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头豹光伏研究2023
光伏硅片行业研究
2023年中国光伏行业系列研究：光伏硅片行业研究
出品方：头豹研究院
光伏硅片是生产光伏电池片的核心原材料，主要指硅料经过清洗、拉棒、切片等生产环节后形成的高纯片状硅。光伏硅片的品质直接影响光伏电池的转化效率，其成本的高低将影响到下游光伏电池、光伏组件产品的竞争力
根据光伏硅片的晶体结构不同可以分为单晶硅片与多晶硅片，2022年中国单晶硅片市场占有率达97.5%，多晶硅片仅2.5%，预期未来多晶硅片市占率将继续下降仅在部分细分市场保持应用
光伏硅片的生产主要可以分为拉棒与切片两大工序流程，拉棒主要指通过将经过清洗后的多晶硅料投入单晶生长炉生长出单晶硅棒，切片环节主要指单晶硅棒经过截断、开方、磨削、切片、清洗分选检测后得到单晶硅片。2022年，单晶拉棒电耗为24.4kWh/kg-Si，预计随着热场保温性能的改善至2025年将下降至21.5kWh/kg-si;2022年，切片电耗为8.3万kwh/百万片，预计随着棒长增加切速增加、细线化以及薄片化带来单次出片量的增加，至2025年有望下降到7.9万kWh/百万片
光伏硅片行业综述
单晶硅片是制造单晶电池和组件的核心材料，通过直接增大硅片面积，可增大组件功率，摊薄BOS成本 (即除了光伏组件以外的系统成本，主要包含逆变器、支架线缆等设备成本以及土建、安装等费用)进而降低光伏发电度电成本
光伏硅片产业链概况
从生产原材料成本来看，硅料是光伏硅片最重要的成本构成，占比超过80%，故硅料价格的变化对于硅片成本具有决定性影响: 光伏硅片的生产成本主要包含了硅料堆塌、热场、金刚线、冷却液及电力等非耗材成本，其成本占比分别约为86%、1%、1%、2%、3%及7%。
2010年至2022年间，中国光伏硅片规模持续扩张，2021年与2022年，光伏硅片新增规模连续创造新高，2021年底产能规模占全球98.1%，2022年硅片规模达到约700GW，产能相较于产业链其他环节处于过剩状态。主要原因系下游光伏装机量呈现爆发态势，光伏硅片环节技术壁垒相对较低，产能投产时间较短，行业主要企业 (如TCL中环、隆基绿能等) 与新晋企业(双良节能等) 纷纷大规模扩产
2022年，新投产光伏电池产线依然以P型PERC产线为主，2022年下半年N型光伏电池产能逐渐释放，P型光伏电池全年市场占有率下降至88%，N型光伏电池合计占比约为9.1%，其中，TOPCon占比约8.3%、HJT占比约0.6%、XBC电池占比约0.2%。预计至2025年N型电池的市占率将超过P型电池，N型电池的发展将直接拉动N型硅片的生产制造
光伏设备行业研究
2023年中国光伏行业系列研究：
光伏设备行业研究
报告出品方：
头豹研究院
光伏硅产业链的主要环节包含了多晶硅料、硅片、电池片以及光伏组件环节。首先是硅料经过拉棒、切割等环节被生产成硅片，硅片经过镀膜、印刷后制成光伏电池，而后经过串焊、层压等封装环节后形成光伏组件，组件被用于与支架、电缆等进行组合安装，构成光伏电站。
光伏设备主要指光伏产业链主要环节生产企业用于生产原材料、光伏电池、光伏组件及零部件过程中所使用到的并且在反复使用过程中基本维持原有实物形态及功能不变的机器设备，通常包含多晶硅料生产设备、硅片制造设备、光伏电池片制造设备、以及光伏组件制造设备。
硅料生产设备
改良西门子法是当前生产多晶硅的主要工艺，多晶硅还原炉是还原工序的核心生产设备。多晶硅产线设备投资额在过去五年基本保持持续下降态势，生产综合电耗随着装备技术水平、系统能力、以及生产规模的提升而不断下降。
光伏硅片的生产主要可以分为拉棒与切片两大工序流程，拉棒主要指通过将经过清洗后的多晶硅料投入单晶生长炉生长出单晶硅棒，切片环节主要指单晶硅棒经过截断、开方、磨削、切片、清洗分选检测后得到单晶硅片。
