1、太陽光発電の最終需要：太陽光発電設置容量の需要は強く、ポリシリコンの需要は、設置された容量予測に基づいて逆転します
1.1。ポリシリコン消費：グローバル消費量は、主に太陽光発電のために着実に増加しています
過去10年間、グローバルポリシリコン消費は増加し続けており、太陽光発電産業が率いる中国の割合は拡大し続けています。 2012年から2021年にかけて、世界のポリシリコン消費は一般に上昇傾向を示し、237,000トンから約653,000トンに上昇しました。 2018年には、中国の531の太陽光発電の新しいポリシーが導入され、太陽光発電の補助金率が明らかに低下しました。新しく設置された太陽光発電容量は前年比18％減少し、ポリシリコンの需要が影響を受けました。 2019年以来、州は太陽光発電のグリッドパリティを促進するための多くのポリシーを導入しています。太陽光発電産業の急速な発展に伴い、ポリシリコンの需要も急速な成長期に入りました。この期間中、主に中国の急速に発展している太陽光発電産業により、世界的な総消費における中国のポリシリコン消費の割合は、2012年の61.5％から2021年の93.9％に増加し続けました。 2021年のさまざまな種類のポリシリコンの世界的な消費パターンの観点から、太陽電池に使用されるシリコン材料は少なくとも94％を占めます。比率は6％であり、これはポリシリコンの現在の需要が太陽光発電によって支配されていることを示しています。デュアルカーボン政策の温暖化により、太陽光発電設置容量の需要が強くなり、太陽光グレードのポリシリコンの消費と割合が増加し続けることが予想されます。
1.2。シリコンウェーハ：単結晶シリコンウェーハが主流を占めており、連続したCzochralskiテクノロジーが急速に発達します
Polysiliconの直接的な下流のリンクはシリコンウェーハであり、現在中国は世界のシリコンウェーハ市場を支配しています。 2012年から2021年にかけて、グローバルおよび中国のシリコンウェーハの生産能力と生産量が増加し続け、太陽光発電業界はブームを続けました。シリコンウェーハは、シリコン材料とバッテリーを結ぶ橋として機能し、生産能力に負担はないため、業界に参入するために多くの企業を引き付け続けています。 2021年、中国のシリコンウェーハメーカーが大幅に拡大しました生産213.5GWの出力までの容量。これにより、グローバルなシリコンウェーハ生産が215.4GWに増加しました。中国の既存および新たに新たに増加した生産能力によると、年間成長率は今後数年間で15〜25％を維持すると予想されており、中国のウェーハ生産は依然として世界で絶対的な支配的な地位を維持します。
多結晶シリコンは、多結晶シリコンインゴットまたは単結晶シリコンロッドにすることができます。多結晶シリコンインゴットの生産プロセスには、主に鋳造方法と直接融解方法が含まれます。現在、2番目のタイプが主な方法であり、損失率は基本的に約5％に維持されています。鋳造方法は、主に最初にるつぼのシリコン材料を溶かし、次に冷却のために別の予熱したるつぼに鋳造することです。冷却速度を制御することにより、多結晶シリコンインゴットは、方向性凝固技術によって鋳造されます。直接融解方法のホット融解プロセスは、鋳造方法のプロセスと同じです。このプロセスでは、ポリシリコンが最初にるつぼで直接溶けますが、冷却ステップは鋳造方法とは異なります。 2つの方法は本質的に非常に類似していますが、直接融解方法には1つのるつぼが必要であり、生成されるポリシリコン製品は良質であり、より良い方向を持つ多結晶シリコンインゴットの成長を助長し、成長プロセスは自動化しやすく、結晶エラー減少の内部位置になります。現在、太陽エネルギー材料産業の主要な企業は一般に、直接融解方法を使用して多結晶シリコンインゴットを作り、炭素と酸素の含有量は比較的低く、10ppmaおよび16ppma以下で制御されています。将来、多結晶シリコンインゴットの生産は、直接融解方法によって依然として支配され、損失率は5年以内に約5％のままです。
単結晶シリコンロッドの生産は、主に垂直サスペンションゾーンの融解方法で補足されたCzochralskiメソッドに基づいており、2つによって生成された製品は使用が異なります。 Czochralskiメソッドは、ストレートチューブ熱システムの高純度のQuartzるつぼの熱多結晶シリコンに対するグラファイト抵抗を使用して溶かし、融合のために種子結晶を融解の表面に挿入し、クルーシブルを反転させながら種子結晶を回転させます。 、種子の結晶はゆっくりと上に上昇し、シード、増幅、肩の回転、等径の成長、仕上げのプロセスを通じて単結晶シリコンが得られます。垂直フローティングゾーンの融解方法とは、炉室の円柱の高純度多結晶材料の固定、多結晶の長さ方向に沿って金属コイルをゆっくりと動かし、円柱の多結晶を通過し、金属コイルの高出力無線周波数を通過して、多結晶の柱のメルツの一部を移動した後、coilの中にあるものを作ることを指します。単結晶。生産プロセスが異なるため、生産機器、生産コスト、製品の品質に違いがあります。