晶體硅光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究

英利集團(tuán)有限公司 光伏材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 李英葉英利能源（中國(guó)）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(xù)發(fā)展的綠色行業(yè)，光伏產(chǎn)業(yè)正受到越來越多的關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)碳中和，近年來利好光伏行業(yè)的國(guó)家政策不斷出臺(tái)，也促進(jìn)了光伏行業(yè)的飛速發(fā)展。目前，晶體硅電池及其相關(guān)產(chǎn)品是光伏行業(yè)中的主流產(chǎn)品，占據(jù)了光伏市場(chǎng)的主要份額。本文對(duì)晶體硅光伏行業(yè)的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行信息收集和調(diào)查，并結(jié)合波特五力模型進(jìn)行深入研究和分析，提出相應(yīng)的對(duì)策和建議。

光伏產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，具有極大的發(fā)展?jié)摿?。此外，我?guó)的太陽(yáng)能資源十分豐富，在太陽(yáng)能的開發(fā)利用方面具有得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)。本文主要對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)中的主流——晶體硅光伏產(chǎn)業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)查，并借助波特五力分析模型進(jìn)行分析，提出相關(guān)的企業(yè)發(fā)展策略。

1 晶體硅行業(yè)內(nèi)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 多晶硅錠和單晶硅棒環(huán)節(jié)

硅料依然是影響晶體硅電池系列產(chǎn)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(yè)上游各環(huán)節(jié)不變的發(fā)展趨勢(shì)。目前多晶硅錠的尺寸正從G6和G7逐步向G8發(fā)展，硅錠重量也從800kg逐漸增加至1000kg以上，根據(jù)ITRPV 2020的預(yù)測(cè)，到2024年，多晶硅錠的重量或?qū)⑻岣咧?200kg。目前多晶硅錠的主流產(chǎn)品是高效多晶硅錠。類單晶硅錠鑄造技術(shù)因其成本和技術(shù)方面的限制產(chǎn)業(yè)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(zhuǎn)換效率更高的單晶產(chǎn)品，使得單晶硅的市場(chǎng)份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多晶硅產(chǎn)品?；谥崩L(zhǎng)方法的連續(xù)拉晶工藝和多次投料復(fù)拉法依然是生產(chǎn)單晶硅棒的主要方法。與此相比，區(qū)熔法和磁場(chǎng)直拉法雖然能夠降低氧含量，但其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和目前所占有的市場(chǎng)份額都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)直拉法生產(chǎn)的單晶硅。

1.2 硅片環(huán)節(jié)

近幾年晶體硅光伏產(chǎn)業(yè)的硅片切割環(huán)節(jié)主要圍繞著大尺寸硅片和薄片的方向發(fā)展。增加硅片尺寸可以提升組件功率、降低成本。行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)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(jìn)。此外，薄片化是硅片環(huán)節(jié)的另一發(fā)展趨勢(shì)。近幾年硅片厚度已從210μm、200μm降低到180μm、170μm，且仍在持續(xù)降低。如陽(yáng)光能源和部分企業(yè)已具備單晶140μm的切割技術(shù)。

1.3 電池環(huán)節(jié)

高效率低成本，是晶體硅太陽(yáng)能電池始終不變的發(fā)展方向。PERC電池是近年來晶體硅高效電池中的主流，其優(yōu)勢(shì)在于，背面的鈍化層可以有效減少表面復(fù)合損失，電池效率較傳統(tǒng)的全鋁背場(chǎng)電池可提高2%以上，普遍高于22%，可謂是一項(xiàng)重要的技術(shù)突破。此外，PERC電池的工藝流程與傳統(tǒng)電池的生產(chǎn)線兼容度較高，易于實(shí)現(xiàn)新、舊電池產(chǎn)線的轉(zhuǎn)化和量產(chǎn)，因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都占有相當(dāng)重要的市場(chǎng)份額。截至2019年底，我國(guó)國(guó)內(nèi)的PERC電池產(chǎn)能達(dá)到了113GW。在PERC電池技術(shù)之后，行業(yè)內(nèi)又開發(fā)了數(shù)種新的高效電池技術(shù)。n-PERT電池是基于N型電池的背面鈍化技術(shù)，具有光衰低，可制成雙面電池等優(yōu)勢(shì)。TOPCon電池的研發(fā)則為n-PERT電池提供了進(jìn)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(shù)，其電池工藝與PERT電池的產(chǎn)線兼容度較高，因此規(guī)?；a(chǎn)的速度也較快。截至目前為止，已有多家企業(yè)的TOPCon電池量產(chǎn)效率超過了24%，產(chǎn)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(guān)注，但由于其制造工藝復(fù)雜，成本較高，因此產(chǎn)業(yè)化速度較慢。

