光伏体缺陷钝化设备全景调研与发展战略研究

光伏体缺陷钝化设备全景调研与发展战略研究一、 全国光伏制造行业运行情况2022年，我国光伏行业持续深化供给侧结构性改革，加快推进产业智能制造和现代化水平，全年整体保持平稳向好的发展势头，有力支撑碳达峰碳中和顺利推进。一是产业规模实现持续增长。根据行业规范公告企业信息和行业协会测算，2022年全年光伏产业链各环节产量再创历史新高，全国多晶硅、硅片、电池、组件产量分别达到827万吨、357GW、318GW、2887GW，同比增长均超过55%。行业总产值突破14万亿元人民币。二是技术创新水平加快提升。2022年国内主流企业P型PERC电池量产平均转换效率达到232%；N型TOPCon电池初具量产规模，平均转换效率达到245%；HJT电池量产速度加快，硅异质结太阳能电池转换效率创造2681%的世界新纪录，钙钛矿及叠层电池研发及中试取得新突破。三是智能光伏示范引领初见成效。新一代信息技术与光伏产业加快融合创新，第三批智能光伏试点示范名单适时扩围，工业、建筑、交通、农业、能源等领域系统化解决方案层出不穷，光伏产业智能制造、智能运维、智能调度、光储融合等水平有效提升。四是市场应用持续拓展扩大。2022年，国内光伏大基地建设及分布式光伏应用稳步提升，国内光伏新增装机超过87GW；全年光伏产品出口超过512亿美元，光伏组件出口超过153GW，有效支撑国内外光伏市场增长和全球新能源需求。二、 光伏发电发展阶段（一）2007年以前，成长起步阶段，累计装机：80MW这个阶段主要是受到国外市场需求的刺激。2004年德国出台EGG法案，欧洲国家大力补贴支持光伏发电产业，中国光伏制造业迅速形成规模。由于需求强劲，上游硅料的价格涨到400美元/KG。（二）2007年至2010年，产业化阶段，累计装机：091GW欧洲市场在光伏发电补贴力度预期削减和金融危机导致光伏产品价格下跌的背景之下，爆发了抢装潮，市场迅速回暖。国内方面国家出台了一系列支持光伏发展的政策，4万亿投资带动光伏产业发展。这个阶段是个分水岭，之前都是以国外尤其是欧洲市场为主，之后需求则大幅转移到国内。（三）2011年至2013年，规模化阶段，累计装机：19430GW，这一阶段，由于之前大规模的投资，叠加海外市场需求不足，导致大量产能过剩。整个行业跌入了谷底，行业内最优秀的企业也很难盈利。硅料价格跌到了15美元/kg。以日本为首开启了新一轮的光伏装机补贴，13年开始中欧光伏贸易纠纷得到解决，叠加支持政策密集出台，使得这个阶段中国光伏市场装机容量呈持续快速健康增长。受531新政影响，国内光伏行业的发展再次跌入低谷，但是同时也倒逼行业加速降成本，平价上网时代可以提前到来。2020年可以说是光伏行业平价上网的元年，再此之前光伏行业都是靠国家补贴发展的行业，随着海外市场占比提升和平价的逐步实现，光伏行业正逐渐脱离政策和补贴的影响，逐步向市场化发展迈进。三、 光伏行业驱动因素分析（一）光伏关键技术突破和工艺改进科技进步使得光伏组件的转化效率和制造良率，产能都会有极大的提升，从而提现到组件价格的持续下降。随着全球光伏产业的大规模扩张使得成本呈指数级下降。根据历史数据，装机规模每增加100%，电池组件成本下降209%。光伏组件价格从1977年时的7667美元/瓦降至如今的0146美元/瓦。（二）政策的倾斜和推动国内外光伏政策影响着整个光伏行业的发展，形成了一个政策驱动的光伏周期。下图是不同政策周期下的硅原料价格：在光伏行业刚刚兴起的时候，硅料产能严重不足，需求一大，硅料价格就猛涨。而在硅料价格大涨的刺激下，硅料产能迅速扩大，等到2012年的行业又一个低谷的时候，硅料产能严重过剩，导致即便需求上来之后，硅料价格也依然维持低位。这也就是目前组件价格可以持续维持在低位的一个重要因素。（三）资本的介入力度当科技进步和政府扶持力度达到一定程度，使得资本有利可图，那么资本就会大规模的介入，从而加速行业的发现。