現在、ゾーン融解方法によって得られた製品は高純度であり、半導体デバイスの製造に使用できますが、Czochralski法は太陽電池用の単結晶シリコンを生産し、コストが低いため、主流の方法です。 2021年には、ストレートプル法の市場シェアは約85％であり、今後数年間でわずかに増加すると予想されます。 2025年と2030年の市場シェアは、それぞれ87％と90％であると予測されています。地区の溶けた単結晶シリコンに関しては、世界では地区溶解単結晶シリコンの産業集中が比較的高くなっています。買収）、Topsil（デンマーク）。将来、溶融単結晶シリコンの出力スケールは大幅に増加しません。その理由は、中国の関連技術が日本やドイツ、特に高周波暖房装置と結晶化プロセス条件の能力と比較して比較的後方にあるためです。融合したシリコンシングルクリスタルの大きな直径エリアの技術には、中国企業が自分で探索し続ける必要があります。
Czochralskiメソッドは、連続結晶プルングテクノロジー（CCZ）および繰り返しクリスタルプルテクノロジー（RCZ）に分割できます。現在、業界の主流の方法はRCZであり、RCZからCCZへの移行段階にあります。 RZCの単結晶の引っ張りと摂食ステップは、互いに独立しています。それぞれの引っ張りの前に、単結晶のインゴットを冷却してゲートチャンバーで除去する必要がありますが、CCZは引っ張っている間に摂食と融解を実現できます。 RCZは比較的成熟しており、将来技術的な改善の余地はほとんどありません。 CCZにはコスト削減と効率改善の利点があり、急速な発展の段階にあります。コストの面では、単一のロッドが描画されるまで約8時間かかるRCZと比較して、CCZは生産効率を大幅に改善し、このステップを排除することでるつぼとエネルギー消費を削減できます。総単一炉の出力は、RCZの炉の総出力より20％以上高くなっています。生産コストはRCZより10％以上低いです。効率の観点から、CCZはるつぼ（250時間）のライフサイクル内で8〜10個の単結晶シリコンロッドの描画を完了しますが、RCZは約4しか完了できず、生産効率は100〜150％増加できます。品質に関しては、CCZは均一な抵抗率、酸素含有量が低く、金属不純物の蓄積が遅くなるため、急速な発展期間にあるN型単結晶シリコンウェーハの調製により適しています。現在、中国の一部の企業は、CCZテクノロジーを持っていることを発表しており、粒状シリコン-CCZ-N型の単結晶シリコンウェーハのルートは基本的に明確であり、100％粒状のシリコン材料を使用し始めています。 。将来的には、CCZは基本的にRCZに取って代わりますが、特定のプロセスが必要になります。
単結晶シリコンウェーハの生産プロセスは、引っ張り、スライス、スライス、クリーニング、ソートの4つのステップに分かれています。ダイヤモンドワイヤスライス法の出現により、スライス損失率が大幅に減少しました。クリスタルプルプロセスは上記で説明されています。スライスプロセスには、切り捨て、四角、面取り操作が含まれます。スライスは、スライシングマシンを使用して、柱状シリコンをシリコンウェーハにカットすることです。クリーニングとソートは、シリコンウェーハの生産の最終ステップです。ダイヤモンドワイヤスライシング法は、主に短い時間消費と低損失に反映されている、従来のモルタルワイヤスライシング法よりも明らかな利点があります。ダイヤモンドワイヤの速度は、従来の切断の5倍です。たとえば、シングルワーファーの切断には、従来のモルタルワイヤーの切断には約10時間かかり、ダイヤモンドワイヤーの切断には約2時間しかかかりません。ダイヤモンドワイヤの切断の損失も比較的小さく、ダイヤモンドワイヤの切断によって引き起こされる損傷層は、モルタルワイヤー切断の損傷層よりも小さく、これは薄いシリコンウェーファーを切断するのに役立ちます。近年、削減の損失と生産コストを削減するために、企業はダイヤモンドワイヤースライシング方法に目を向けており、ダイヤモンドワイヤーバスバーの直径は低下しています。 2021年、ダイヤモンドワイヤバスバーの直径は43〜56μmになり、単結晶シリコンウェーハに使用されるダイヤモンドワイヤーバスバーの直径は大幅に減少し、減少し続けます。 2025年と2030年には、単結晶シリコンウェーファーを切断するために使用されるダイヤモンドワイヤバスバーの直径はそれぞれ36μmと33μmであり、ポリクリスタリンシリコンウェーファーをそれぞれ51μmと51μmにするために使用されるダイヤモンドワイヤバスバーの直径はそれぞれ51μmであると推定されています。これは、多結晶シリコンウェーハに多くの欠陥と不純物があり、薄いワイヤが破損する傾向があるためです。したがって、多結晶シリコンウェーハ切断に使用されるダイヤモンドワイヤバスバーの直径は、単結晶シリコンウェーファーの直径よりも大きく、多結晶シリコンウェーハの市場シェアが徐々に減少するにつれて、ポリクリスタリンシリコンに使用されます。
