1, Fotonaponska krajnja potražnja: Potražnja za fotonaponskim instaliranim kapacitetom je jaka, a potražnja za polisilikonom se preokreće na temelju instalirane prognoze kapaciteta
1.1. Potrošnja polisilikona: GlobalnoVolumen potrošnje se neprestano povećava, uglavnom za stvaranje fotonaponske energije
Posljednjih deset godina, globalnipolisilikonPotrošnja se nastavila rasti, a udio Kine nastavio se širiti, a predvodio je fotonaponska industrija. Od 2012. do 2021. godine, potrošnja globalne polisilicon općenito je pokazala trend porasta, povećavajući se s 237.000 tona na oko 653.000 tona. U 2018. godini uvedena je kineska 531 fotonaponska nova politika koja je jasno smanjila stopu subvencija za proizvodnju fotonaponske energije. Novo instalirani fotonaponski kapacitet pao je za 18% u godini, a na zahtjev za polisilikonom je utjecala. Od 2019. godine država je uvela niz politika za promicanje pariteta mreže fotonapona. Brzim razvojem fotonaponske industrije, potražnja za polisilikonom također je ušla u razdoblje brzog rasta. Tijekom tog razdoblja, udio kineske potrošnje polisilikona u ukupnoj globalnoj potrošnji nastavio je rasti, sa 61,5% u 2012. na 93,9% u 2021., uglavnom zbog kineske fotonaponske industrije koja se brzo razvija. Iz perspektive globalnog obrasca potrošnje različitih vrsta polisilikona 2021. godine, silicijski materijali koji se koriste za fotonaponske stanice činit će najmanje 94%, od kojih polisilikonski i granulirani silicij u solarnom stupnju čini 91%i 3%, dok se elektronička granica može upotrijebiti za 94%. Omjer je 6%, što pokazuje da trenutnu potražnju za polisilikonom dominiraju fotonaponski. Očekuje se da će se zagrijavanjem politike dvostrukog ugljika potražnja za fotonaponskim instaliranim kapacitetom postati jača, a potrošnja i udio polisilikona solarnog razreda nastavit će se povećavati.
1.2. Silikonski vafel: Monokristalni silikonski vafelj zauzima glavni tok, a kontinuirana czochralski tehnologija brzo se razvija
Izravna veza nizvodno polisilikona su silikonski vafri, a Kina trenutno dominira na globalnom tržištu silicijskih rezina. Od 2012. do 2021. godine, globalni i kineski proizvodni kapacitet i proizvodnja silikonskih rezina nastavio se povećavati, a fotonaponska industrija nastavila je procvat. Silicijski rezinci služe kao most koji povezuje silikonske materijale i baterije, a ne postoji teret proizvodnje, pa nastavlja privlačiti veliki broj tvrtki koje su ušle u industriju. 2021. godine, kineski proizvođači silikonskih vafera značajno su se proširiliproizvodnjaKapacitet na 213,5 GW izlaz, koji je povećao globalnu proizvodnju silicijske rezine da bi se povećao na 215,4GW. Prema postojećim i novo povećanim proizvodnim kapacitetima u Kini, očekuje se da će godišnja stopa rasta u narednih nekoliko godina zadržati 15-25%, a kineska proizvodnja vafera i dalje će održavati apsolutno dominantan položaj u svijetu.
Polikristalni silicij može se pretvoriti u polikristalni silikonski ingoti ili monokristalne silikonske šipke. Proizvodnja polikristalnih ingota silikona uglavnom uključuje metodu lijevanja i metodu izravnog topljenja. Trenutno je druga vrsta glavna metoda, a stopa gubitka u osnovi se održava na oko 5%. Metoda lijevanja uglavnom je za rastojanje silikonskog materijala u loncu najprije, a zatim ga bacila u drugi prethodno zagrijani lonac za hlađenje. Kontroliranjem brzine hlađenja, polikristalni ingot silicija baca se tehnologijom usmjerenja. Proces vrućih metala metode izravnog mljevenja isti je kao i metoda lijevanja, u kojoj se polisilikon prvo rastopi u Crucibleu, ali korak hlađenja razlikuje se od metode lijevanja. Iako su dvije metode vrlo slične prirode, metodi izravnog topljenja potreban je samo jedan lonac, a proizvodi polisilikonski proizvod je dobre kvalitete, što pogoduje rastu polikristalnih silicijskih ingota s boljom orijentacijom, a postupak rasta je lako automatizirati, što može učiniti unutarnji položaj kristalne pogreške. Trenutno, vodeća poduzeća u industriji materijala solarne energije uglavnom koriste izravnu metodu topljenja kako bi napravila polikristalni silicijski ingoti, a sadržaj ugljika i kisika su relativno niski, koji su kontrolirani ispod 10ppma i 16ppma. U budućnosti će proizvodnja polikristalnih ingota silikona i dalje dominirati metodom izravnog topljenja, a stopa gubitka ostat će oko 5% u roku od pet godina.
