1, Fotovoltaisk sluttbehov: Etterspørselen etter fotovoltaisk installert kapasitet er sterk, og etterspørselen etter polysilicon blir reversert basert på den installerte kapasitetsprognosen
1.1. Polysilicon -forbruk: det globaleForbruksvolumet øker jevnlig, hovedsakelig for fotovoltaisk kraftproduksjon
De siste ti årene, det globalePolysiliconForbruket har fortsatt å stige, og Kinas andel har fortsatt å utvide, ledet av den fotovoltaiske industrien. Fra 2012 til 2021 viste det globale Polysilicon -forbruket generelt en oppadgående trend, og steg fra 237 000 tonn til omtrent 653 000 tonn. I 2018 ble Kinas 531 fotovoltaiske nye politikk innført, noe som tydelig reduserte tilskuddsraten for fotovoltaisk kraftproduksjon. Den nylig installerte fotovoltaiske kapasiteten falt med 18% fra året før, og etterspørselen etter polysilisium ble påvirket. Siden 2019 har staten introdusert en rekke retningslinjer for å fremme nettpariteten til fotovoltaikk. Med den raske utviklingen av den fotovoltaiske industrien har etterspørselen etter polysilisium også gått inn i en periode med rask vekst. I løpet av denne perioden fortsatte andelen av Kinas Polysilicon -forbruk i det totale globale forbruket å stige, fra 61,5% i 2012 til 93,9% i 2021, hovedsakelig på grunn av Kinas raskt utviklende solcelleindustri. Fra perspektivet til det globale forbruksmønsteret av forskjellige typer polysilisium i 2021, vil silisiummaterialer som ble brukt til fotovoltaiske celler utgjøre minst 94%, hvorav solcellekarakterpolysilisium og granulær silisium utgjør 91%og 3%, henholdsvis elektronisk polysilicon som kan brukes til en avbrekk for elektronisk grad. Forholdet er 6%, som viser at dagens etterspørsel etter polysilisium er dominert av fotovoltaikk. Det forventes at med oppvarmingen av den dobbelte karbonpolitikken vil etterspørselen etter solcelleanlegg installert kapasitet bli sterkere, og forbruket og andelen av solcellelinje-polysilisium vil fortsette å øke.
1.2. Silisiumskiv: Monokrystallinsk silisiumskiving okkuperer mainstream, og kontinuerlig czochRalski -teknologi utvikler seg raskt
Den direkte nedstrøms koblingen til Polysilicon er Silicon Wafers, og Kina dominerer for tiden det globale Silicon Wafer -markedet. Fra 2012 til 2021 fortsatte den globale og kinesiske silisiumproduksjonskapasiteten og produksjonen å øke, og den fotovoltaiske industrien fortsatte å boom. Silisiumskiver fungerer som en bro som forbinder silisiummaterialer og batterier, og det er ingen belastning for produksjonskapasiteten, så det fortsetter å tiltrekke seg et stort antall selskaper for å komme inn i bransjen. I 2021 hadde kinesiske silisiumskiveprodusenter utvidet seg betydeligproduksjonKapasitet til 213,5 GW produksjon, som drev den globale silisiumskivproduksjonen for å øke til 215,4GW. I følge den eksisterende og nylig økte produksjonskapasiteten i Kina, forventes det at den årlige vekstraten vil opprettholde 15-25% i løpet av de neste årene, og Kinas wafer-produksjon vil fortsatt opprettholde en absolutt dominerende stilling i verden.
Polykrystallinsk silisium kan gjøres til polykrystallinske silisiuminngaver eller monokrystallinske silisiumstenger. Produksjonsprosessen for polykrystallinsk silisiuminngaver inkluderer hovedsakelig støpemetode og direkte smeltemetode. For tiden er den andre typen hovedmetoden, og tapsraten opprettholdes i utgangspunktet til omtrent 5%. Støpemetoden er hovedsakelig for å smelte silisiummaterialet i digelen først, og deretter kaste det i en annen forvarmet digel for avkjøling. Ved å kontrollere avkjølingshastigheten blir den polykrystallinske silisiumgoten støpt av retningsstoffstrømningsteknologien. Den varme smelteprosessen med direkte-smeltemetoden er den samme som for støpemetoden, der polysilisiumet er direkte smeltet i digelen først, men kjøletrinnet er forskjellig fra støpemetoden. Selv om de to metodene er veldig like karakter, trenger den direkte smeltemetoden bare en digel, og polysiliconproduktet som produseres er av god kvalitet, noe som bidrar til veksten av polykrystallinsk silisiuminngaver med bedre orientering, og vekstprosessen er enkel å automatisere, noe som kan gjøre den interne posisjonen til krystallfeilreduksjonen. For tiden bruker de ledende virksomhetene i solenergi -materialindustrien generelt den direkte smelte -metoden for å lage polykrystallinske silisiuminngifter, og karbon- og oksygeninnholdet er relativt lave, som er kontrollert under 10 ppma og 16 ppma. I fremtiden vil produksjonen av polykrystallinske silisiuminngifter fortsatt bli dominert av den direkte smeltingmetoden, og tapsraten vil forbli rundt 5% i løpet av fem år.