現在、シリコンウェーハは、主に多結晶シリコンウェーハと単結晶シリコンウェーハの2つのタイプに分かれています。単結晶シリコンウェーハは、長いサービス寿命と高い光電気変換効率の利点を持っています。多結晶シリコンウェーハは、異なる結晶面の向きを持つ結晶粒で構成されていますが、単結晶シリコンウェーハは原材料と同じ多結晶シリコンで作られており、同じ結晶面の向きを持っています。外観では、多結晶シリコンウェーハと単結晶シリコンウェーハは青色で黒色です。この2つは、それぞれ多結晶シリコンインゴットと単結晶シリコンロッドから切断されるため、形状は正方形と準平方です。多結晶シリコンウェーハと単結晶シリコンウェーハのサービス寿命は約20年です。包装方法と使用環境が適切である場合、サービス寿命は25年以上に達する可能性があります。一般的に言えば、単結晶シリコンウェーハの寿命は、多結晶シリコンウェーハの寿命よりもわずかに長いです。さらに、単結晶シリコンウェーハは光電化変換効率でもわずかに優れており、それらの脱臼密度と金属の不純物は、多結晶シリコンウェーハの密度と金属の不純物がはるかに小さくなっています。さまざまな要因の組み合わせ効果により、少数キャリアの単結晶の寿命は、多結晶シリコンウェーハのそれよりも数十倍高くなります。これにより、変換効率の利点を示します。 2021年には、多結晶シリコンウェーハの最高の変換効率は約21％になり、単結晶シリコンウェーハの変換効率は最大24.2％に達します。
長寿命と高い変換効率に加えて、単結晶シリコンウェーファーには薄化の利点もあります。これは、シリコンの消費とシリコンウェーハコストの削減を助長しますが、断片化速度の増加に注意を払っています。シリコンウェーファーの薄化は製造コストを削減するのに役立ち、現在のスライスプロセスは薄化のニーズを完全に満たすことができますが、シリコンウェーハの厚さは、下流のセルとコンポーネントの製造のニーズを満たす必要があります。一般に、シリコンウェーハの厚さは近年減少しており、多結晶シリコンウェーハの厚さは、単結晶シリコンウェーハの厚さよりも著しく大きくなっています。単結晶シリコンウェーハはさらにN型シリコンウェーハとPタイプのシリコンウェーハに分割され、N型シリコンウェーファーには主にトップコンのバッテリーの使用量とHJTバッテリーの使用が含まれます。 2021年、多結晶シリコンウェーハの平均厚さは178μmであり、将来の需要の欠如により、それらが薄くなり続けるようになります。したがって、厚さは2022年から2024年にかけてわずかに減少し、厚さは2025年以降約170μmにとどまると予測されています。 P型単結晶シリコンウェーファーの平均厚さは約170μmであり、2025年および2030年には155μmと140μmに低下すると予想されます。Nタイプのモノ結晶シリコンウェーハの中で、HJT細胞に使用されるシリコンウェーフの厚さは、約150μmで使用されています。細胞は165μmです。 135μm。
さらに、多結晶シリコンウェーファーの生産は、単結晶シリコンウェーハよりもシリコンを消費しますが、生産の手順は比較的単純であり、ポリクリスタルシリコンウェーハにコストの利点をもたらします。多結晶シリコンは、多結晶シリコンウェーハと単結晶シリコンウェーファーの一般的な原料として、2つの生産と2つの純度の違いと生産ステップの違いによる消費量が異なります。 2021年、多結晶インゴットのシリコン消費量は1.10 kg/kgです。研究開発への限られた投資は、将来の小さな変化につながると予想されます。プルロッドのシリコン消費量は1.066 kg/kgであり、最適化のための特定のスペースがあります。 2025年と2030年にそれぞれ1.05 kg/kgと1.043 kg/kgになると予想されます。単結晶の引っ張りプロセスでは、プルロッドのシリコン消費の減少は、洗浄と粉砕の損失を減らし、生産環境を厳密に制御し、プライマーの割合を減らし、精密制御を改善し、分解されたシリコン材料の分類と処理技術を最適化することで達成できます。多結晶シリコンウェーファーのシリコン消費は高くなっていますが、多結晶シリコンインゴットはホットメル化インゴット鋳物によって生成されるため、多結晶シリコンガットの生産コストは比較的高くなりますが、単結晶のシリコンインゴットは通常、Czochralski singractal furnacesでゆっくりと成長することによって生成されます。低い。 2021年には、単結晶シリコンウェーハの平均生産コストは約0.673元/Wであり、多結晶シリコンウェーハのそれは0.66元/Wになります。
