26.0%，異質(zhì)結(jié)電池平均轉(zhuǎn)換效率將從 2022 年的 24.6%提升到 2030年的 26.1%，背接觸電池平均轉(zhuǎn)換效率將從 2022 年的 24.5%提升到 2030 年的 26.1%。

未來隨著光伏市場需求進一步轉(zhuǎn)向高效電池產(chǎn)品以及 N 型電池生產(chǎn)成本的降低及生產(chǎn)良率的提升，N 型電池將會是電池技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。

（2）單晶硅片市場規(guī)模逐漸擴大，產(chǎn)業(yè)布局主要集中在中國

2021 年末，全球硅片總產(chǎn)能約為 415.1GW，同比增長 67.8%，產(chǎn)量約為 232.9GW，同比增長 38.9%；我國大陸硅片產(chǎn)能約為 407.2GW，同比增長 69.7%，占全球硅片產(chǎn)能的 98.1%，占據(jù)絕對領(lǐng)先地位。全球規(guī)模前十的硅片企業(yè)均來自中國，總產(chǎn)能達到376.2GW，約占全球產(chǎn)能的 90.6%，其中產(chǎn)能超過 10GW 的企業(yè)為 8 家，硅片環(huán)節(jié)以隆基綠能和 TCL 中環(huán)為首，產(chǎn)業(yè)布局相對集中。

隨著單晶硅片生產(chǎn)工藝及品控技術(shù)、切割能力、降本增效等技術(shù)迭代的不斷增強，單晶電池片高效化、組件技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等自主創(chuàng)新能力的不斷應(yīng)用，單晶硅片規(guī)模持續(xù)上升。2021 年硅片環(huán)節(jié)的產(chǎn)能提升仍以單晶硅片擴產(chǎn)為主，其產(chǎn)能超過 339GW，同比增長約 69.7%；多晶硅片產(chǎn)能占比持續(xù)下降，加速退出市場。

2022 年全國硅片產(chǎn)量約為357GW，同比增長 57.5%。在本輪技術(shù)迭代中，我國硅片企業(yè)憑借連續(xù)拉晶生產(chǎn)和金剛線切割等核心工藝的技術(shù)優(yōu)勢，以及低電價區(qū)位布局的資源優(yōu)勢，建立了生產(chǎn)效用和成本優(yōu)勢，通過資金、成本、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)配套等優(yōu)勢建立護城河，進一步鞏固了硅片環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先地位。近十年我國硅片產(chǎn)量總體呈逐年增長態(tài)勢，占全球產(chǎn)量比重已由 2010年的 47.83%提升到 2021 年的 97.3%，且已連續(xù)七年保持在 80%及以上。

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