根据国际能源总署预计，至2050年光伏装机将占全球发电装机的27%，成为第一大电力来源。产能方面：预计2020年全球光伏电池产能达到187GW，拉动设备需求空间超百亿。随着平价上网的到来，未来光伏装机量对政策的敏感性下降，再叠加去年的基数较低等因素，2020年光伏装机量有望迎来高速发展。中国已经成为世界上装机量最大的国家，到2025年可贡献全球新增装机量的15%-20%。四、 我国光伏行业供应链优势我国光伏行业拥有全球最完整的产业供应链优势。产业配套完备、上下游形成联动效应，产能产量优势明显，这是支撑产品出海的基础。与此同时，二十年来，我国光伏产业持续创新，技术优势领先全球，为能够抓住国际市场机遇奠定了基础。此外，数字化技术、智能化技术使制造业数字化转型升级加快，大幅提升了生产效率。从产业品类来看，中国拥有从工业硅、高纯硅材料、硅锭/硅棒/硅片、电池片/组件、逆变器、光伏辅材辅料、光伏生产设备到系统集成和光伏产品应用等全球最完整的产业链，并在各主要环节均形成了一批世界级的龙头企业。根据中国光伏行业协会统计数据，2021年，中国光伏多晶硅、硅片、电池片、组件等环节全球市场份额均超过七成。同时，中国是制造光伏供应链所有组件最具成本竞争力的国家，其成本约比印度低10%，比美国低20%，比欧洲低35%。2022年上半年，中国光伏产品出口总额达259亿美元，同比增长113%。其中，欧洲市场对光伏产品的需求持续攀升，组件出口到欧洲市场的份额超过中国光伏组件出口总额的一半。五、 光伏电池行业发展概况（一）光伏电池行业国内外市场空间广阔为应对全球气候变化，共同推动碳中和已在全球范围内的达成高度共识。2015年巴黎协定设定了本世纪后半叶实现净零排放的目标。光伏行业作为新能源领域的代表行业之一获得了各国产业政策的大力支持，实现快速增长。碳中和战略和持续的降本增效推动光伏电池行业市场规模持续增长，行业景气度不断提升。2021年，全球光伏新增装机量为170GW。根据中国光伏行业协会的预计，在乐观情况下，2025年全球光伏新增装机量将达到330GW，相较2021年增长率高达9412%；在保守情况下，2025年全球光伏新增装机量将达到270GW，相较2021年增长率高达5882%。在国家政策支持及行业技术水平提高的驱动下，我国逐步发展成全球最重要的光伏电池应用市场之一。2021年5月，碳达峰碳中和工作领导小组成立，加快建立1+N政策体系。其中，提升非化石能源消费占比是实现碳中和的重要手段，提出要构建以新能源为主体的新型电力系统，奠定以光伏、风电为核心的新能源的主体地位。根据国家能源局发布的数据，我国2021年新增装机量5488GW，同比增加139%。2013年至2021年，我国光伏新增装机量连续9年位居世界第一，截至2021年底累计装机量居全球首位。（二）光伏电池行业发展趋势降本增效是光伏电池行业的长期逻辑，技术的创新是实现降本增效的核心推动力。光伏电池行业未来发展主要方向为围绕技术路线革新和工艺环节精细化进行研发突破。1、光伏电池行业技术路线革新持续推进晶硅电池技术根据硅片掺杂元素的差异分为p型电池和n型电池，当前光伏行业的主流技术路线为p型PERC电池，但是由于PERC电池理论转换效率极限为2450%，现有技术的转换效率的已接近极限，较难再有大幅度的提升，理论转换效率更高的n型电池逐渐受到更多关注。在现有技术和产业基础上，目前有望大规模应用的n型电池技术路线主要有TOPCon和HJT两种。其中，TOPCon电池是在n型电池工艺的基础上研发出的隧穿氧化层钝化接触技术，该技术的理论转换效率可达到2870%，高于PERC电池的2450%。而且TOPCon电池与PERC电池均为高温工艺，二者技术和产线设备兼容性较高，TOPCon电池产线可以从PERC产线改造升级，投资成本较低。但该技术路线仍然存在双面率较低、生产难度较高等工艺难点。