Produksjonen av monokrystallinske silisiumstenger er hovedsakelig basert på czochRalski -metoden, supplert med den vertikale fjæringssonen smelte -metoden, og produktene produsert av de to har forskjellige bruksområder. CzochRalski-metoden bruker grafittresistens mot varmepolykrystallinsk silisium i en høyrennskvarts digel i et termisk system med rett rør for å smelte den, og sett deretter frøkrystallen inn i overflaten av smelten for fusjon, og roter frøkrystallen mens du inverterer korsbeløpet. , frøkrystallen blir sakte hevet oppover, og monokrystallinsk silisium oppnås gjennom prosessene med såing, forsterkning, skuldervending, vekst på lik diameter og etterbehandling. Den vertikale flytesone-smeltemetoden refererer til å fikse kolonnen med høy renhet polykrystallinsk materiale i ovnkammeret, bevege metallspolen sakte langs polykrystallinsk lengde retning Smeltet omkrystalliserer for å danne en enkelt krystall. På grunn av de forskjellige produksjonsprosessene er det forskjeller i produksjonsutstyr, produksjonskostnader og produktkvalitet. For tiden har produktene oppnådd ved soneledmenemetoden høy renhet og kan brukes til fremstilling av halvlederinnretninger, mens czochRalski -metoden kan oppfylle betingelsene for å produsere enkeltkrystallsilisium for solcelleceller og har en lavere kostnad, så det er mainstream -metoden. I 2021 er markedsandelen av den rette trekkmetoden omtrent 85%, og det forventes å øke litt i løpet av de neste årene. Markedsandelene i 2025 og 2030 er spådd å være henholdsvis 87% og 90%. Når det gjelder distriktsmelting av enkeltkrystallsilisium, er industrikonsentrasjonen av distriktsmelting av enkeltkrystallsilisium relativt høy i verden. Anskaffelse), Topsil (Danmark). I fremtiden vil ikke utgangsskalaen til smeltet enkeltkrystallsilisium øke betydelig. Årsaken er at Kinas relaterte teknologier er relativt bakover sammenlignet med Japan og Tyskland, spesielt kapasiteten til høyfrekvente varmeutstyr og krystalliseringsprosessforhold. Teknologien til smeltet silisiumkrystall i området med stor diameter krever at kinesiske foretak fortsetter å utforske av seg selv.
CzochRalski -metoden kan deles inn i kontinuerlig krystalltrekkingsteknologi (CCZ) og gjentatt krystalltrekkingsteknologi (RCZ). For tiden er mainstream -metoden i bransjen RCZ, som er i overgangsstadiet fra RCZ til CCZ. Den enkle krystalltrekking og fôringstrinnene til RZC er uavhengige av hverandre. Før hver trekking må den enkeltkrystallinngående avkjøles og fjernes i portkammeret, mens CCZ kan realisere fôring og smelting mens du trekker. RCZ er relativt moden, og det er lite rom for teknologisk forbedring i fremtiden; Mens CCZ har fordelene med kostnadsreduksjon og effektivitetsforbedring, og er i et stadium av rask utvikling. Når det gjelder kostnader, sammenlignet med RCZ, som tar omtrent 8 timer før en enkelt stang trekkes, kan CCZ forbedre produksjonseffektiviteten, redusere digelkostnadene og energiforbruket ved å eliminere dette trinnet. Den totale enkeltovnsutgangen er mer enn 20% høyere enn for RCZ. Produksjonskostnaden er mer enn 10% lavere enn RCZ. Når det gjelder effektivitet, kan CCZ fullføre tegningen av 8-10 enkeltkrystall silisiumstenger innenfor livssyklusen til digelen (250 timer), mens RCZ bare kan fullføre omtrent 4, og produksjonseffektiviteten kan økes med 100-150%. Når det gjelder kvalitet, har CCZ mer ensartet resistivitet, lavere oksygeninnhold og tregere akkumulering av metallforurensninger, så det er mer egnet for fremstilling av N-type enkeltkrystall silisiumskiver, som også er i en periode med rask utvikling. For tiden har noen kinesiske selskaper kunngjort at de har CCZ-teknologi, og ruten for granulært silisium-CCZ-N-type monokrystallinsk silisiumskiver har i utgangspunktet vært klart, og har til og med begynt å bruke 100% granulære silisiummaterialer. . I fremtiden vil CCZ i utgangspunktet erstatte RCZ, men det vil ta en viss prosess.