1.4 組件環(huán)節(jié)

與薄膜組件相比，晶體硅組件在市場(chǎng)份額方面依然占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。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(chǎng)上的主流產(chǎn)品。隨著晶體硅光伏行業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)高效率高功率組件的需求也在持續(xù)上升。影響組件轉(zhuǎn)換效率的主要因素有光學(xué)損失和電學(xué)損失。針對(duì)光學(xué)損失的優(yōu)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(shù)、焊帶整形技術(shù)以及半塊互聯(lián)技術(shù)等材料和技術(shù)的應(yīng)用。針對(duì)電學(xué)損失的優(yōu)化手段主要包括半片電池組件、多主柵組件以及疊瓦技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。目前這些技術(shù)在行業(yè)內(nèi)都有應(yīng)用，但不同廠家側(cè)重的技術(shù)路線有所不同。2019-2020年中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)年度報(bào)告中提到，半片+多主柵+大尺寸硅片的雙面組件技術(shù)或?qū)?huì)成為未來幾年最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。

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(jì)80年代初提出。波特認(rèn)為，某一行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)，并非僅限于現(xiàn)有同行之間的競(jìng)爭(zhēng)，而是存在著五種基本的競(jìng)爭(zhēng)力量，即“五力”。這五力分別是“供應(yīng)商的議價(jià)能力”、“購(gòu)買者的議價(jià)能力”、“潛在競(jìng)爭(zhēng)者進(jìn)入的能力”、“替代品的替代能力”和“行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)者現(xiàn)在的競(jìng)爭(zhēng)能力”。這五種競(jìng)爭(zhēng)力量的不同組合變化，將最終影響行業(yè)的獲利能力及其發(fā)展?jié)摿?。晶體硅光伏行業(yè)中的五力分別如下文所述。

行業(yè)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)者的競(jìng)爭(zhēng)：我國(guó)晶體硅光伏發(fā)電行業(yè)在經(jīng)歷了幾年的高歌猛進(jìn)之后，從2018年下半年開始進(jìn)入行業(yè)低谷，531政策的變化使得國(guó)內(nèi)市場(chǎng)快速下滑、產(chǎn)品價(jià)格快速下降、企業(yè)盈利能力持續(xù)位于低位，行業(yè)發(fā)展熱度驟降。但值得注意的是，近期由于市場(chǎng)變化趨勢(shì)和國(guó)家對(duì)“碳中和”理念的日益重視，晶體硅行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)又有了新的變化，單晶硅產(chǎn)品的產(chǎn)能迅速增加，價(jià)格上漲，已有多家企業(yè)宣布在進(jìn)行單晶硅棒和單晶硅電池等相關(guān)擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目的籌建。光伏企業(yè)在電池、組件及系統(tǒng)環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)比前端更為激烈，而國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)大量集中于電池、組件及系統(tǒng)環(huán)節(jié)，競(jìng)爭(zhēng)極其激烈。

潛在進(jìn)入者的威脅：國(guó)內(nèi)部分晶體硅光伏企業(yè)發(fā)展迅猛，技術(shù)水平逐漸提升，已初步具備自主開發(fā)新型電池技術(shù)及搭建電池及組件生產(chǎn)線的能力，帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)上下游企業(yè)迅速發(fā)展。與此同時(shí)，結(jié)合各地區(qū)相關(guān)政策支持，晶體硅太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)成為許多地區(qū)的發(fā)展重點(diǎn)和熱門產(chǎn)業(yè)，部分龍頭企業(yè)不斷擴(kuò)張，傳統(tǒng)企業(yè)龍頭不斷進(jìn)入想要分一杯羹，這些新進(jìn)入者都將加劇行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。