シリコンウェーハの厚さが減少し、ダイヤモンドワイヤバスバーの直径が減少すると、1キログラム等径のシリコンロッド/インゴットの出力が増加し、同じ重量の単結晶シリコンロッドの数は多結晶シリコンインゴットよりも高くなります。パワーの観点から、各シリコンウェーハが使用する電力は、タイプとサイズによって異なります。 2021年には、P型166mmサイズの単結晶四角バーの出力は1キログラムあたり約64個であり、多結晶四四四四角の出力は約59個です。 Pタイプの単結晶シリコンウェーファーの中で、158.75mmサイズのモノ結晶四角棒の出力は1キログラムあたり約70個、Pタイプの182mmサイズの単結晶路ロッドの出力は1キログラムあたり約53個、P-Type 210mmサイズの単一結晶ロッドの出力は53個です。スクエアバーの出力は約40個です。 2022年から2030年にかけて、シリコンウェーハの連続的な薄化は、間違いなく同じ容量のシリコンロッド/インゴットの数の増加につながります。ダイヤモンドワイヤバスバーと中程度の粒子サイズの直径が小さく、削減損失を減らすのに役立ち、それにより生成されるウェーハの数が増加します。量。 2025年と2030年には、p型166mmサイズの単結晶四角棒の出力は1キログラムあたり約71および78ピースであり、多結晶四四四角インゴットの出力は約62個と62個であると推定されています。シリコンウェーハのさまざまなタイプとサイズのパワーに違いがあります。 158.75mmシリコンウェーファーの平均電力の発表データによると、約5.8W/ピース、166mmサイズのシリコンウェーファーの平均電力は約6.25W/ピース、182mmシリコンウェーファーの平均電力は約6.25W/ピースです。サイズのシリコンウェーハの平均パワーは約7.49W/ピースで、210mmサイズのシリコンウェーハの平均パワーは約10W/ピースです。
近年、シリコンウェーファーは大きいサイズの方向に徐々に発達しており、大きなサイズは単一のチップのパワーを増やすことに役立ち、それにより細胞の非シリコンコストを希釈します。ただし、シリコンウェーハのサイズ調整は、上流および下流のマッチングおよび標準化の問題、特に負荷と高電流の問題を考慮する必要があります。現在、シリコンウェーハサイズの将来の開発方向、つまり182mmサイズと210mmサイズに関する2つのキャンプが市場にあります。 182mmの提案は、主に、太陽電池の設置と輸送、モジュールのパワーと効率、および上流と下流の相乗効果の考慮に基づいた垂直産業統合の観点からです。 210mmは、主に生産コストとシステムコストの観点からです。 210mmのシリコンウェーハの出力は、単一ファーネースのロッド描画プロセスで15％以上増加し、下流のバッテリー生産コストは約0.02元/W、発電所の建設の総コストは約0.1元/wに削減されました。今後数年間で、サイズが166mm未満のシリコンウェーハは徐々に排除されると予想されます。 210mmシリコンウェーハの上流および下流のマッチング問題は、徐々に効果的に解決され、コストは企業の投資と生産に影響を与えるより重要な要因になります。したがって、210mmシリコンウェーハの市場シェアが増加します。着実な上昇; 182mmシリコンウェーハは、垂直統合生産における利点のおかげで市場の主流のサイズになりますが、210mmシリコンウェーハアプリケーションテクノロジーのブレークスルー開発により、182mmはそれに道を譲ります。さらに、大規模なシリコンウェーハの大規模なシリコンウェーハが大規模なシリコンウェーハのリスクと設置リスクが大幅に増加するため、大規模なシリコンウェーハが市場で広く使用されることは困難です。 。 2021年には、市場に出回っているシリコンウェーハサイズには、156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mmなどが含まれます。その中で、158.75mmと166mmmのサイズが合計の50％を占め、156.75mmのサイズは5％に減少しました。 166mmは、過去2年間で最大のサイズになる既存のバッテリー生産ラインにアップグレードできる最大のサイズのソリューションです。移行規模に関しては、2030年には市場シェアが2％未満になると予想されます。 182mmと210mmの合計サイズは2021年に45％を占め、将来的に市場シェアは急速に増加します。 2030年の総市場シェアは98％を超えると予想されます。
近年、単結晶シリコンの市場シェアは増加し続けており、市場で主流の地位を占めています。 2012年から2021年にかけて、単結晶シリコンの割合は20％から93.3％未満に上昇し、大幅に増加しました。 2018年、市場に出回っているシリコンウェーファーは主に多結晶シリコンウェーハであり、50％以上を占めています。主な理由は、単結晶シリコンウェーハの技術的な利点がコストの欠点をカバーできないことです。 2019年以来、単結晶シリコンウェーハの光電気変換効率は多結晶シリコンウェーハのそれを大幅に超えており、単結晶シリコンウェーハの生産コストは技術の進歩とともに低下し続けており、単結晶シリコンウェーファーの市場シェアは市場で増加し続けています。製品。単結晶シリコンウェーハの割合は2025年に約96％に達すると予想され、単結晶シリコンウェーハの市場シェアは2030年に97.7％に達すると予想されます（レポートソース：将来のシンクタンク）
1.3。バッテリー：PERCバッテリーが市場を支配し、N型バッテリーの開発により製品の品質が高まります