n型电池的另一主要技术HJT也被称为异质结电池，该技术通过n型硅衬底以及非晶硅对基底表面缺陷的双重钝化作用提高电池的转换效率，目前量产效率普遍在2400%以上，未来通过与钙钛矿等技术叠加有望提升至30%以上，并且HJT电池工艺流程短、发电量、衰减率等各项参数均较优。但该技术路线设备价格较高，不能在PERC产线的基础上延伸，投资成本较高，且生产电池所需的低温银浆及靶材等辅材价格较高，仍然存在较多工艺难点。根据中国光伏行业协会的统计，2021年n型电池目前市场占比仅为3%，未来随着生产成本的降低及良率的提升，n型电池有望发展成为电池技术的主要方向之一。2、光伏电池生产趋向于精细化光伏行业在产业链各具体生产环节进行精细化研究，通过细节优化实现综合降本。在行业景气度不断提升的影响下，上游硅料价格自2020年底开始进入上涨周期，硅料充分利用成为光伏行业降本的重要环节。现阶段主要通过充分利用硅棒切方后的边皮料和降低硅片切削损耗实现。在边皮料利用方面，返回拉晶环节利用效率和成本节约的效果均不明显，利用边皮料生产光伏半片电池具有一定优势；另一方面，通过大尺寸、薄片化的方式降低切削损耗，中国光伏行业协会测算在不提高碎片率的前提下，光伏电池厚度从180m降到160m，其硅用量可减少10%，组件成本可下降3%。在辅助品和光伏设备方面，精细化趋势要求行业企业具备更高的创新能力，增加辅助品的种类并提升应用效果，降低光伏设备的制造成本和能耗水平。在组件环节也出现了减少封装带来效率损耗的激光切割半片工艺，高光电转换效率的多主栅和无主栅技术和提高封装密度的叠瓦技术等。六、 光伏行业发展历程光伏行业于21世纪初兴起于欧洲，其后国内光伏应用市场需求迅速提升，我国逐步发展成为全球最大的光伏产品制造和消费国。光伏行业始终围绕降本增效不断进行技术突破，2019年以来已具备价格优势，行业开始进入平价期。七、 光伏设备行业发展概况光伏设备行业在光伏产业链中起着重要的支撑作用，较大程度上决定了光伏电池生产工艺的技术水平及生产成本。光伏设备行业主要包括硅料生产设备、硅片生产设备、光伏电池和组件生产设备以及光伏系统支持部件生产设备等一系列光伏设备的研发制造。光伏设备行业的发展与光伏行业的发展景气度密切相关。国内光伏设备制造行业起步较晚，在行业发展初期主要依赖进口；经过多年发展，目前已经具备了成套光伏电池生产设备供应能力，并有效带动生产线建设成本下降。随着光伏行业工艺水平不断提高，对降低使用成本和维护成本的需求不断增强，光伏设备行业不断往精细化、智能化的高端路线发展，低端设备逐渐被淘汰。同时，TOPCon电池、HJT电池等新型技术路线的变革提速带动扩产节奏加速，也带来了新型光伏设备的需求，与之相应生产线的新增与更新换代为光伏设备行业打开了新的市场。我国光伏行业的持续增长为我国光伏设备市场的发展营造了良好的市场环境，政策推动和光伏设备的国产化为光伏设备行业国内需求增长带来了持续的动力。受国际贸易壁垒等因素影响，近年来国内光伏企业不断在东南亚等海外地区投资建厂，国内的光伏设备依然是该类海外企业的主要选择，这也持续拉动了光伏设备企业的出口需求。在内需和出口增长的双重作用下，光伏设备市场将继续健康向好发展，根据中国光伏行业协会预测，2025年全球光伏设备市场规模将达到70184亿元。八、 光伏行业发展空间2019年光伏市场的需求结构发生了转变，过去几年都是以国内需求为主，国外市场相对分散。而2018年531政策出台之后，国内需求受到压制，而海外需求大增。同时由于平价上网政策的推出，光伏产品的价格也大幅下降，导致国内需求意外回暖。预计到2025年全球光伏装机总量超过400GW，其中中国贡献15%-20%的新增需求，即60GW-80GW。行业洗牌加剧，落后产能加速淘汰。高成本多晶硅产能早已过剩，并且技术终究要被替代，高效单晶PERC产能不足。单晶硅片产能实际上只有四家：晶科、晶澳，隆基，中环，其中晶科，晶澳只自用不外供。所以对于市场上第三方公开对外销售的产能，有效供给只有两家：隆基和中环，在硅片环节，迅速地形成了双寡头垄断的产业格局。