Produksjonsprosessen med monokrystallinske silisiumskiver er delt inn i fire trinn: trekking, skiver, skiver, rengjøring og sortering. Fremveksten av diamanttrådskivemetoden har redusert skivetapet. Krystalltrekkingsprosessen er beskrevet ovenfor. Skiveprosessen inkluderer avkortning, kvadrat og avfasende operasjoner. Skiving er å bruke en skivermaskin for å kutte søylenes silisium i silisiumskiver. Rengjøring og sortering er de siste trinnene i produksjonen av silisiumskiver. Diamanttrådskivemetoden har åpenbare fordeler i forhold til den tradisjonelle smørtrådskivemetoden, noe som hovedsakelig gjenspeiles i det korte tidsforbruket og det lave tapet. Hastigheten på diamanttråd er fem ganger den med tradisjonell skjæring. For eksempel, for kutting av en-wafer, tar det bare 2 timer å skjære at tradisjonell mørteltråd, og skjæring av diamanttråd bare tar omtrent 2 timer. Tapet av skjæring av diamanttråd er også relativt lite, og skadelaget forårsaket av skjæring av diamanttråd er mindre enn det for mørteltrådskjæring, noe som bidrar til å kutte tynnere silisiumskiver. De siste årene, for å redusere kuttingstap og produksjonskostnader, har selskaper vendt seg til diamanttrådskivemetoder, og diameteren på bussstenger i diamanttråd blir lavere og lavere. I 2021 vil diameteren på diamanttråden være 43-56 μm, og diameteren på diamanttråden som brukes til monokrystallinsk silisiumskiver vil avta sterkt og fortsette å avta. Det anslås at i 2025 og 2030 vil diametrene til diamanttrådene som ble brukt til å kutte monokrystallinske silisiumskiver være henholdsvis 36 μm og 33 μm, og diametrene til diamanttrådene som ble brukt til å kutte polykrystallinsk silisium. Dette er fordi det er mange mangler og urenheter i polykrystallinske silisiumskiver, og tynne ledninger er utsatt for brudd. Derfor er diameteren til diamanttråden Busbaren som brukes til polykrystallinsk silisiumskiveskjæring, større enn for monokrystallinsk silisiumskiver, og som markedsandelen av polykrystallinsk silisium har de reduseres gradvis.
For tiden er silisiumskiver hovedsakelig delt inn i to typer: polykrystallinske silisiumskiver og monokrystallinske silisiumskiver. Monokrystallinske silisiumskiver har fordelene med lang levetid og høy fotoelektrisk konverteringseffektivitet. Polykrystallinske silisiumskiver er sammensatt av krystallkorn med forskjellige krystallplanorienteringer, mens enkeltkrystallsilisiumskiver er laget av polykrystallinsk silisium som råvarer og har samme krystallplanorientering. I utseende er polykrystallinske silisiumskiver og enkeltkrystallsilisiumskiver blå-svart og svartbrun. Siden de to er kuttet fra polykrystallinske silisiuminngaver og monokrystallinske silisiumstenger, er formene firkantede og kvasi-kvadratiske. Levetiden til polykrystallinske silisiumskiver og monokrystallinske silisiumskiver er omtrent 20 år. Hvis emballasjemetoden og bruksmiljøet er egnet, kan levetiden nå mer enn 25 år. Generelt sett er levetiden til monokrystallinske silisiumskiver litt lengre enn for polykrystallinske silisiumskiver. I tillegg er monokrystallinske silisiumskiver også litt bedre i fotoelektrisk konverteringseffektivitet, og deres dislokasjonstetthet og metallforurensninger er mye mindre enn for polykrystallinske silisiumskiver. Den kombinerte effekten av forskjellige faktorer gjør minoritetsbæreren levetid for enkeltkrystaller dusinvis av ganger høyere enn for polykrystallinske silisiumskiver. Og viser dermed fordelen med konverteringseffektivitet. I 2021 vil den høyeste konverteringseffektiviteten til polykrystallinske silisiumskiver være rundt 21%, og den av monokrystallinske silisiumskiver vil nå opp til 24,2%.
