虽然中国光伏产业较欧美发达国家起步晚,但经过几十年的不懈努力,中国光伏累计装机、多晶硅产量、组件产量已连续多年保持世界第一。
硅片是生产太阳能电池的基础材料,处于光伏产业链的上游。多晶硅材料通过铸锭、拉棒技术被加工成多晶硅锭或单晶硅棒,再通过切片技术生产成多晶或单晶硅片。2021年全国硅片产量高达227GW,较2020年同比增长40.70%;较2011年的20GW,年均复合增长率高达27%。
大尺寸成为硅片发展趋势
硅料自20年初开始一路上涨,对光伏产业链全成本管理提出了严峻挑战。硅料上涨进一步加速了硅片大尺寸化趋势,从光伏硅片的发展史来看,行业整体也持续朝着大尺寸的方向演变:从1981-2012年30年里,硅片尺寸由100mm发展到156mm(M0);但从2013年至今不到10年的时间,隆基股份和TCL中环共同加速了硅片从156到182及210的“跃进式”发展。据CPIA统计,M10和G12硅片合计占比,由2020年的4.5%迅速增长至2021年的45%,预计2022年其占比将进一步扩大至75%,2023年有望超过85%。
据相关测算,硅片大尺寸化有效降低了全产业链成本。以M10、G12为例,相较M2,在电池环节非硅成本下降幅度分别达10.40%、21.73%,在组件环节非硅成本下降幅度分别达7.06%、10.17%,在生产环节、系统环节、生产叠加系统环节整体成本均有不同程度的降幅。同样,薄片化也可以大幅降低硅耗和硅片成本,据计算,如产业链内全规格单晶硅片全面转换到160μm厚度,预计可节省6.8%的硅使用量,以G12产品功率测算全行业可增加20GW/年以上产出。
光伏企业押注大尺寸硅片生产
正是看中大尺寸硅片降本增效的显著优势,众多光伏企业注重大尺寸硅片产能建设。天合光能曾带头发起了《关于推进光伏行业210mm硅片及组件尺寸标准化的联合倡议》。
在研发层面,TCL中环坚定深耕G12产品,围绕G12晶体、晶片、电池、组件在制备工艺、专用设备、产品特性等方面进行全方位的know-how技术积累和专利布局。在产能方面,截至2021年底,TCL中环单晶硅片产能达88GW。随着天津、内蒙古、宜兴等四地DW智慧硅片工厂建设项目的推进,预计2023年公司光伏切片产能有望达125GW以上,G12占比达84%。
光伏新秀沐邦高科认为太阳能级硅片作为电池片的核心组成部分,为提高电池片效率,硅片尺寸逐步大尺寸化,且硅片的选择从多晶硅片转向单晶硅片。大尺寸硅片能够摊薄生产成本,是长期发展的趋势,符合未来市场需求。因此在硅片产能布局上,沐邦高科着重推动提升182mm及210mm大尺寸硅片的量产能力。
展望未来,全球碳中和进程提速,2022-2025年全球光伏装机有望超预期,预计分别达到220GW、250GW、280GW、300GW。我国作为光伏产业大国,是全球光伏硅片的主要产地,硅片企业通过提升创新能力,重点围绕光伏硅片大尺寸和薄片化加大投入,实现行业有序竞争,已成功推动硅片市场良性发展,为世界实现碳中和贡献积极力量。