HJT光伏电池的核心生产步骤有清洗制绒、非晶硅薄膜沉淀、TCO薄膜沉积以及电极金属化，其中，非晶硅沉淀与TCO薄膜沉积是主要环节，其设备价值占比合计超过70%。TOPCon光伏电池的主要生产设备有清洗制绒设备、扩散炉、多晶硅薄膜沉积设备、丝网印刷设备等，其中，多晶硅薄膜沉积设备是最核心的生产设备。
光伏组件生产设备主要有串焊机、层压机、激光划片机、EL测试仪，IV测试仪、装框机、打胶机、上下载机械手等，目前中国组件生产设备已经全部实现国产化。
光伏逆变器行业概览
光伏逆变器可跟踪光伏组件陈列的最大输出功率将其能量以最小的变换损耗、最佳的电能质量并入电网或用于电器设备应用。光伏逆变器的可靠性高效性和安全性直接影响到整个光伏发电系统的发电量及运行稳定性，是整个光伏发电系统中的关键设备。光伏逆变器是光伏发电系统最重要的部件之一，自2018年起，中国逆变器市场即以组串式逆变器与集中式逆变器为主，且组串式逆变器市场份额呈现逐步上升趋势，自2018年60.4%上升至2022年78.3%，市占率提升了17.9%，主要原因系近年来分布式光伏市场的不断发展。2021年，中国中国分布式光伏新增装机首次超过集中式光伏，组串式逆变器主要应用场景即为分布式光伏装机。此外组串式逆变器成本自2014年0.54元/W降至2021年0.17元/W，成本的快速下降使得组串式逆变器亦逐步应用于集中式光伏装机
光伏逆变器的出货量主要由新增光伏装机及使用年限较高的老旧光伏逆变器更换需求所拉动，近年来在全球持续推进可再生能源装机的背景下光伏逆变器需求维持了高速增长态势，全球光伏逆变器以出货量计市场规模自2017年119.2千兆瓦增长至2022年256.7千兆瓦，复合年化增长率16.6%，预计随着欧洲能源危机、巴西印度等新兴经济体清洁能源装机需求增长、中国美国光伏装机持续发力，至2026年光伏逆变器出货量将达到579.3千兆瓦2022至2026年复合年化增长率达226%此外，光伏逆变器普遍使用年限为10年而光伏电站及组件寿命和约25年，老旧逆变器更换需求亦是未来逆变器出货量增长点之一，预计2026年逆变器更换需求将达84.9千兆瓦，占总需求的14.1%
从全球光伏逆变器企业出货量排名来看2012年至2021年十年间中国企业逐步从仅阳光电源一家企业进入前十至2021年6家企业进入前十，且华为与阳光电源自2015年起便蝉联全球光伏逆变器企业出货量前二名，主要原因系中国近年来光伏装机发展速度较快，凭借较大的市场潜力及成本优势，全球光伏产业各环节产能逐步向中国转移，中国逆变器企业持续降本增效以生产出具有较高性价比的逆变器产品同时通过积极进行海外渠道布局以提升竞争优势。至2021年，全球前十光伏逆变企业市占率达82%，其中，中国企业占比高达65%，华为与阳光电源两家全球光伏逆变器领军企业市占率合计高达44%
多晶硅研究报告
多晶硅亦被称为硅料，是单质硅的一种形态，外表呈现为银灰色、有金属色泽，其是由硅粉与氯化氢气体在一定条件下经过氯化、再冷凝、精馏、还原而得。多晶硅是制造硅抛光片以及光伏电池的主要原材料，是光伏产业、半导体工业、电子信息产业最主要、最基础的功能性材料之一。根据纯度要求以及用途的不同，可以将多晶硅分为太阳能级多晶硅与电子级多晶硅，其中，太阳能级多晶硅主要应用于光伏电池的生产制造。2021年，全球多晶硅消费总量约为65.3万吨，其中，光伏领域的消费量约在61.4万吨，占比多晶硅消费总量94.03%，是当前多晶硅最主要的应用方向。太阳能级多晶硅对于杂质含量具有较高要求，纯度需达到99.9999%以上，其中，对于硼、磷元素的要求尤为严格。高纯多晶硅制备属于光伏产业链中技术要求较高环节
世界多晶硅产能在过去数十年间不断走向集中，中国企业目前在世界多晶硅产量方面占主导地位，至2021年全球多晶硅产能前十的企业中，中国拥有共上榜8家，共占全球多晶硅产能73.2%。中国多晶硅产能与产量自2010至2022年间基本保持稳定上升态势，2021年，中国多晶硅产能为51.9万吨，占全球比例自2010年29.8%提升至2021年77.3%
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