替代品的威脅：目前晶體硅太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品的成本仍高于傳統(tǒng)能源，除傳統(tǒng)能源外，新能源中的風(fēng)能、水能和地?zé)崮艿龋衅涓髯缘膬?yōu)勢(shì)，這些都可能成為太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品的替代品。此外，以非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池為代表的替代產(chǎn)品也在迅速發(fā)展。但晶體硅光伏技術(shù)的進(jìn)步速度較快，下游產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，從某種程度上降低了被替代品取代的風(fēng)險(xiǎn)。

供應(yīng)商的議價(jià)能力：硅料市場(chǎng)的變化趨勢(shì)和價(jià)格走向是供應(yīng)商最關(guān)心的問題，也是影響晶體硅光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。前幾年，國(guó)際光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，歐洲市場(chǎng)對(duì)多晶硅料的需求激增，我國(guó)也隨之興起了一波多晶硅料項(xiàng)目的投資熱。然而隨著金融危機(jī)、歐債危機(jī)的影響，多晶硅料的市場(chǎng)需求驟降，使得國(guó)內(nèi)多晶硅料價(jià)格跌破生產(chǎn)成本，多數(shù)企業(yè)處境艱難。最近一段時(shí)間內(nèi)，隨著單晶硅產(chǎn)能的增加以及單晶硅產(chǎn)品的受歡迎程度日益增加，硅料價(jià)格又有所提升。

購(gòu)買者的議價(jià)能力：前幾年，中國(guó)光伏產(chǎn)品主要依賴出口，但由于金融危機(jī)、歐債危機(jī)的影響，導(dǎo)致國(guó)外市場(chǎng)大幅縮水，對(duì)產(chǎn)品需求量越來越少，光伏行業(yè)轉(zhuǎn)為買方市場(chǎng)，購(gòu)買者對(duì)產(chǎn)品的要求和認(rèn)證也越來越嚴(yán)苛。

3 對(duì)策及建議

建立和完善光伏產(chǎn)業(yè)的激勵(lì)政策，提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻，并對(duì)現(xiàn)有企業(yè)進(jìn)行整合，重點(diǎn)發(fā)展有品牌及技術(shù)優(yōu)勢(shì)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的企業(yè)，形成一定的產(chǎn)業(yè)集群和規(guī)模。另外加快金融創(chuàng)新，降低企業(yè)融資成本，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

與國(guó)外相比，近年來，國(guó)產(chǎn)硅料產(chǎn)量低、成本高，中國(guó)光伏企業(yè)應(yīng)盡快掌握先進(jìn)的硅料提純技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，提高國(guó)內(nèi)硅料供應(yīng)商的議價(jià)能力。

建議出臺(tái)相應(yīng)的政策，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)開拓國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)，切實(shí)加強(qiáng)與國(guó)外企業(yè)的合作與交流，學(xué)習(xí)和引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)。要加強(qiáng)和完善企業(yè)管理，提升企業(yè)品牌價(jià)值，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

此外，國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)科技成果轉(zhuǎn)化，一方面，增強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)，在新項(xiàng)目研發(fā)過程中，加大知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度，增加專利申請(qǐng)數(shù)量，尤其是發(fā)明專利數(shù)量。另一方面，積極主持和參與制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，尤其是對(duì)于組件門檻類及認(rèn)證類標(biāo)準(zhǔn)，積極申報(bào)和參與，掌握標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)。

晶體硅光伏行業(yè)受政府政策影響較大，其下游產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化程度較高，來自于同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)者的競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。為了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)應(yīng)積極開發(fā)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，加強(qiáng)技術(shù)的自主研發(fā)，不斷開發(fā)新技術(shù)，提高晶體硅電池及組件的轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本，才能利用品牌優(yōu)勢(shì)提高自己的議價(jià)能力，利用低成本優(yōu)勢(shì)更好地進(jìn)行價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，從而在同行之中脫穎而出，并抵御例如非晶硅太陽(yáng)能電池等替代品的威脅。