I tillegg til lang levetid og høy konverteringseffektivitet, har monokrystallinske silisiumskiver også fordelen av tynning, noe som bidrar til å redusere silisiumforbruket og silisiumskivekostnader, men ta hensyn til økningen i fragmenteringsgraden. Tynning av silisiumskiver hjelper til med å redusere produksjonskostnadene, og den nåværende skiveprosessen kan fullt ut imøtekomme behovene for tynning, men tykkelsen på silisiumskiver må også dekke behovene til nedstrøms celle- og komponentproduksjon. Generelt har tykkelsen på silisiumskiver gått ned de siste årene, og tykkelsen på polykrystallinske silisiumskiver er betydelig større enn for monokrystallinske silisiumskiver. Monokrystallinske silisiumskiver er videre delt inn i silisiumskiver av N-type og silisiumskiver av P-type, mens silisiumskiver av N-type hovedsakelig inkluderer TopCon-batteribruk og HJT-batteribruk. I 2021 er den gjennomsnittlige tykkelsen på polykrystallinske silisiumskiver 178μm, og mangelen på etterspørsel i fremtiden vil få dem til å fortsette til tynn. Derfor er det spådd at tykkelsen vil avta litt fra 2022 til 2024, og tykkelsen vil forbli på omtrent 170μm etter 2025; Gjennomsnittlig tykkelse av monokrystallinsk silisiumskiver av p-type er omtrent 170μm, og det forventes å falle til 155μm og 140μm i 2025 og 2030. Blant N-typen som er brukt for silisium-wafene, er det en silisium-tykke, og den som er brukt for Silicon-tykke, og den som er brukt for Silicon-tykke, og den som er brukt for Silicon-tykke, er den som er brukt for en silisium, og den som er brukt for en silisium, og den som er brukt for en silisium som brukes til en silisium-tykkelse, og den gjennomsnitt Cellene er 165μm. 135μm.
I tillegg bruker produksjonen av polykrystallinske silisiumskiver mer silisium enn monokrystallinske silisiumskiver, men produksjonstrinnene er relativt enkle, noe som gir kostnadsfordeler for polykrystallinske silisiumskiver. Polykrystallinsk silisium, som et vanlig råstoff for polykrystallinske silisiumskiver og monokrystallinske silisiumskiver, har forskjellig forbruk i produksjonen av de to, som skyldes forskjellene i renhet og produksjonstrinn til de to. I 2021 er silisiumforbruket av polykrystallinsk ingot 1,10 kg/kg. Det forventes at den begrensede investeringen i forskning og utvikling vil føre til små endringer i fremtiden. Silisiumforbruket av trekkstangen er 1,066 kg/kg, og det er et visst rom for optimalisering. Det forventes å være 1,05 kg/kg og 1,043 kg/kg i henholdsvis 2025 og 2030. I den enkeltkrystalltrekkingsprosessen kan reduksjonen av silisiumforbruket av trekkstangen oppnås ved å redusere tapet av rengjøring og knusing, strengt kontrollere produksjonsmiljøet, redusere andelen primere, forbedre presisjonskontrollen og optimalisere klassifiseringen og prosesseringsteknologien til nedbrutt silisiummaterialer. Selv om silisiumforbruket av polykrystallinske silisiumskiver er høye, er produksjonskostnadene for polykrystallinske silisiumskiver relativt høy fordi polykrystallinsk silisiuminngaver produseres ved å smelte inn sakte vekst. Lav. I 2021 vil de gjennomsnittlige produksjonskostnadene for monokrystallinske silisiumskiver være omtrent 0,673 yuan/w, og den av polykrystallinske silisiumskiver vil være 0,66 yuan/w.