太陽光発電産業チェーンのミッドストリームリンクには、太陽光発電細胞と太陽電池モジュールが含まれます。シリコンウェーハの細胞への処理は、光電気変換を実現する上で最も重要なステップです。シリコンウェーハから従来のセルを処理するには、約7つのステップが必要です。まず、シリコンウェーハをフロフルオリン酸に入れて、その表面にピラミッドのようなスエード構造を生成し、それにより日光の反射率を低下させ、光吸収を増加させます。 2つ目は、リンがシリコンウェーハの片側の表面に拡散してPN接合部を形成することであり、その品質は細胞の効率に直接影響します。 3番目は、細胞の短絡を防ぐために、拡散段階でシリコンウェーハの側面に形成されたPN接合部を除去することです。窒化シリコンフィルムの層は、光の反射を減らし、同時に効率を高めるためにPN接合部が形成される側にコーティングされています。 5番目は、シリコンウェーハの前面と背面に金属電極を印刷して、太陽光発電によって生成されたマイノリティキャリアを収集することです。印刷段階で印刷された回路は焼結され、形成されており、シリコンウェーハ、つまりセルと統合されています。最後に、異なる効率のあるセルが分類されます。
結晶性シリコン細胞は通常、シリコンウェーハで基質として作られており、シリコンウェーハのタイプに従ってP型細胞とN型細胞に分けることができます。その中で、N型細胞は変換効率が高く、近年P型細胞に徐々に置き換えています。 Pタイプのシリコンウェーファーは、ホウ素とドーピングシリコンによって作られており、N型シリコンウェーハはリンで作られています。したがって、N型シリコンウェーハのホウ素元素の濃度は低く、それによりホウ素酸素複合体の結合が阻害され、シリコン材料の少数キャリアの寿命が改善され、同時にバッテリーの写真誘発性減衰はありません。さらに、N型マイノリティキャリアは穴であり、P型マイノリティキャリアは電子であり、穴のほとんどの不純物原子のトラッピング断面は電子の断面よりも小さいです。したがって、N型セルのマイノリティキャリアの寿命は高く、光電気変換速度が高くなります。実験室のデータによると、P型細胞の変換効率の上限は24.5％であり、N型細胞の変換効率は最大28.7％であるため、N型細胞は将来の技術の発達方向を表しています。 2021年、N型細胞（主にヘテロ接合細胞とトップコン細胞を含む）のコストが比較的高く、大量生産の規模はまだ小さいです。現在の市場シェアは約3％であり、これは基本的に2020年と同じです。
2021年には、N型細胞の変換効率が大幅に改善され、今後5年間で技術の進歩の余地が増えると予想されます。 2021年には、P型単結晶細胞の大規模生産がPERCテクノロジーを使用し、平均変換効率は23.1％に達し、2020年と比較して0.3パーセントポイント増加します。 PERCテクノロジーを使用した多結晶ブラックシリコンセルの変換効率は、2020年と比較して21.0％に達します。従来の多結晶ブラックシリコンセル効率の改善は強くなく、2021年の変換効率は約19.5％、0.1パーセントポイントしか高く、将来の効率改善スペースは限られています。インゴット単結晶PERC細胞の平均変換効率は22.4％であり、これは単結晶PERC細胞のそれよりも0.7パーセントポイント低いです。 N型トップコン細胞の平均変換効率は24％に達し、ヘテロ接合細胞の平均変換効率は24.2％に達し、どちらも2020年と比較して大幅に改善されており、IBC細胞の平均変換効率は24.2％に達します。将来のテクノロジーの開発により、TBCやHBCなどのバッテリーテクノロジーも進歩を続ける可能性があります。将来、生産コストの削減と収量の改善により、N型バッテリーはバッテリー技術の主要な開発方向の1つになります。
バッテリーテクノロジールートの観点から見ると、バッテリーテクノロジーの反復更新は、主にBSF、PERC、PERCの改善に基づいたTOPCON、およびPERCを覆す新しいテクノロジーであるHJTを通過しました。 TopConをさらにIBCと組み合わせてTBCを形成することができ、HJTをIBCと組み合わせてHBCにすることもできます。 P型単結晶細胞は、主にPERCテクノロジーを使用し、P型多結晶細胞には多結晶黒シリコン細胞とインゴット単結晶細胞が含まれます。多結晶は、一連の処理プロセスを通じて作成されます。本質的に多結晶調製ルートを使用するため、P型多結晶細胞のカテゴリに含まれています。 N型細胞には、主にトップコン単結晶細胞、HJT単結晶細胞、およびIBC単結晶細胞が含まれます。 2021年には、新しい大量生産ラインがPERC細胞生産ラインに支配され、PERC細胞の市場シェアはさらに91.2％に増加します。屋外および家庭のプロジェクトの製品需要が高効率製品に集中しているため、BSFバッテリーの市場シェアは2021年に8.8％から5％に低下します。
1.4。モジュール：セルのコストは主要な部分を占め、モジュールのパワーはセルに依存します