Proizvodnja monokristalnih silicijskih šipki uglavnom se temelji na CZOCHRALSKI METODI, dopunjena metodom topljenja vertikalne zone ovjesa, a proizvodi koje proizvode dva imaju različite namjene. Czochralski metoda koristi grafitni otpor za toplinu polikristalni silicij u kvarcnom kvartu visoke čistoće u toplinskom sustavu ravne cijevi da bi ga otopio, a zatim umetnuo kristal sjemenki u površinu taline za fuziju i zakretanje kristala sjemena dok invertira prepun. , sjemenski kristal polako se podiže prema gore, a monokristalni silicij dobiva se procesima sjemenki, pojačanja, okretanja ramena, rasta jednakih promjera i dorade. Okomita metoda topljenja plutajuće zone odnosi se na učvršćivanje polikristalnog materijala visoke čistoće u komori peći, polako pomičući metalni zavojnica polako duž polikristalne duljine duljine i prolazak kroz polikristalni stupast, i prelazak na radiofrekvenciju visoke snage da bi se dio istolca u unutrašnjosti pozlaćenja napravio u unutrašnjosti zgloba, a dijelom u unutrašnjosti polikril tvori jedan kristal. Zbog različitih proizvodnih procesa postoje razlike u proizvodnoj opremi, troškovima proizvodnje i kvaliteti proizvoda. Trenutno proizvodi dobiveni metodom taljenja zone imaju visoku čistoću i mogu se koristiti za izradu poluvodičkih uređaja, dok Czochralski metoda može ispuniti uvjete za proizvodnju jednog kristalnog silicija za fotonaponske stanice i ima niži trošak, tako da je to glavna metoda. U 2021. tržišni udio metode ravno povlačenjem iznosi oko 85%, a očekuje se da će se u narednih nekoliko godina malo povećati. Predviđa se da će tržišne udjele u 2025. i 2030. biti 87%, odnosno 90%. U pogledu topljenja u okrugu, pojedinačni kristalni silicij, koncentracija industrije topljenja u okrugu koja je topljenje jednog kristalnog silicija u svijetu je relativno visoka u svijetu. Akvizicija), Topsil (Danska). U budućnosti se izlazna skala rastopljenog silicija jednog kristala neće značajno povećavati. Razlog je taj što su Kineske tehnologije relativno unatrag u usporedbi s Japanom i Njemačkom, posebno kapacitetom visokofrekventne opreme za grijanje i uvjetima kristalizacije. Tehnologija spojenih silicija jednog kristala u području velikog promjera zahtijeva da kineska poduzeća nastave sama istražiti.
Czochralski metoda može se podijeliti na kontinuiranu tehnologiju povlačenja kristala (CCZ) i ponovljenu tehnologiju povlačenja kristala (RCZ). Trenutno je glavna metoda u industriji RCZ, koji je u prijelaznoj fazi od RCZ na CCZ. Jedini koraci povlačenja i hranjenja kristala RZC -a neovisni su jedni o drugima. Prije svakog povlačenja, pojedinačni kristalni ingot mora se ohladiti i ukloniti u komori vrata, dok CCZ može shvatiti hranjenje i topljenje tijekom povlačenja. RCZ je relativno zreo, a malo je prostora za tehnološko poboljšanje u budućnosti; Iako CCZ ima prednosti smanjenja troškova i poboljšanja učinkovitosti i u fazi brzog razvoja. U pogledu troškova, u usporedbi s RCZ -om, koji traje oko 8 sati prije nego što se povuče jedan štap, CCZ može uvelike poboljšati učinkovitost proizvodnje, smanjiti potrošnju loma i potrošnju energije uklanjanjem ovog koraka. Ukupni izlaz s jednim peći je više od 20% veći od RCZ -a. Trošak proizvodnje veći je od 10% niži od RCZ -a. U pogledu učinkovitosti, CCZ može dovršiti crtež 8-10 jednostalnih silikonskih šipki u životnog ciklusa Crucible (250 sati), dok RCZ može završiti samo oko 4, a učinkovitost proizvodnje može se povećati za 100-150%. U pogledu kvalitete, CCZ ima ujednačeni otpor, niži sadržaj kisika i sporije akumulacije metalnih nečistoća, tako da je prikladniji za pripremu jednostalnih silicijskih rezina N-tipa, koji su također u razdoblju brzog razvoja. Trenutno su neke kineske tvrtke objavile da imaju CCZ tehnologiju, a put monokristalnih silikonskih silikonskih silikonskih silikonskih silikonskih silikonskih silikonskih silikonskih silicija, u osnovi je bio jasan, a čak su i počele koristiti 100% zrnate silikonske materijale. . Ubuduće će CCZ u osnovi zamijeniti RCZ, ali trebat će određeni postupak.
Proces proizvodnje monokristalnih silikonskih rezina podijeljen je u četiri koraka: povlačenje, rezanje, rezanje, čišćenje i sortiranje. Pojava metode rezanja dijamantske žice uvelike je smanjila stopu gubitka narezanja. Postupak povlačenja kristala opisan je gore. Proces rezanja uključuje skraćivanje, kvadrat i obradu. Rezanje je korištenje stroja za rezanje za rezanje stupca silicija na silikonske vafre. Čišćenje i sortiranje posljednji su koraci u proizvodnji silikonskih rezina. Metoda rezanja dijamantske žice ima očite prednosti u odnosu na tradicionalnu metodu rezanja minobacača, što se uglavnom odražava na potrošnju kratkog vremena i niskog gubitka. Brzina dijamantne žice pet je puta veća od tradicionalnog rezanja. Na primjer, za rezanje s jednim vatalom, tradicionalno rezanje žice za malter traje oko 10 sati, a rezanje dijamantskih žica traje samo oko 2 sata. Gubitak rezanja dijamantne žice također je relativno mali, a sloj oštećenja uzrokovan rezanjem dijamantske žice manji je od onog u rezanju žice minobacača, što pogoduje rezanju tanjih silicijskih vafla. Posljednjih godina, kako bi se smanjile smanjenje gubitaka i troškovi proizvodnje, tvrtke su se okrenule metodama rezanja dijamantske žice, a promjer šipki sabirnica dijamantnih žica postaje niži i niži. 2021. promjer sabirnice dijamantne žice bit će 43-56 µm, a promjer sabirnice dijamantne žice koja se koristi za monokristalne silikonske vafre uvelike će se smanjiti i nastaviti padati. Procjenjuje se da će 2025. i 2030. promjeri dijamantskih žičanih sabirnica koje se koriste za rezanje monokristalnih silicijskih rezina 36 µm, odnosno 33 µm, a promjeri dijamantnih sabirnica koje se koriste za rezanje polikristalnih silikonskih wafera bit će 51 µM i 51 µM. To je zato što postoji mnogo oštećenja i nečistoća u polikristalnim silikonskim vafrima, a tanke žice sklone su lomljenju. Stoga je promjer sabirnice dijamantne žice koja se koristi za polikristalni rezanje silikonskog rezanja veća od onog monokristalnih silikonskih rezina, a kako se tržišni udio polikristalnih silicijskih rezina postupno smanjuje, koristi se za polikndlame, a smanjuje se dijameter.