Ettersom tykkelsen på silisiumskiven avtar og diameteren på diamanttråden reduseres, vil utgangen av silisiumstenger/ingotter med lik diameter per kilo øke, og antallet enkeltkrystall silisiumstenger med samme vekt vil være høyere enn for polykrystallinsk silikongotter. Når det gjelder kraft, varierer kraften som brukes av hver silisiumskive i henhold til type og størrelse. I 2021 er produksjonen av P-Type 166mm størrelse monokrystallinske kvadratstenger omtrent 64 stykker per kilo, og utgangen av polykrystallinske kvadratmeter er omtrent 59 stykker. Blant P-type enkeltkrystall-silisiumskiver, er produksjonen av 158,75 mm størrelse monokrystallinske kvadratstenger omtrent 70 stykker per kilo, produksjonen av P-type 182mm størrelse enkeltkrystall stenger er omtrent 53 stykker per kilo, og output på P-Type 210mmmms størrelse per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo per kilo. Utgangen fra kvadratstangen er omtrent 40 stykker. Fra 2022 til 2030 vil kontinuerlig tynning av silisiumskiver utvilsomt føre til en økning i antall silisiumstenger/ingotter av samme volum. Den mindre diameteren på diamanttråden og middels partikkelstørrelse vil også bidra til å redusere kuttingstap, og dermed øke antall produserte skiver. mengde. Det anslås at i 2025 og 2030 er produksjonen av p-type 166 mm størrelse monokrystallinske kvadratstenger omtrent 71 og 78 stykker per kilo, og utgangen av polykrystallologiske firkantede ingots er omtrent 62 og 62 stykker, noe som er vanskelig for å være i markedet. Det er forskjeller i kraften til forskjellige typer og størrelser på silisiumskiver. I følge kunngjøringsdataene for den gjennomsnittlige kraften på 158,75 mm silisiumskiver er omtrent 5,8W/stykke, er den gjennomsnittlige kraften på 166 mm størrelse silisiumskiver omtrent 6,25W/stykke, og den gjennomsnittlige kraften på 182 mm silisiumskiver er omtrent 6,25W/stykke. Den gjennomsnittlige kraften til størrelsen silisiumskive er omtrent 7,49W/stykke, og den gjennomsnittlige kraften til 210 mm størrelse silisiumskiven er omtrent 10W/stykke.
De siste årene har silisiumskiver gradvis utviklet seg i retning av stor størrelse, og stor størrelse bidrar til å øke kraften til en enkelt brikke, og dermed fortynne ikke-silisiumskostnadene for celler. Størrelsesjusteringen av silisiumskiver må imidlertid også vurdere oppstrøms og nedstrøms samsvar og standardiseringsproblemer, spesielt belastnings- og høye strømproblemer. For tiden er det to leirer i markedet angående den fremtidige utviklingsretningen til silisiumskivestørrelse, nemlig 182 mm størrelse og 210 mm størrelse. Forslaget fra 182mm er hovedsakelig fra perspektivet til vertikal industriintegrasjon, basert på hensynet til installasjon og transport av solcelleceller, modulens kraft og effektivitet og synergien mellom oppstrøms og nedstrøms; mens 210 mm hovedsakelig er fra perspektivet på produksjonskostnader og systemkostnader. Produksjonen på 210 mm silisiumskiver økte med mer enn 15% i en-følgstang-tegningsprosessen, nedstrøms batteriproduksjonskostnad ble redusert med omtrent 0,02 yuan/w, og den totale kostnaden for kraftstasjonskonstruksjon ble redusert med omtrent 0,1 yuan/w. I løpet av de neste årene forventes det at silisiumskiver med en størrelse under 166 mm gradvis vil bli eliminert; Oppstrøms og nedstrøms samsvarende problemer med 210 mm silisiumskiver vil gradvis løses effektivt, og kostnadene vil bli en viktigere faktor som påvirker investeringen og produksjonen av bedrifter. Derfor vil markedsandelen på 210 mm silisiumskiver øke. Jevn økning; 182mm silisiumskive vil bli mainstream -størrelsen i markedet i kraft av fordelene i vertikalt integrert produksjon, men med den gjennombruddsutviklingen av 210 mm silisium wafer applikasjonsteknologi, vil 182mm vike for det. I tillegg er det vanskelig for silisiumskiver med større størrelse å bli mye brukt i markedet de neste årene, fordi arbeidskraftskostnadene og installasjonsrisikoen for silisiumskiver i stor størrelse vil øke kraftig, noe som er vanskelig å bli utlignet av besparelsene i produksjonskostnader og systemkostnader. . I 2021 inkluderer silisiumskivestørrelser på markedet 156,75 mm, 157mm, 158,75 mm, 166mm, 182mm, 210mm, etc. blant dem, størrelsen på 158,75 mm og 166 mm utgjorde 50% av totalen, og størrelsen på 156,75 mm for 5%, og størrelsen på 156,75mm mm redusert til 5%, og størrelsen på 156,75 mm for 5%, som vil være en grad av 158,75 mm og 166 mm og 166,75 mm og 1665 mm og 166,75 mm og 1665 mm og 166,75 mm og 1665 mm og 166,75 mm og 1665 mm og 166mm er den største størrelsesløsningen som kan oppgraderes for den eksisterende batteriproduksjonslinjen, som vil være den største størrelsen de siste to årene. Når det gjelder overgangsstørrelse, forventes det at markedsandelen vil være mindre enn 2% i 2030; Den samlede størrelsen 182mm og 210mm vil utgjøre 45% i 2021, og markedsandelen vil øke raskt i fremtiden. Det forventes at den totale markedsandelen i 2030 vil overstige 98%.