太陽光発電モジュールの生産ステップには、主に細胞の相互接続とラミネーションが含まれており、細胞はモジュールの総コストの大部分を占めています。単一のセルの電流と電圧は非常に小さいため、セルはバスバーを介して相互接続する必要があります。ここでは、電圧を増加させるために直列に接続され、次に高電流を得るために並列に接続され、太陽光発電ガラス、EVAまたはPOE、バッテリーシート、EVAまたはPOE、バックシートが密閉され、熱が特定の順序で押され、最後にアルミニウムフレームとシリコーンシーリングエッジによって保護されます。コンポーネントの生産コストの構成の観点から、材料コストは75％を占め、主要なポジションを占め、その後に製造コスト、パフォーマンスコスト、人件費が続きます。材料のコストは、セルのコストによって導かれます。多くの企業からの発表によると、セルは太陽光発電モジュールの総コストの約2/3を占めています。
太陽光発電モジュールは通常、細胞型、サイズ、および量に従って分割されます。さまざまなモジュールのパワーに違いがありますが、それらはすべて上昇段階にあります。電力は、太陽エネルギーを電気に変換するモジュールの能力を表す太陽光発電モジュールの重要な指標です。さまざまなタイプの太陽光発電モジュールの電力統計から見ることができます。モジュール内のセルのサイズと数が同じ場合、モジュールのパワーはN型単結晶> P型単結晶>多結晶であることがわかります。サイズと量が大きいほど、モジュールのパワーが大きくなります。同じ仕様のトップコン単結晶モジュールとヘテロ接合モジュールの場合、後者のパワーは前者のパワーよりも大きくなります。 CPIAの予測によると、モジュールの電力は今後数年間で年間5〜10W増加します。さらに、モジュールパッケージは、主に光学的損失と電気損失を含む特定の電力損失をもたらします。前者は、太陽光発電ガラスやEVAなどの包装材料の透過率と光学的不一致によって引き起こされ、後者は主に直列の太陽電池の使用を指します。溶接リボンとバスバー自体の抵抗によって引き起こされる回路の損失、およびセルの並列接続によって引き起こされる現在の不一致の損失は、2つのアカウントの総電力損失が約8％である。
1.5。太陽光発電設置容量：さまざまな国のポリシーが明らかに駆動されており、将来的に新しい設置容量のための大きなスペースがあります
世界は基本的に、環境保護目標の下で純ゼロ排出量に関するコンセンサスに達し、重された太陽光発電プロジェクトの経済学が徐々に現れています。国々は、再生可能エネルギーの発電の開発を積極的に調査しています。近年、世界中の国々が炭素排出量を削減することを約束しています。主要な温室効果ガスエミッターのほとんどは、対応する再生可能エネルギーターゲットを策定しており、再生可能エネルギーの設置能力は膨大です。 1.5の温度制御ターゲットに基づいて、イレーナは、世界に設置された再生可能エネルギー容量が2030年に10.8TWに達すると予測しています。さらに、WoodMACのデータによると、中国、インド、米国、その他の国の太陽光発電（LCOE）のレベルコストは、すでに最も安い化石エネルギーよりも低くなり、将来的にはさらに低下します。さまざまな国での政策の積極的な促進と太陽光発電の発電の経済性により、近年、世界と中国の太陽光発電の累積設置能力が着実に増加しました。 2012年から2021年にかけて、世界の太陽光発電の累積設置容量は104.3GWから849.5GWに増加し、中国の太陽光発電の累積設置容量は6.7GWから307GWに増加し、44倍以上増加します。さらに、中国の新しく設置された太陽光発電容量は、世界の総設置容量の20％以上を占めています。 2021年、中国の新しく設置された太陽光発電容量は53GWで、世界の新たに設置された容量の約40％を占めています。これは主に、中国の光エネルギー資源の豊富で均一な分布、上流および下流の上流と下流、および国家政策の強力な支援によるものです。この期間中、中国は太陽光発電の発電に大きな役割を果たしており、累積設置容量は6.5％未満を占めています。 36.14％にジャンプしました。
上記の分析に基づいて、CPIAは、2022年から2030年までの新たに太陽光発電設備が世界中で増加したことを予測しています。楽観的および保守的な条件の両方で、2030年の世界的に設置された世界的な容量はそれぞれ366および315GWであり、中国の新たに設置された容量は128。、105GWになると推定されています。以下に、毎年新しく設置された容量の規模に基づいて、ポリシリコンの需要を予測します。
1.6。太陽光発電アプリケーションのポリシリコンの需要予測