Trenutno su silikonski rezice uglavnom podijeljeni u dvije vrste: polikristalni silikonski vafrovi i monokristalni silikonski vafrovi. Monokristalni silicijski rezine imaju prednosti dugog života i visoke fotoelektrične učinkovitosti pretvorbe. Polikristalni silicijski rezini sastoje se od kristalnih zrna s različitim orijentacijama kristalne ravnine, dok su pojedinačni kristalni silikonski vafli izrađeni od polikristalnog silicija kao sirovina i imaju istu orijentaciju kristalne ravnine. U izgledu, polikristalni silikonski vafli i pojedinačni kristalni silikonski vafli su plavo-crne i crno-smeđe boje. Budući da su dva izrezana iz polikristalnih silikonskih ingota i monokristalnih silikonskih šipki, oblici su kvadratni i kvazi-kvadrat. Službeni vijek polikristalnih silikonskih rezina i monokristalnih silicijskih rezina je oko 20 godina. Ako su metoda pakiranja i okruženje upotrebe prikladna, radni vijek može dostići više od 25 godina. Općenito govoreći, životni vijek monokristalnih silicijskih rezina nešto je duži od životnog silicijuma polikristalnih silikona. Osim toga, monokristalni silicijski rezine također su malo bolji u učinkovitosti fotoelektrične pretvorbe, a njihova gustoća dislokacije i nečistoće metala mnogo su manje od onih polikristalnih silicijskih rezina. Kombinirani učinak različitih čimbenika čini vijek trajanja manjinskih nosača pojedinačnih kristala desecima puta većim od onog polikristalnih silikonskih rezina. Na taj način pokazuje prednost učinkovitosti pretvorbe. 2021. godine, najveća učinkovitost konverzije polikristalnih silicijskih rezina iznosit će oko 21%, a ona će monokristalnih silicijskih rezina doseći do 24,2%.
Osim dugog života i visoke učinkovitosti pretvorbe, monokristalni silicijski rezine također imaju prednost u stanju, što pogoduje smanjenju troškova potrošnje silicija i silicija, ali obratite pažnju na povećanje stope fragmentacije. Procjenjivanje silicijskih rezina pomaže u smanjenju troškova proizvodnje, a trenutni postupak rezanja može u potpunosti zadovoljiti potrebe stanjivanja, ali debljina silikonskih rezina također mora zadovoljiti potrebe proizvodnje ćelija i komponenti nizvodno. Općenito, debljina silicijskih rezina smanjuje se posljednjih godina, a debljina polikristalnih silikonskih rezina značajno je veća od one kod monokristalnih silicijskih rezina. Monokristalni silicijski rezine dodatno su podijeljeni na silicijske vafre N-tipa i silikonske vafre tipa P, dok silikonski vafli N-tipa uglavnom uključuju upotrebu baterije Topcon i upotrebu HJT baterije. U 2021. prosječna debljina polikristalnih silikonskih rezina iznosi 178 μm, a nedostatak potražnje u budućnosti će ih natjerati da i dalje budu tanki. Stoga se predviđa da će se debljina lagano smanjiti od 2022. do 2024., a debljina će ostati na oko 170 μm nakon 2025. godine; Prosječna debljina monokristalnih silikonskih vafera tipa P je oko 170 μm, a očekuje se da će pasti na 155 μm i 140 µm u 2025. i 2030. godine. Među monokristalnim silicijskim rezima N-tipa, debljina silicija koja se koristi za HJT ćelije je oko 150 µm, i je oko 1500 l. 165 μm. 135 μm.
Pored toga, proizvodnja polikristalnih silikonskih rezina troši više silicija nego monokristalne silikonske vafre, ali koraci proizvodnje su relativno jednostavni, što donosi troškovne prednosti polikristalnim silikonskim rezbarima. Polikristalni silicij, kao uobičajena sirovina za polikristalne silicijske vafre i monokristalne silicijske vafre, ima različitu potrošnju u proizvodnji dvaju, što je posljedica razlika u koracima čistoće i proizvodnje. 2021. godine, konzumacija silicija polikristalnog ingota je 1,10 kg/kg. Očekuje se da će ograničeno ulaganje u istraživanje i razvoj dovesti do malih promjena u budućnosti. Konzumiranje silicija za povlačenje je 1,066 kg/kg, a postoji određeni prostor za optimizaciju. Očekuje se da će biti 1,05 kg/kg i 1,043 kg/kg u 2025. i 2030. godini. U postupku jednostrukog kristala, smanjenje konzumacije silicija za povlačenje može se postići smanjenjem gubitka čišćenja i drobljenja, strogo kontrolirajući proizvodno okruženje, smanjujući udio primera, poboljšavajući kontrolu preciznosti i optimiziranje klasifikacije i tehnologije obrade degradiranih silikonskih materijala. Iako je konzumacija silicija polikristalnih silikonskih rezina visoka, troškovi proizvodnje polikristalnih silicijskih rezina relativno su visoki jer se polikristalni silicijski ingoti proizvode kostiranjem vrućih obloga, dok se monokristalni silicijski ingoti, koji se obično proizvode sporim rastom u ciljevima ciljeva, koji se obično proizvode rasta u ciljanim rastu u ciljevima. Nisko. U 2021. prosječni troškovi proizvodnje monokristalnih silicijskih rezina iznosit će oko 0,673 Yuan/W, a oni će polikristalni silicijski rezinci biti 0,66 Yuan/W.
