光伏行业如何走出低谷?

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摘要:目前,太阳能电池中主要用的是晶硅材料,但国家“531”政策的发布,促使单晶硅的占比逐渐增加,甚至有反超的可能,本文将从单晶硅的技术性突破和单晶硅目前市场表现阐述单晶硅的反超趋势。

美高梅手机官方网站,   雾霾压境、城市热岛效应、水污染问题。目前,我国正面临越来越重的环境压力,而在导致污染问题的版图中,以燃煤电站为主的能源产业,占到了相当大的比例。

众所周知,光伏发电产业链主要包括硅料、硅片、电池片、电池组件和系统应用产品等五个环节。其中,硅料、硅片属于产业链上游;电池片、电池组件环节属于中游产业链;系统应用产品则为产业的下游环节。按照太阳能电池制备所用化学才来分类,可分为三类:第一类为晶硅太阳能电池,主要包括单晶硅和多晶硅;第二类为薄膜太阳能电池,主要包括硅基薄膜电池,铜铟镓硒电池,碲化镉电池以及砷化镓电池;第三类为新型太阳能电池,主要包括钙钛矿电池,染料敏化电池,聚合物太阳能电池以及胶体量子点电池。薄膜类电池和新型太阳能电池由于其相对于晶硅电池转化率低,稳定性差并且制造成本高等因素还未得到应用,薄膜太阳能量产技术尚未成熟,新型太阳能电池仍在实验室研发阶段。因此,目前量产且商业化的电池主要是晶硅电池。

  

图1 太阳能电池分类

  环境问题日趋严峻,已引起了政府的充分重视。目前,在新的“十三五”规划中,清洁能源正成为关注和发展的重点。根据规划到2020年,清洁能源在中国能源版图中的占比,将达到15%。而其中能源转化过程完全不产生污染的风能和太阳能,占比将从现有的2.1%增长到4%。

多晶硅市场将会出现拐点

  

表1 多晶硅2015-2017年产能(万吨/年)

  太阳能,也就是光伏电池产业,是近年来国内新能源领域发展的重点。从上世纪末的几乎零起步,到2011年达到了掌握全球65%的产能和60%的市场,中国光伏电池产业本身,堪称中国产业的奇迹。然而在这个奇迹诞生的背后,同样和其他所有中国产业一样,面临着低端产能密集、缺乏高端产品、自主知识产权匮乏、产品同质化严重等问题。2012年以后,随着欧洲和北美相继出台针对中国光伏电池产品的贸易保护措施,国内相关产业面临困境。

据硅业分会统计,我国2015年至2017年多晶硅的产能在逐渐增加,年产能分别为16.9万吨、21万吨和27.6万吨,2016年相较于2015年多晶硅产能增长率为24.26%,2017年相较于2016年多晶硅产能的增长率为31.43%,从这个数据看来,到2017年为止,我国多晶硅的产能逐渐增加。但据中国可再生能源学会光伏专业委员会专家分析,目前产生这种现状的原因主要是多晶硅工艺流程相较于单晶硅更简单,成本更低,作为地面电站的光伏组件能为企业带来更多的短期效益。然而,在“531”政策出台后,光伏将会趋于分布式,单晶硅的占比将会逐步增大,多晶硅的市场将会减小。

  

单晶硅技术突破性进展

  缺乏创新以及缺乏具备强大竞争力与高利润的高端产品,是导致上述结果的根本原因。而对于光伏电池来说,更高的光电转换效率、更好的表面适应性(柔性板等)、更佳的寿命与可靠性,代表着“高端”。

(1)切割技术成熟,成本大幅度降低。无论是单晶硅还是多晶硅,都是先制备成硅棒或者硅锭,然后通过切割技术,切割成适宜的厚度。传统切割技术主要是通过合金钢线带动碳化硅磨料来回切割。近几年来,金刚线代替合金刚线的技术在单晶硅的切割技术中迅速发展起来,金刚线的切割速度快,能耗低,硅料损失明显降低,并且这个技术在单晶硅的制备中已经发展的很成熟,走向大规模生产,为整个单晶硅的生产工艺降低了很大的成本,但是,这个工艺尚未在多晶硅得到应用。

  

(2)单晶硅相较于多晶硅的转化效率提高。晶硅电池生产的核心技术之前一直掌握在美、德、日等国家企业手中,直到在2005年才掌握晶硅生产技术之,在量产的同时也注重晶硅电池技术研发的改进与研发。近期,天合光能技术国家重点实验室联合研发合成的小尺寸单晶电池,实验室效率达到24.4%,而其研发的多晶硅电池实验室转化效率只达到了21.25%,处在目前的最高水平,创造了世界纪录。量产方面,根据中国可再生能源学会光伏专业委员会最新数据显示,普通单晶电池效率处于19.6%——20.2%之间,多晶硅的电池效率处于18.3%——18.8%之间,单晶硅组件的转化效率高于多晶硅。

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