晶体硅光伏产业现状及趋势研究

英利集团有限公司 光伏材料与技术国家重点实验室 李英叶英利能源（中国）有限公司 孟庆超 张晓方 张丽娜 刘 莹 吴萌萌 陈志军

作为一种可持续发展的绿色行业，光伏产业正受到越来越多的关注。为了实现碳中和，近年来利好光伏行业的国家政策不断出台，也促进了光伏行业的飞速发展。目前，晶体硅电池及其相关产品是光伏行业中的主流产品，占据了光伏市场的主要份额。本文对晶体硅光伏行业的各生产环节进行信息收集和调查，并结合波特五力模型进行深入研究和分析，提出相应的对策和建议。

光伏产业是国家战略性新兴产业，具有极大的发展潜力。此外，我国的太阳能资源十分丰富，在太阳能的开发利用方面具有得天独厚的资源优势。本文主要对光伏产业中的主流——晶体硅光伏产业各生产环节的现状及发展趋势进行调查，并借助波特五力分析模型进行分析，提出相关的企业发展策略。

1 晶体硅行业内各生产环节的发展现状

1.1 多晶硅锭和单晶硅棒环节

硅料依然是影响晶体硅电池系列产品成本的最主要因素。为了降低成本，减少硅材料的损耗，增加硅锭/硅棒尺寸、增加硅片尺寸和减薄硅片厚度将是晶体硅行业上游各环节不变的发展趋势。目前多晶硅锭的尺寸正从G6和G7逐步向G8发展，硅锭重量也从800kg逐渐增加至1000kg以上，根据ITRPV 2020的预测，到2024年，多晶硅锭的重量或将提高至1200kg。目前多晶硅锭的主流产品是高效多晶硅锭。类单晶硅锭铸造技术因其成本和技术方面的限制产业化程度较低。与多晶硅相比，近几年由于终端客户青睐综合成本更低、转换效率更高的单晶产品，使得单晶硅的市场份额远远高于多晶硅产品。基于直拉生长方法的连续拉晶工艺和多次投料复拉法依然是生产单晶硅棒的主要方法。与此相比，区熔法和磁场直拉法虽然能够降低氧含量，但其市场竞争力和目前所占有的市场份额都远远不如传统直拉法生产的单晶硅。

1.2 硅片环节

近几年晶体硅光伏产业的硅片切割环节主要围绕着大尺寸硅片和薄片的方向发展。增加硅片尺寸可以提升组件功率、降低成本。行业内生产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等大尺寸推进。此外，薄片化是硅片环节的另一发展趋势。近几年硅片厚度已从210μm、200μm降低到180μm、170μm，且仍在持续降低。如阳光能源和部分企业已具备单晶140μm的切割技术。

1.3 电池环节

高效率低成本，是晶体硅太阳能电池始终不变的发展方向。PERC电池是近年来晶体硅高效电池中的主流，其优势在于，背面的钝化层可以有效减少表面复合损失，电池效率较传统的全铝背场电池可提高2%以上，普遍高于22%，可谓是一项重要的技术突破。此外，PERC电池的工艺流程与传统电池的生产线兼容度较高，易于实现新、旧电池产线的转化和量产，因此在很长一段时间内都占有相当重要的市场份额。截至2019年底，我国国内的PERC电池产能达到了113GW。在PERC电池技术之后，行业内又开发了数种新的高效电池技术。n-PERT电池是基于N型电池的背面钝化技术，具有光衰低，可制成双面电池等优势。TOPCon电池的研发则为n-PERT电池提供了进一步的效率提升空间。这种电池使用了隧穿氧化层钝化接触电池技术，其电池工艺与PERT电池的产线兼容度较高，因此规模化生产的速度也较快。截至目前为止，已有多家企业的TOPCon电池量产效率超过了24%，产能也在不断增加。除此之外，HJT电池和IBC电池也受到了较多关注，但由于其制造工艺复杂，成本较高，因此产业化速度较慢。

1.4 组件环节

与薄膜组件相比，晶体硅组件在市场份额方面依然占有绝对的优势。截至2019年底，P型的PERC单晶组件（60片320W）、N型的PERT/TOPCon单晶组件（60片330W）、黑硅多晶组件（60片285W）、黑硅+PERC多晶组件（60片300W）以及PERC类单晶组件（60片315W）是市场上的主流产品。随着晶体硅光伏行业的发展，市场对高效率高功率组件的需求也在持续上升。影响组件转换效率的主要因素有光学损失和电学损失。针对光学损失的优化手段主要包括反光膜/反光焊带、白色EVA、高反射背板、高透玻璃、三角焊带拼片技术、焊带整形技术以及半块互联技术等材料和技术的应用。针对电学损失的优化手段主要包括半片电池组件、多主栅组件以及叠瓦技术的开发和应用。目前这些技术在行业内都有应用，但不同厂家侧重的技术路线有所不同。2019-2020年中国光伏产业年度报告中提到，半片+多主栅+大尺寸硅片的双面组件技术或将会成为未来几年最具竞争力的技术。