Kako se debljina silicijskog vafelja smanjuje, a promjer sabirnice dijamantne žice smanjuje se, izlaz silicijskih šipki/ingota jednakog promjera po kilogramu će se povećati, a broj jednostrukih silikonskih šipki iste težine bit će veći od onih polikristalnih silikonskih ingota. U pogledu snage, snaga koju koristi svaka silikonska vafelja varira ovisno o vrsti i veličini. Godine 2021. izlaz monokristalnih kvadratnih šipki veličine P-tipa 166 mm iznosi oko 64 komada po kilogramu, a izlaz polikristalnih kvadratnih ingota je oko 59 komada. Među jednim kristalnim silicijskim rezima P-tipa, izlaz monokristalnih kvadratnih šipki veličine 158,75 mm iznosi oko 70 komada po kilogramu, izlaz jednostrukih kvadratnih šipki veličine p-tipa 182 mm je oko 53 komada po kilogramu, a izlaz jedne kristalne šipke veličine P po kilogramu je oko 53 komada. Izlaz kvadratne šipke iznosi oko 40 komada. Od 2022. do 2030. godine, kontinuirano stanjivanje silicijskih rezina nesumnjivo će dovesti do povećanja broja silikonskih šipki/ingota istog volumena. Manji promjer sabirnice dijamantne žice i veličine srednjeg čestica također će pomoći u smanjenju gubitaka rezanja, povećavajući na taj način broj proizvedenih rezina. količina. Procjenjuje se da je 2025. i 2030. izlaz monokristalnih kvadratnih šipki veličine P-tipa 166 mm oko 71 i 78 komada po kilogramu, a izlaz polikristalnih četvornih ingota iznosi oko 62 i 62 komada, što je posljedica niskog tržišnog udjela u polikristalnim silikonskim wafrima. Postoje razlike u snazi različitih vrsta i veličina silikonskih rezina. Prema podacima o najavi za prosječnu snagu od 158,75 mm silikonskih vafera iznosi oko 5,8 W/komad, prosječna snaga silikonskih vafera veličine 166 mm je oko 6,25 W/komad, a prosječna snaga 182 mm silikonskih rezača je oko 6,25W/komad. Prosječna snaga silicijskog rezina veličine je oko 7,49 W/komad, a prosječna snaga silikonskog reza veličine 210 mm je oko 10W/komad.
Posljednjih godina silicijski rezinci su se postupno razvijali u smjeru velike veličine, a velika veličina pogoduje povećanju snage jednog čipa, čime se razrjeđuje ne-silikonski troškovi stanica. Međutim, prilagođavanje veličine silikonskih rezina također mora razmotriti probleme podudaranja i standardizacije uzvodno i nizvodno, posebno problema s opterećenjem i visokom strujom. Trenutno na tržištu postoje dva kampa u vezi s budućim razvojem smjera veličine silicija, a to su veličine 182 mm i veličine 210 mm. Prijedlog 182 mm uglavnom je iz perspektive integracije vertikalne industrije, temeljenog na razmatranju ugradnje i transporta fotonaponskih stanica, snage i učinkovitosti modula i sinergije između uzvodno i nizvodno; dok je 210 mm uglavnom iz perspektive troškova proizvodnje i troškova sustava. Izlaz od 210 mm silicijskih rezina povećao se za više od 15% u postupku crtanja šipke s jednostrukom šipkom, trošak proizvodnje baterije nizvodno smanjen je za oko 0,02 yuan/w, a ukupni trošak konstrukcije elektrana smanjen je za oko 0,1 yuan/w. U narednih nekoliko godina očekuje se da će silikonski rezinci biti matičniji od 166 mm postupno eliminirani; Problemi s uzlaznim i nizvodno od 210 mm silicijskih rezina postupno će se učinkovito rješavati, a troškovi će postati važniji faktor koji utječe na ulaganje i proizvodnju poduzeća. Stoga će se povećati tržišni udio od 210 mm silikonskih vafera. Stalni porast; 182 mm silikonski rez postat će glavna veličina na tržištu zahvaljujući svojim prednostima u vertikalno integriranoj proizvodnji, ali s probojnim razvojem 210 mm silicijske tehnologije primjene, 182 mm će mu ustupiti mjesto. Osim toga, teško je da se silikonski rezine veće veličine široko koriste na tržištu u narednih nekoliko godina, jer će se troškovi rada i instalacijski rizik od silicijskih rezina velikih veličina uvelike povećati, što je teško nadoknaditi uštedama u troškovima proizvodnje i troškova sustava. . Godine 2021. veličine silikonskih vafelja na tržištu uključuju 156,75 mm, 157 mm, 158,75 mm, 166 mm, 182 mm, 210 mm, itd. Među njima, veličine 158,75 mm i 166 mm činilo je 50% od ukupnog broja, a veličine od 156,75 mm u budućnosti; 166 mm je rješenje najveće veličine koje se može nadograditi za postojeću liniju za proizvodnju baterije, što će biti najveća veličina u posljednje dvije godine. U pogledu tranzicijske veličine, očekuje se da će tržišni udio biti manji od 2% u 2030. godini; Kombinirana veličina od 182 mm i 210 mm činit će 45% u 2021., a tržišni udio brzo će se povećati u budućnosti. Očekuje se da će ukupni tržišni udio u 2030. godini premašiti 98%.
Posljednjih godina tržišni udio monokristalnog silicija i dalje se povećava, a zauzimao je glavni položaj na tržištu. Od 2012. do 2021. udio monokristalnog silicija porastao je s manje od 20% na 93,3%, što je značajan porast. U 2018. godini, silikonski vafli na tržištu uglavnom su polikristalni silicijski rezine, koji čine više od 50%. Glavni razlog je taj što tehničke prednosti monokristalnih silicijskih rezina ne mogu pokriti nedostatke troškova. Od 2019. godine, kako je učinkovitost fotoelektrične pretvorbe monokristalnih silicijskih rezina značajno premašila onu od polikristalnih silicijskih rezina, a troškovi proizvodnje monokristalnih silicijskih rezina i dalje opadaju s tehnološkim napretkom, tržišni udio koji postaje glavna silikona, a nastavljaju se s tržišnom planom. proizvod. Očekuje se da će udio monokristalnih silicijskih rezina dostići oko 96% 2025. godine, a tržišni udio monokristalnih silicijskih rezina dostići će 97,7% u 2030. (Izvještaj Izvor: Future Think Tank)
1.3. Baterije: PERC baterije dominiraju na tržištu, a razvoj N-tipa baterija gura kvalitetu proizvoda
Povezanost lanca fotonaponske industrije srednjeg toka uključuje fotonaponske stanice i fotonaponske stanične module. Obrada silicijskih vafera u stanice najvažniji je korak u realizaciji fotoelektrične pretvorbe. Potrebno je oko sedam koraka za obradu konvencionalne ćelije iz silicijskog reza. Prvo, stavite silikonsku rezinu u hidrofluornu kiselinu da na njezinu površinu proizvede strukturu antilop-a u obliku piramide, smanjujući na taj način reflektivnost sunčeve svjetlosti i povećavajući apsorpciju svjetlosti; Drugi je fosfor se difundira na površini jedne strane silicijskog reza kako bi formirao PN spoj, a njegova kvaliteta izravno utječe na učinkovitost stanice; Treći je uklanjanje PN spoja formiranog na bočnoj strani silikonskog reza tijekom difuzijske faze kako bi se spriječio kratki spoj ćelije; Sloj filma silicijuma nitrida obložen je sa strane na kojoj se formira PN spoj kako bi se smanjio odraz svjetlosti i istovremeno povećao učinkovitost; Peti je ispisati metalne elektrode na prednjem i stražnjem dijelu silicijskog reza za prikupljanje manjinskih nosača generiranih fotonapontom; Krug ispisani u fazi ispisa sinterira se i formira, a integriran je s silikonskom rezinom, to jest ćelija; Konačno, stanice s različitim učinkovitostima su klasificirane.