De siste årene har markedsandelen til monokrystallinsk silisium fortsatt å øke, og det har okkupert mainstream -posisjonen i markedet. Fra 2012 til 2021 steg andelen monokrystallinsk silisium fra mindre enn 20% til 93,3%, en betydelig økning. I 2018 er silisiumskivene på markedet hovedsakelig polykrystallinske silisiumskiver, og står for mer enn 50%. Hovedårsaken er at de tekniske fordelene med monokrystallinske silisiumskiver ikke kan dekke kostnadsulemper. Siden 2019, ettersom den fotoelektriske konverteringseffektiviteten til monokrystallinske silisiumskiver har betydelig overskredet den for polykrystallinske silisiumskiver, og produksjonskostnadene for monokrystallinstreng i silisiumskiver har fortsatt å avta med teknologisk fremgang, har markedsandelen av monokrystallen. produkt. Det forventes at andelen av monokrystallinske silisiumskiver vil nå omtrent 96% i 2025, og markedsandelen av monokrystallinsk silisiumskiver vil nå 97,7% i 2030. (Rapportkilde: fremtidig tenketank)
1.3. Batterier: Perc-batterier dominerer markedet, og utviklingen av n-type batterier skyver opp produktkvaliteten
Midstrøms kobling til den fotovoltaiske industrikjeden inkluderer fotovoltaiske celler og fotovoltaiske cellemoduler. Behandlingen av silisiumskiver i celler er det viktigste trinnet i å realisere fotoelektrisk konvertering. Det tar omtrent syv trinn å behandle en konvensjonell celle fra en silisiumskive. Først, legg silisiumskiven i hydrofluorsyre for å produsere en pyramidlignende semsket struktur på overflaten, og reduserer dermed refleksjonsevnen til sollys og øker lysabsorpsjonen; Den andre er fosfor er diffusert på overflaten av den ene siden av silisiumskiven for å danne et PN -kryss, og dens kvalitet påvirker direkte effektiviteten til cellen; Den tredje er å fjerne PN -krysset som er dannet på siden av silisiumskiven under diffusjonsstadiet for å forhindre kortslutning av cellen; Et lag med silisiumnitridfilm er belagt på siden der PN -krysset dannes for å redusere lysrefleksjon og samtidig øke effektiviteten; Den femte er å trykke metallelektroder foran og bak på silisiumskiven for å samle minoritetsbærere generert av fotovoltaikk; Kretsen som er trykt i utskriftstrinnet er sintret og dannet, og den er integrert med silisiumskiven, det vil si cellen; Til slutt klassifiseres cellene med ulik effektivitet.
Krystallinske silisiumceller er vanligvis laget med silisiumskiver som underlag, og kan deles inn i celler av P-type og N-type celler i henhold til typen silisiumskiver. Blant dem har celler av N-type høyere konverteringseffektivitet og erstatter gradvis P-type celler de siste årene. P-type silisiumskiver er laget av doping silisium med bor, og silisiumskiver av n-type er laget av fosfor. Derfor er konsentrasjonen av borelement i silisiumskiven av N-typen lavere, og hemmer dermed bindingen av bor-oksygenkomplekser, noe som forbedrer minoritetsbæreren levetid for silisiummaterialet, og samtidig er det ingen fotoindusert demping i batteriet. I tillegg er minoritetsbærere av N-typen hull, minoritetsbærere av P-typen er elektroner, og fangststverrsnittet av de fleste urenhetsatomer for hull er mindre enn elektronene. Derfor er minoritetsbæreren levetid for n-typen celle høyere, og den fotoelektriske konverteringshastigheten er høyere. I henhold til laboratoriedata er den øvre grensen for konverteringseffektiviteten til P-type celler 24,5%, og konverteringseffektiviteten til N-type celler er opp til 28,7%, så N-type celler representerer utviklingsretningen for fremtidig teknologi. I 2021 har celler av N-type (hovedsakelig inkludert heterojunksjonsceller og TopCon-celler) relativt høye kostnader, og omfanget av masseproduksjonen er fremdeles liten. Den nåværende markedsandelen er omtrent 3%, som i utgangspunktet er den samme som i 2020.