2022年から2030年まで、楽観的なシナリオと保守的なシナリオの両方で、世界的に新たに増加したPVインスタレーションに対するCPIAの予測に基づいて、PVアプリケーションのポリシリコンの需要を予測できます。細胞は光電変換を実現するための重要なステップであり、シリコンウェーハは細胞の基本的な原材料であり、ポリシリコンの直接下流であるため、ポリシリコン需要予測の重要な部分です。シリコンロッドとインゴットのキログラムあたりの加重断片数は、キログラムあたりのピース数とシリコンロッドとインゴットの市場シェアから計算できます。次に、さまざまなサイズのシリコンウェーハの電力と市場シェアに従って、シリコンウェーハの加重パワーを取得でき、必要な数のシリコンウェーファーを新しく設置された太陽光発電容量に従って推定できます。次に、必要なシリコンロッドとインゴットの重量は、シリコンウェーハの数と、1キログラムあたりのシリコンロッドとシリコンインゴットの加重数との定量的な関係に応じて得ることができます。さらに、シリコンロッド/シリコンインゴットの加重シリコン消費と組み合わされて、新しく設置された太陽光発電容量に対するポリシリコンの需要を最終的に得ることができます。予測の結果によると、過去5年間の新しい太陽光発電設備に対するポリシリコンに対する世界的な需要は、2027年にピークに達し続け、今後3年間でわずかに減少します。 2025年の楽観的かつ保守的な条件下では、太陽光発電設備に対するポリシリコンに対する世界的な年間需要は、それぞれ1,108,900トンと907,800トンであり、2030年の太陽光発電のポリシリコンに対する世界的な需要は、楽観的および保守的な条件1,042,100になると推定されています。 、896,900トン。中国のものによるとグローバルな太陽光発電設置容量の割合、2025年の太陽光発電に対するポリシリコンに対する中国の需要楽観的および保守的な条件下でそれぞれ369,600トンと302,600トン、海外で739,300トンと605,200トンになると予想されます。
2、半導体の終了需要：スケールは太陽光発電場の需要よりもはるかに小さく、将来の成長が期待できます
太陽電池の製造に加えて、ポリシリコンはチップを作るための原料としても使用でき、自動車製造、産業用電子機器、電子通信、家電製品、その他の分野に細分化できる半導体分野で使用できます。ポリシリコンからチップまでのプロセスは、主に3つのステップに分割されます。最初に、ポリシリコンは単結晶シリコンインゴットに引き込まれ、次に薄いシリコンウェーハにカットされます。シリコンウェーハは、一連の研削、面取り、研磨作業を通じて生産されます。 、これは半導体工場の基本的な原料です。最後に、シリコンウェーハが切断され、レーザーがさまざまな回路構造に刻まれて、特定の特性を持つチップ製品を作成します。一般的なシリコンウェーハには、主に磨かれたウェーハ、エピタキシャルウェーハ、ソイウェーハが含まれます。研磨されたウェーハは、シリコンウェーハを研磨して表面の損傷層を除去することにより得られる高い平坦性を備えたチップ生産材料であり、チップ、エピタキシャルウェーハ、SOIシリコンウェーファーを作るために直接使用できます。エピタキシャルウェーハは、研磨されたウェーハのエピタキシャル成長によって得られますが、SOIシリコンウェーハは研磨されたウェーハ基板上の結合またはイオン移植によって製造され、調製プロセスは比較的困難です。
2021年の半導体側でのポリシリコンの需要を通じて、今後数年間の半導体産業の成長率の機関の予測と相まって、2022年から2025年までの半導体分野でのポリシリコンの需要をほぼ推定できます。 2021年、世界の電子グレードのポリシリコン生産は、ポリシリコンの総生産の約6％を占め、太陽光発電ポリシリコンと粒状シリコンは約94％を占めます。ほとんどの電子グレードのポリシリコンは、半導体分野で使用されており、他のポリシリコンは基本的に太陽光発電業界で使用されています。 。したがって、2021年に半導体業界で使用されるポリシリコンの量は約37,000トンであると想定できます。さらに、FortuneBusiness Insightsによって予測された半導体産業の将来の複合成長率によれば、半導体の使用に対するポリシリコンの需要は、2022年から2025年に年間8.6％で増加します。 （レポートソース：将来のシンクタンク）
3、Polysiliconの輸入と輸出：輸入は輸出をはるかに超えており、ドイツとマレーシアがより高い割合を占めています
2021年には、中国のポリシリコン需要の約18.63％が輸入からもたらされ、輸入の規模は輸出の規模をはるかに超えています。 2017年から2021年にかけて、ポリシリコンの輸入パターンは輸入によって支配されています。これは、近年急速に発展している太陽光発電産業に対する強い下流の需要と、ポリシリコンの需要が総需要の94％以上を占めているためです。さらに、同社はまだ高度の電子グレードのポリシリコンの生産技術を習得していないため、統合回路業界に必要なポリシリコンの一部は、輸入に依存する必要があります。シリコン産業部門のデータによると、輸入量は2019年と2020年に減少し続けました。2019年のポリシリコン輸入の減少の基本的な理由は、2018年の388,000トンから2019年の452,000トンから452,000トンに増加した生産能力の大幅な増加でした。ポリシリコンの輸入依存性ははるかに低いです。 2020年には生産能力は増加していませんが、流行の影響は太陽光発電プロジェクトの建設の遅れにつながり、ポリシリコンの注文の数は同じ期間に減少しました。 2021年、中国の太陽光発電市場は急速に発展し、ポリシリコンの見かけの消費が613,000トンに達し、輸入量をリバウンドします。過去5年間で、中国の純ポリシリコンの輸入量は90,000〜140,000トンであり、そのうち2021年には約103,800トンでした。中国の純ポリシリコンの輸入量は、2022年から2025年まで年間約100,000トンのままであると予想されます。