Kristalne silicijske stanice obično se izrađuju od silikonskih rezina kao supstrata i mogu se podijeliti u stanice p-tipa i stanice N-tipa prema vrsti silicijskih rezina. Među njima, stanice N-tipa imaju veću učinkovitost pretvorbe i posljednjih godina postupno zamjenjuju p-tipa stanice. Silikonski vafli tipa P izrađuju se doping silicijum s borom, a silicijevi tipa N-a izrađeni su od fosfora. Stoga je koncentracija boronskog elementa u silicijskom rezinu N-tipa niža, čime se inhibira vezanje kompleksa boron-kisika, poboljšavajući životni vijek nosača manjina silikonskog materijala, a istovremeno nema foto-induciranog prigušenja u bateriji. Pored toga, nosači manjina N-tipa su rupe, manjinski nosači tipa su elektroni, a presjek za hvatanje većine atoma nečistoće za rupe je manji od onog elektrona. Stoga je životni vijek nosača manjina stanice N-tipa veći, a brzina fotoelektrične pretvorbe veća. Prema laboratorijskim podacima, gornja granica učinkovitosti pretvorbe stanica p-tipa iznosi 24,5%, a učinkovitost pretvorbe stanica N-tipa je do 28,7%, tako da stanice N-tipa predstavljaju razvojni smjer buduće tehnologije. U 2021. stanice N-tipa (uglavnom uključujući heterojunkcijske stanice i TopCon stanice) imaju relativno visoke troškove, a razmjera masovne proizvodnje još uvijek je mala. Trenutni tržišni udio iznosi oko 3%, što je u osnovi isti kao i 2020. godine.
U 2021. će se učinkovitost pretvorbe stanica N-tipa značajno poboljšati, a očekuje se da će u sljedećih pet godina biti više prostora za tehnološki napredak. Godine 2021. velika će proizvodnja monokristalnih ćelija tipa P-tipa koristiti PERC tehnologiju, a prosječna učinkovitost pretvorbe doseći će 23,1%, što je povećanje od 0,3 postotna boda u usporedbi s 2020; Učinkovitost konverzije polikristalnih crnih silikonskih ćelija pomoću PERC tehnologije doseći će 21,0%, u usporedbi s 2020. godišnjim povećanjem od 0,2 postotna boda; Konvencionalno poboljšanje učinkovitosti crne silicijske stanice polikristalne crne silicijske stanice nije snažno, učinkovitost pretvorbe u 2021. iznosit će oko 19,5%, samo 0,1 postotak boda veća, a budući prostor za poboljšanje učinkovitosti je ograničen; Prosječna učinkovitost pretvorbe ingot monokristalnih PERC stanica je 22,4%, što je 0,7 postotnih bodova niže od one u monokristalnim PERC stanicama; Prosječna učinkovitost pretvorbe N-tipa TopCon stanica doseže 24%, a prosječna učinkovitost pretvorbe heterojunkcijskih stanica doseže 24,2%, a obje su uvelike poboljšane u usporedbi s 2020., a prosječna učinkovitost pretvorbe IBC stanica doseže 24,2%. S razvojem tehnologije u budućnosti, tehnologije baterija poput TBC -a i HBC -a također mogu nastaviti napredovati. U budućnosti, smanjenjem troškova proizvodnje i poboljšanjem prinosa, baterije N-tipa bit će jedan od glavnih razvoja tehnologije baterije.
Iz perspektive tehnologije baterije, iterativno ažuriranje tehnologije baterije uglavnom je prošlo kroz BSF, PERC, Topcon na temelju poboljšanja PERC -a i HJT -a, nove tehnologije koja potkopava PERC; Topcon se može dalje kombinirati s IBC -om kako bi formirao TBC, a HJT se također može kombinirati s IBC -om kako bi postao HBC. P-type monocrystalline cells mainly use PERC technology, p-type polycrystalline cells include polycrystalline black silicon cells and ingot monocrystalline cells, the latter refers to the addition of monocrystalline seed crystals on the basis of conventional polycrystalline ingot process, directional solidification After that, a square silicon ingot is formed, and a silicon wafer mixed with single crystal and Polikristalni se izrađuje kroz niz procesa obrade. Budući da u osnovi koristi polikristalni put pripreme, uključen je u kategoriju polykristalnih stanica P-tipa. Stanice N-tipa uglavnom uključuju Topcon monokristalne stanice, HJT monokristalne stanice i IBC monokristalne stanice. 2021. godine, novim linijama za masovnu proizvodnju i dalje će dominirati linije PERC -a za proizvodnju stanica, a tržišni udio stanica PERC -a dodatno će se povećati na 91,2%. Kako se potražnja proizvoda za projektima na otvorenom i kućanskim projektima koncentrirala na proizvode visoke učinkovitosti, tržišni udio BSF baterija pat će s 8,8% na 5% u 2021. godini.