I 2021 vil konverteringseffektiviteten til celler av N-type bli betydelig forbedret, og det forventes at det vil være mer rom for teknologisk fremgang i løpet av de neste fem årene. I 2021 vil storstilt produksjon av p-type monokrystallinske celler bruke Perc-teknologi, og den gjennomsnittlige konverteringseffektiviteten vil nå 23,1%, en økning på 0,3 prosentpoeng sammenlignet med 2020; Konverteringseffektiviteten til polykrystallinske sorte silisiumceller ved bruk av Perc -teknologi vil nå 21,0%, sammenlignet med 2020. Årlig økning på 0,2 prosentpoeng; Konvensjonell polykrystallinsk svart silisiumcelleeffektivitetsforbedring er ikke sterk, konverteringseffektiviteten i 2021 vil være omtrent 19,5%, bare 0,1 prosentpoeng høyere, og fremtidig forbedringsplass er begrenset; Gjennomsnittlig konverteringseffektivitet av INGOT monokrystallinske perc -celler er 22,4%, som er 0,7 prosentpoeng lavere enn for monokrystallinske perc -celler; Den gjennomsnittlige konverteringseffektiviteten til N-type Topcon-celler når 24%, og den gjennomsnittlige konverteringseffektiviteten til heterojunksjonsceller når 24,2%, som begge er blitt kraftig forbedret sammenlignet med 2020, og den gjennomsnittlige konverteringseffektiviteten til IBC-celler når 24,2%. Med utvikling av teknologi i fremtiden kan batteriteknologier som TBC og HBC også fortsette å gjøre fremskritt. I fremtiden, med reduksjon av produksjonskostnader og forbedring av avkastning, vil batterier av N-typen være en av de viktigste utviklingsanvisningene for batteriteknologi.
Fra perspektivet på batteriteknologiruten har den iterative oppdateringen av batteriteknologi hovedsakelig gått gjennom BSF, PERC, TOPCON basert på PERC -forbedring, og HJT, en ny teknologi som undergraver Perc; TopCon kan videre kombineres med IBC for å danne TBC, og HJT kan også kombineres med IBC for å bli HBC. P-type monokrystallinske celler bruker hovedsakelig Perc-teknologi, P-type polykrystallinske celler inkluderer polykrystallinske sorte silisiumceller og Ingot monokrystallinske celler, sist Med enkeltkrystall og polykrystallinsk lages gjennom en serie prosesseringsprosesser. Fordi den i hovedsak bruker en polykrystallinsk preparatrute, er den inkludert i kategorien P-type polykrystallinske celler. Cellene av N-typen inkluderer hovedsakelig TopCon-monokrystallinske celler, HJT-monokrystallinske celler og IBC monokrystallinske celler. I 2021 vil de nye masseproduksjonslinjene fortsatt bli dominert av PERC -celleproduksjonslinjer, og markedsandelen av Perc -celler vil øke ytterligere til 91,2%. Ettersom produktets etterspørsel etter utendørs og husholdningsprosjekter har konsentrert seg om høyeffektivitetsprodukter, vil markedsandelen av BSF-batterier falle fra 8,8% til 5% i 2021.
1.4. Moduler: Kostnadene for cellene står for hoveddelen, og modulens kraft avhenger av cellene
Produksjonstrinnene til fotovoltaiske moduler inkluderer hovedsakelig celleforbindelse og laminering, og celler utgjør en stor del av den totale kostnaden for modulen. Siden strømmen og spenningen til en enkelt celle er veldig liten, må cellene kobles sammen gjennom bussstenger. Her er de koblet i serie for å øke spenningen, og deretter koblet sammen parallelt for å oppnå høy strøm, og deretter er det solcellefotosklasset, EVA eller POE, batteri, EVA eller POE, bakplaten forseglet og varme presset i en viss rekkefølge, og til slutt beskyttet av aluminiumsramme og silikonforsegling. Fra perspektivet til komponentproduksjonskostnadssammensetning utgjør materialkostnader 75%, og inntar hovedposisjonen, etterfulgt av produksjonskostnader, ytelseskostnader og arbeidskraftskostnader. Kostnaden for materialer ledes av kostnadene for celler. I følge kunngjøringer fra mange selskaper, utgjør celler omtrent 2/3 av de totale kostnadene for solcelleemoduler.