2 波特的五力模型分析

波特的五力模型分析是由迈克尔波特于20世纪80年代初提出。波特认为，某一行业中的竞争，并非仅限于现有同行之间的竞争，而是存在着五种基本的竞争力量，即“五力”。这五力分别是“供应商的议价能力”、“购买者的议价能力”、“潜在竞争者进入的能力”、“替代品的替代能力”和“行业内竞争者现在的竞争能力”。这五种竞争力量的不同组合变化，将最终影响行业的获利能力及其发展潜力。晶体硅光伏行业中的五力分别如下文所述。

行业现有竞争者的竞争：我国晶体硅光伏发电行业在经历了几年的高歌猛进之后，从2018年下半年开始进入行业低谷，531政策的变化使得国内市场快速下滑、产品价格快速下降、企业盈利能力持续位于低位，行业发展热度骤降。但值得注意的是，近期由于市场变化趋势和国家对“碳中和”理念的日益重视，晶体硅行业的发展趋势又有了新的变化，单晶硅产品的产能迅速增加，价格上涨，已有多家企业宣布在进行单晶硅棒和单晶硅电池等相关扩产项目的筹建。光伏企业在电池、组件及系统环节的竞争比前端更为激烈，而国内光伏企业大量集中于电池、组件及系统环节，竞争极其激烈。

潜在进入者的威胁：国内部分晶体硅光伏企业发展迅猛，技术水平逐渐提升，已初步具备自主开发新型电池技术及搭建电池及组件生产线的能力，带动了国内上下游企业迅速发展。与此同时，结合各地区相关政策支持，晶体硅太阳能电池产业成为许多地区的发展重点和热门产业，部分龙头企业不断扩张，传统企业龙头不断进入想要分一杯羹，这些新进入者都将加剧行业竞争。

替代品的威胁：目前晶体硅太阳能光伏产品的成本仍高于传统能源，除传统能源外，新能源中的风能、水能和地热能等，均有其各自的优势，这些都可能成为太阳能光伏产品的替代品。此外，以非晶硅薄膜太阳能电池为代表的替代产品也在迅速发展。但晶体硅光伏技术的进步速度较快，下游产品不断更新换代，从某种程度上降低了被替代品取代的风险。

供应商的议价能力：硅料市场的变化趋势和价格走向是供应商最关心的问题，也是影响晶体硅光伏产业发展的关键因素之一。前几年，国际光伏产业发展迅猛，欧洲市场对多晶硅料的需求激增，我国也随之兴起了一波多晶硅料项目的投资热。然而随着金融危机、欧债危机的影响，多晶硅料的市场需求骤降，使得国内多晶硅料价格跌破生产成本，多数企业处境艰难。最近一段时间内，随着单晶硅产能的增加以及单晶硅产品的受欢迎程度日益增加，硅料价格又有所提升。

购买者的议价能力：前几年，中国光伏产品主要依赖出口，但由于金融危机、欧债危机的影响，导致国外市场大幅缩水，对产品需求量越来越少，光伏行业转为买方市场，购买者对产品的要求和认证也越来越严苛。

3 对策及建议

建立和完善光伏产业的激励政策，提高行业准入门槛，并对现有企业进行整合，重点发展有品牌及技术优势、创新能力强的企业，形成一定的产业集群和规模。另外加快金融创新，降低企业融资成本，提升企业竞争力。

与国外相比，近年来，国产硅料产量低、成本高，中国光伏企业应尽快掌握先进的硅料提纯技术，降低生产成本，提高国内硅料供应商的议价能力。

建议出台相应的政策，鼓励和引导企业开拓国内光伏市场，切实加强与国外企业的合作与交流，学习和引进先进技术。要加强和完善企业管理，提升企业品牌价值，增强企业竞争力。

此外，国内光伏企业应加强科技成果转化，一方面，增强知识产权意识，在新项目研发过程中，加大知识产权保护力度，增加专利申请数量，尤其是发明专利数量。另一方面，积极主持和参与制定国际标准，尤其是对于组件门槛类及认证类标准，积极申报和参与，掌握标准话语权。

晶体硅光伏行业受政府政策影响较大，其下游产品的产业化程度较高，来自于同业竞争者的竞争较为激烈。为了增强竞争力，企业应积极开发国内市场，加强技术的自主研发，不断开发新技术，提高晶体硅电池及组件的转换效率，降低生产成本，才能利用品牌优势提高自己的议价能力，利用低成本优势更好地进行价格竞争，从而在同行之中脱颖而出，并抵御例如非晶硅太阳能电池等替代品的威胁。