1.4. Moduli: Trošak stanica objašnjava glavni dio, a snaga modula ovisi o ćelijama
Koraci proizvodnje fotonaponskih modula uglavnom uključuju staničnu povezanost i laminaciju, a stanice čine glavni dio ukupnog troška modula. Budući da su struja i napon jedne ćelije vrlo mali, stanice moraju biti međusobno povezane kroz sabirnice. Ovdje su spojeni u nizu kako bi povećali napon, a zatim se paralelno spojili kako bi dobili visoku struju, a zatim su fotonaponski staklo, EVA ili POE, list baterije, EVA ili POE, stražnji lim zapečaćen i toplina pritisnuta određenim redoslijedom, a konačno zaštićena aluminijskim okvirom i silikonskim zapečaćenim rubom. Iz perspektive sastava troškova proizvodnje komponenata, materijalni troškovi čine 75%, zauzimajući glavnu poziciju, a slijede troškovi proizvodnje, troškovi performansi i troškovi rada. Trošak materijala vodi troškovima stanica. Prema najavama mnogih tvrtki, stanice čine oko 2/3 ukupnih troškova fotonaponskih modula.
Fotonaponski moduli obično se dijele prema staničnoj vrsti, veličini i količini. Postoje razlike u snazi različitih modula, ali svi su u porastu. Snaga je ključni pokazatelj fotonaponskih modula, koji predstavlja sposobnost modula da solarnu energiju pretvori u električnu energiju. Može se vidjeti iz statistike snage različitih vrsta fotonaponskih modula da kada su veličina i broj ćelija u modulu isti, snaga modula je N-tipa pojedinačni kristal> P-tipa jednostruki kristal> polikristalni; Što je veća veličina i količina, veća je snaga modula; Za Module s jednim kristalnim modulima i heterojunkcijskim modulima iste specifikacije, snaga potonjeg je veća od one u prvom. Prema prognozi CPIA-e, snaga modula povećavat će se za 5-10W godišnje u narednih nekoliko godina. Osim toga, pakiranje modula donijet će određeni gubitak snage, uglavnom uključujući optički gubitak i gubitak električne energije. Prvi je uzrokovan propusnošću i optičkim neusklađenim materijalima za pakiranje poput fotonaponskog stakla i EVA, a drugi se uglavnom odnosi na upotrebu solarnih ćelija u nizu. Gubitak kruga uzrokovan otporom vrpce zavarivanja i same sabirnice, a trenutni gubitak neusklađenosti uzrokovan paralelnim spojem stanica, ukupni gubitak snage dva čini oko 8%.
1.5. Fotonaponski instalirani kapacitet: Politike različitih zemalja očito su vođene, a u budućnosti postoji ogroman prostor za novi instalirani kapacitet
Svijet je u osnovi postigao konsenzus o neto nula emisija u skladu s ciljem zaštite okoliša, a postepeno se pojavila i ekonomija nadređenih fotonaponskih projekata. Zemlje aktivno istražuju razvoj proizvodnje energije obnovljivih izvora energije. Posljednjih godina zemlje širom svijeta obvezale su se smanjiti emisiju ugljika. Većina glavnih emitera stakleničkih plinova formulirala je odgovarajuće ciljeve obnovljivih izvora energije, a instalirani kapacitet obnovljivih izvora energije je ogroman. Na temelju cilja za kontrolu temperature od 1,5 ℃, Irena predviđa da će globalni instalirani kapacitet obnovljivih izvora energije dostići 10,8TW u 2030., osim toga, prema podacima WoodMac -a, razina troška električne energije (LCOE) proizvodnje solarne energije u Kini, Indiji, Sjedinjenim Državama i drugih zemalja je već niža od najjeftinije fossilne energije i daljnjeg propadanja. Aktivno promicanje politika u raznim zemljama i ekonomija stvaranja fotonaponske energije dovelo je do stalnog povećanja kumulativne instalirane kapacitete fotonaponcije u svijetu i Kini posljednjih godina. Od 2012. do 2021. godine, kumulativni instalirani kapacitet fotonaponcije u svijetu će se povećati sa 104,3 GW na 849,5GW, a kumulativni instalirani kapacitet fotonaponta u Kini povećat će se sa 6,7 GW na 307GW, što je povećanje od preko 44 puta. Osim toga, novoinstalirani kineski fotonaponski kapacitet čini više od 20% ukupnog instaliranog kapaciteta na svijetu. Godine 2021. kineski novoinstalirani fotonaponski kapacitet iznosi 53 GW, što čini oko 40% novoinstaliranog kapaciteta na svijetu. To je uglavnom zbog obilne i ujednačene raspodjele lakih energetskih resursa u Kini, dobro razvijenog uzvodno i nizvodno i snažne potpore nacionalnim politikama. Tijekom tog razdoblja, Kina je igrala ogromnu ulogu u stvaranju fotonaponske energije, a kumulativni instalirani kapacitet činio je manje od 6,5%. Skočio na 36,14%.
Na temelju gornje analize, CPIA je dao prognozu za novo povećane fotonaponske instalacije od 2022. do 2030. u cijelom svijetu. Procjenjuje se da će u optimističnim i konzervativnim uvjetima globalni novoinstalirani kapacitet 2030. biti 366, odnosno 315GW, a novoinstalirani kapacitet Kine bit će 128., 105GW. U nastavku ćemo prognozirati potražnju za polisilikonom na temelju razmjera novoinstaliranog kapaciteta svake godine.