中国のポリシリコンの輸入は、主にドイツ、マレーシア、日本、台湾、中国から来ており、これらの4か国からの総輸入は2021年に90.51％を占めます。中国のポリシリコン輸入の約45％は、マレーシアからの26％、日本から13.5％、台湾から6％です。ドイツは、2021年の世界生産能力の12.7％を占める海外ポリシリコンの最大の供給源である世界のポリシリコン大手のワッカーを所有しています。マレーシアには、OCIが買収した日本企業であるマレーシアの元の生産ラインから生まれた韓国のOCI会社から多数のポリシリコン生産ラインがあります。 OCIが韓国からマレーシアに移動した工場といくつかの工場があります。移転の理由は、マレーシアが無料の工場スペースを提供し、電力のコストが韓国のそれよりも3分の1低いからです。中国の日本と台湾には、Polysiliconの生産の大部分を占める、GETおよび他の企業があります。場所。 2021年には、ポリシリコンの出力は492,000トンになり、新しく設置された太陽光発電容量とチップ生産需要はそれぞれ206,400トンと1,500トンになり、残りの284,100トンは主にダウンストリーム処理に使用され、海外で輸出されます。 Polysiliconのダウンストリームリンクでは、シリコンウェーハ、セル、モジュールが主にエクスポートされており、その中でモジュールの輸出が特に顕著です。 2021年には、46億4,400万人のシリコンウェーハと32億個の太陽光発電細胞がいましたエクスポートそれぞれ22.6GWと10.3GWの総輸出があり、太陽光発電モジュールの輸出は98.5GWで、輸入はほとんどありません。輸出価値の構成に関しては、2021年のモジュール輸出は246億1,000万米ドルに達し、86％を占め、その後シリコンウェーハとバッテリーが続きます。 2021年、シリコンウェーハ、太陽光発電細胞、および太陽光発電モジュールの世界的な出力は、それぞれ97.3％、85.1％、および82.3％に達します。世界の太陽光発電業界は、今後3年以内に中国に集中し続けることが期待されており、各リンクの出力と輸出量はかなりのものになると予想されます。したがって、2022年から2025年にかけて、下流製品の処理と生産に使用されるポリシリコンの量が徐々に増加すると推定されています。海外のポリシリコン需要から海外生産を減算することにより推定されます。 2025年、ダウンストリーム製品に加工することで生産されたポリシリコンは、中国からの外国に583,000トンを輸出すると推定されます。
4、概要と展望
世界のポリシリコンの需要は主に太陽光発電場に集中しており、半導体分野の需要は一桁ではありません。 Polysiliconの需要は太陽光発電の設置によって推進されており、太陽光発電モジュールセルワーファーのリンクを介してPolysiliconに徐々に送信され、需要が生じます。将来的には、グローバルな太陽光発電の設置容量の拡大により、ポリシリコンの需要は一般的に楽観的です。楽観的には、2025年にポリシリコンの需要を引き起こす中国と海外のPVの設置がそれぞれ36.96GWと73.93GWになり、保守的な条件下での需要もそれぞれ30.24GWと60.49GWに達します。 2021年には、世界のポリシリコンの需要と供給が厳しくなり、世界のポリシリコン価格が高くなります。この状況は2022年まで続き、2023年以降に徐々に供給の段階に変わります。2020年後半に、流行の影響が弱まり始め、下流の生産拡大がポリシリコンの需要を促進し、一部の大手企業は生産を拡大することを計画していました。しかし、1年半以上の拡張サイクルにより、2021年と2022年の終わりに生産能力が発表され、2021年に4.24％増加しました。供給ギャップは10,000トンであるため、価格は急激に上昇しています。 2022年には、太陽光発電の設置容量の楽観的かつ保守的な条件の下で、供給と需要のギャップはそれぞれ-156,500トンと2,400トンであり、全体的な供給は依然として比較的短い供給状態にあると予測されています。 2023年以降、2021年の終わりから2022年初頭に建設を開始した新しいプロジェクトは、生産を開始し、生産能力の高まりを達成します。需要と供給は徐々に緩み、価格は下向きの圧力にさらされている可能性があります。フォローアップでは、ロシアとウクライナの戦争が世界的なエネルギーパターンに与える影響に注意を払う必要があります。これにより、ポリシリコンの需要に影響を与える新たに設置された太陽光発電容量のグローバル計画が変わる可能性があります。
（この記事は、Urbanminesの顧客の参照のためのみであり、投資アドバイスを表していません）