1.6. Prognoza potražnje polisilikona za fotonaponske primjene
Od 2022. do 2030. godine, na temelju prognoze CPIA -e za globalne novo povećane PV instalacije u optimističnim i konzervativnim scenarijima, može se predvidjeti potražnja za polisilikonom za PV aplikacije. Stanice su ključni korak za realizaciju fotoelektrične pretvorbe, a silikonski vafli su osnovne sirovine stanica i izravan nizvodno od polisilikona, tako da je to važan dio predviđanja potražnje za polisilikonom. Ponderirani broj komada po kilogramu silikonskih šipki i ingota može se izračunati iz broja komada po kilogramu i tržišnog udjela silikonskih šipki i ingota. Zatim, prema energetskoj i tržišnom udjelu silikonskih rezina različitih veličina, može se dobiti ponderirana snaga silicijskih rezina, a zatim se potreban broj silicijskih rezina može procijeniti u skladu s novoinstaliranim fotonaponskim kapacitetom. Zatim se težina potrebnih silicijskih šipki i ingota može dobiti u skladu s kvantitativnom odnosom između broja silikonskih rezina i ponderiranog broja silikonskih šipki i silikonskih ingota po kilogramu. Dalje u kombinaciji s ponderiranom konzumacijom silicija silikonskih šipki/silikonskim ingotima, konačno se može dobiti potražnja za polisilikonom za novo instalirani fotonaponski kapacitet. Prema rezultatima prognoze, globalna potražnja za polisilikonom za nove fotonaponske instalacije u posljednjih pet godina nastavit će rasti, dostići doseg 2027., a zatim u naredne tri godine malo opadati. Procjenjuje se da će u optimističnim i konzervativnim uvjetima 2025. godine globalna godišnja potražnja za polisilikonom za fotonaponske instalacije biti 1.108.900 tona i 907.800 tona, a globalna potražnja za polisilikonom za fotovoltaične primjene u 2030. godini u kantestičkim uvjetima. , 896.900 tona. Prema kineskimudio globalnog fotonaponskog instaliranog kapaciteta,Kineska potražnja za polisilikonom za fotonaponskom uporabom 2025. godineočekuje se da će biti 369.600 tona i 302.600 tona u optimističnim i konzervativnim uvjetima, odnosno 739.300 tona i 605.200 tona u inozemstvu.
2, Područje Potražnja za završetkom: ljestvica je mnogo manja od potražnje u fotonaponskom polju, a budući rast može se očekivati
Osim što izrađuju fotonaponske stanice, polisilikon se može koristiti i kao sirovina za izradu čipsa i koristi se u poluvodičkom polju, koje se može podijeliti u proizvodnju automobila, industrijsku elektroniku, elektroničke komunikacije, kućne uređaje i druga polja. Proces od polisilikona do čipa uglavnom je podijeljen u tri koraka. Prvo, polisilikon se uvlači u monokristalne silicijske ingote, a zatim izreže na tanke silikonske vafre. Silikonski vafli proizvode se kroz niz operacija mljevenja, obrušavanja i poliranja. , koja je osnovna sirovina tvornice poluvodiča. Konačno, silikonski rez se izrezao i laser je urezan u različite strukture kruga kako bi se napravili proizvodi s čipovima s određenim karakteristikama. Uobičajeni silicijski rezinci uglavnom uključuju polirane vafre, epitaksijalne vafre i soi vafre. Polirani vafel je materijal za proizvodnju čipova s visokom ravnom ravnošću dobivenom poliranjem silikonskog reza za uklanjanje oštećenog sloja na površini, koji se može izravno koristiti za izradu čipsa, epitaksijskih rezina i soi silicijskih vafera. Epitaksijalni rezice dobivaju se epitaksijskim rastom poliranih rezina, dok se soi silicijski rezice izrađuju vezanjem ili ionskom implantacijom na poliranim supstratima od vafla, a postupak pripreme je relativno težak.
Kroz potražnju za polisilikonom na strani poluvodiča 2021. godine, u kombinaciji s prognozom agencije o stopi rasta industrije poluvodiča u narednih nekoliko godina, potražnja za polisilikonom u polju poluvodiča od 2022. do 2025. godine može se grubo procijeniti. 2021. godine, globalna proizvodnja elektroničkog polisilicona činit će oko 6% ukupne proizvodnje polisilikona, a solarni polisilicon i granulirani silicij činit će oko 94%. Većina elektroničkih polisilikona koristi se u poluvodičkom polju, a drugi polisilicon se u osnovi koristi u fotonapojskoj industriji. . Stoga se može pretpostaviti da je količina polisilikona korištenog u industriji poluvodiča 2021. godine oko 37 000 tona. Osim toga, prema budućoj stopi rasta spoja u industriji poluvodiča predviđenih uvidom u FortuneBusiness, potražnja za polisilikonom za uporabu poluvodiča povećavat će se s godišnjom stopom od 8,6% od 2022. do 2025. godine. Procjenjuje se da će se u 2025. godini u polja za polisilikona. (Izvor izvještaja: Budući istraživački tenk)
3, Polisilicon Uvoz i izvoz: Uvoz daleko premašuje izvoz, a Njemačka i Malezija čine veći udio
2021. godine oko 18,63% kineske potražnje za polisilikonom dolazi iz uvoza, a razmjera uvoza daleko premašuje razmjere izvoza. Od 2017. do 2021. godine, uzorku uvoza i izvoza polisilikona dominira uvoz, što može biti posljedica snažne potražnje za fotonaponskom industrijom koja se brzo razvijala posljednjih godina, a njegova potražnja za polisilikonom čini više od 94% ukupne potražnje; Osim toga, tvrtka još nije savladala proizvodnu tehnologiju elektroničkih polisilicona visoke čistoće, tako da se neki polisilikon zahtijeva industrija integriranog kruga još uvijek treba oslanjati na uvoz. Prema podacima podružnice silicijske industrije, volumen uvoza nastavio je opadati u 2019. i 2020. temeljni razlog za pad uvoza polisilikana u 2019. bio je znatno povećanje proizvodnih kapaciteta, koji je u 2018. godini porastao s 388.000 tona u 2018. godini, u isto vrijeme, kao i neka su se od nekih u blizini, Hanwdds, kompanija od nekih vremena, od kojih su neki u inozemstvu, od kojih su neki u inozemnim kompanijama, od kojih su nekass, hanwha Gubici, tako da je ovisnost o uvozu polisilikona mnogo niža; Iako se proizvodni kapacitet nije povećao u 2020. godini, utjecaj epidemije doveo je do kašnjenja u izgradnji fotonaponskih projekata, a broj polisilikonskih naloga smanjio se u istom razdoblju. 2021. godine, kinesko fotonaponski tržište brzo će se razvijati, a očigledna potrošnja polisilikona doseći će 613.000 tona, pokrećući volumen uvoza na oporavak. U posljednjih pet godina volumen uvoza neto polisilicona iz kineske je bio između 90.000 i 140 000 tona, od kojih je oko 103.800 tona u 2021. godine. Očekuje se da će volumen uvoza neto polisilikona u kineskoj i dalje oko 100 000 tona godišnje u odnosu na 2022 do 2025.
Kineski polisilikonski uvoz uglavnom potječe iz Njemačke, Malezije, Japana i Tajvana, Kine, a ukupni uvoz iz ove četiri zemlje činit će 90,51% u 2021. oko 45% kineskog uvoza polisilika, iz Njemačke, 26% iz Malezije, 13,5% iz Japana i 6%. Njemačka posjeduje svjetski polisilikonski div Wacker, koji je najveći izvor inozemnog polisilicona, koji čini 12,7% ukupnog globalnog proizvodnog kapaciteta 2021. godine; Malezija ima veliki broj polisilikonskih proizvodnih linija iz tvrtke Južne Koreje OCI, koja potječe iz originalne produkcijske linije u Maleziji iz Tokuyama, japanske tvrtke koju je stekao OCI. Postoje tvornice i neke tvornice koje su OCI preselile iz Južne Koreje u Maleziju. Razlog preseljenja je taj što Malezija pruža slobodni tvornički prostor, a troškovi električne energije jedna trećina niži od one u Južnoj Koreji; Japan i Tajvan, Kina, imaju Tokuyama, Get i druge tvrtke koje zauzimaju veliki udio u proizvodnji polisilikona. mjesto. 2021. godine, polisilikonski izlaz iznosit će 492.000 tona, što će novo instalirana potražnja za fotonaponskim kapacitetom i čipovima iznosit 206.400 tona i 1.500 tona, a preostalih 284.100 tona uglavnom će se koristiti za preradu i izvedbu u inozemstvu. U nizvodnim vezama polisilikona, silikonski vafri, stanice i moduli uglavnom se izvoze, među kojima je izvoz modula posebno izražen. Godine 2021. 4,64 milijarde silicijskih rezina i 3,2 milijarde fotonaponskih stanica bile suizvedenIz Kine, s ukupnim izvozom od 22,6 GW i 10,3GW, a izvoz fotonaponskih modula je 98,5 GW, s vrlo malo uvoza. U smislu sastava izvoznih vrijednosti, izvoz modula u 2021. doseći će 24,61 milijardu USD, što čini 86%, a slijede silikonski vafri i baterije. 2021. godine, globalni izlaz silikonskih vafera, fotonaponskih ćelija i fotonaponskih modula doseći će 97,3%, 85,1%, odnosno 82,3%. Očekuje se da će se globalna fotonaponska industrija i dalje koncentrirati u Kini u naredne tri godine, a volumen izlaza i izvoza svake veze bit će znatan. Stoga se procjenjuje da će se od 2022. do 2025. količina polisilikona koji se koristi za preradu i proizvodnju proizvoda nizvodno i izvozi u inozemstvu postupno povećavati. Procjenjuje se oduzimanjem inozemne proizvodnje od potražnje inozemnih polisilikona. 2025. godine, polisilicon proizveden preradom u proizvode nizvodno, procijenit će se da izvozi 583.000 tona u strane zemlje iz Kine
4, Sažetak i izgledi
Globalna potražnja za polisilikonom uglavnom je koncentrirana u fotonaponskom polju, a potražnja u polju poluvodiča nije redoslijed veličine. Potražnja za polisilikonom pokreće se fotonaponskim instalacijama, a postupno se prenosi na polisilicon putem veze fotonaponskih modula-staničnih stanica, stvarajući potražnju za tim. U budućnosti, s širenjem globalnog fotonaponskog instaliranog kapaciteta, potražnja za polisilikonom općenito je optimistična. Optimistično, Kina i inozemna novonastala instalacija PV -a koje uzrokuju potražnju za polisilikonom 2025. godine iznosit će 36,96GW, odnosno 73,93GW, a potražnja u konzervativnim uvjetima također će doseći 30,24GW, odnosno 60.49 GW. 2021. godine, globalna ponuda i potražnja za polisilikonom bit će tijesna, što rezultira visokim globalnim polisilikonskim cijenama. Ova se situacija može nastaviti do 2022. godine, a postupno se okrenuti fazi labave opskrbe nakon 2023. u drugoj polovici 2020., utjecaj epidemije počeo je slabiti, a širenje proizvodnje nizvodno je pokrenulo potražnju za Polysilicon -om, a neke vodeće tvrtke planirale su proširiti proizvodnju. Međutim, ciklus ekspanzije dulje od jedne i pol godine rezultirao je oslobađanjem proizvodnih kapaciteta na kraju 2021. i 2022., što je rezultiralo porastom od 4,24% u 2021. godine. Postoji jaz u opskrbi od 10 000 tona, tako da su cijene oštro porasle. Predviđa se da će 2022. godine, u optimističnim i konzervativnim uvjetima fotonaponske instalirane kapacitete, jaz ponude i potražnje biti -156.500 tona i 2.400 tona, a ukupna opskrba i dalje će biti u stanju relativno skraćene opskrbe. Godine 2023. i šire, novi projekti koji su započeli izgradnju krajem 2021. i početkom 2022. započet će s proizvodnjom i postići povećanje proizvodnih kapaciteta. Ponuda i potražnja postupno će se otpuštati, a cijene mogu biti pod pritiskom. U praćenju, pažnju treba posvetiti utjecaju ruskog-ukrajnog rata na globalni energetski obrazac, koji može promijeniti globalni plan za novoinstalirani fotonaponski kapacitet, što će utjecati na potražnju za polisilikonom.
(Ovaj je članak samo za referencu kupaca UrbanMinesa i ne predstavlja nikakve savjete o ulaganju）