Fotovoltaiske moduler er vanligvis delt i henhold til celletype, størrelse og mengde. Det er forskjeller i kraften til forskjellige moduler, men de er alle i stigende stadium. Kraft er en nøkkelindikator på fotovoltaiske moduler, som representerer modulens evne til å konvertere solenergi til strøm. Det kan sees fra kraftstatistikken for forskjellige typer fotovoltaiske moduler at når størrelsen og antall celler i modulen er den samme, er modulens kraft N-type enkeltkrystall> P-type enkeltkrystall> polykrystallinsk; Jo større størrelse og mengde, jo større er modulens kraft; For TopCon enkeltkrystallmoduler og heterojunksjonsmoduler med samme spesifikasjon, er kraften til sistnevnte større enn den førstnevnte. I følge CPIA-prognosen vil modulkraften øke med 5-10W per år i løpet av de neste årene. I tillegg vil modningsemballasje gi et visst strømtap, hovedsakelig inkludert optisk tap og elektrisk tap. Førstnevnte er forårsaket av transmittans og optisk misforhold av emballasjematerialer som solcellefotovoltaisk glass og EVA, og sistnevnte refererer hovedsakelig til bruk av solceller i serie. Kretstapet forårsaket av motstanden til sveisebåndet og selve bussstangen, og det nåværende tapet av misforhold forårsaket av den parallelle forbindelsen til cellene, utgjør det totale strømtapet for de to omtrent 8%.
1.5. Photovoltaic installert kapasitet: Politikken i forskjellige land er åpenbart drevet, og det er enorm plass for ny installert kapasitet i fremtiden
Verden har i utgangspunktet nådd en enighet om netto nullutslipp under miljøvernmålet, og økonomien i overlagrede fotovoltaiske prosjekter har gradvis dukket opp. Landene undersøker aktivt utviklingen av kraftproduksjon av fornybar energi. De siste årene har land rundt om i verden forpliktet seg til å redusere karbonutslipp. De fleste av de viktigste klimagassutslippene har formulert tilsvarende mål for fornybar energi, og den installerte kapasiteten til fornybar energi er enorm. Basert på 1,5 ℃ temperaturkontrollmål, spår Irena at den globale installerte fornybare energikapasiteten vil nå 10,8TW i 2030. I tillegg, ifølge WoodMAC -data, er nivåkostnaden for elektrisitet (LCOE) av solenergi i Kina, India, USA og andre land allerede lavere enn billigste fossil energi, og vil videre synke i fremtiden. Den aktive promotering av politikk i forskjellige land og økonomien i solcelleproduksjon har ført til en jevn økning i den kumulative installerte kapasiteten til fotovoltaikk i verden og Kina de siste årene. Fra 2012 til 2021 vil den kumulative installerte kapasiteten til fotovoltaikk i verden øke fra 104,3 GW til 849,5 GW, og den kumulative installerte kapasiteten til fotovoltaikk i Kina vil øke fra 6,7 GW til 307 GW, en økning på over 44 ganger. I tillegg utgjør Kinas nylig installerte solcelleanlegg for mer enn 20% av verdens totale installerte kapasitet. I 2021 er Kinas nylig installerte solcelleasitet 53 GW, og utgjør omtrent 40% av verdens nyinstallerte kapasitet. Dette skyldes hovedsakelig den rikelig og ensartede fordelingen av lette energiressurser i Kina, den velutviklede oppstrøms og nedstrøms, og sterk støtte fra nasjonal politikk. I løpet av denne perioden har Kina spilt en enorm rolle i fotovoltaisk kraftproduksjon, og den kumulative installerte kapasiteten har utgjort mindre enn 6,5%. hoppet til 36,14%.
Basert på analysen ovenfor har CPIA gitt prognosen for nylig økte solcelleanlegg fra 2022 til 2030 over hele verden. Det anslås at under både optimistiske og konservative forhold vil den globale nyinstallerte kapasiteten i 2030 være henholdsvis 366 og 315 GW, og den nyinstallerte kapasiteten til Kina vil være 128., 105GW. Nedenfor vil vi forutsi etterspørselen etter polysilisium basert på omfanget av nylig installert kapasitet hvert år.
1.6. Etterspørselsprognose for polysilisium for fotovoltaiske applikasjoner
Fra 2022 til 2030, basert på CPIAs prognose for de globale nylig økte PV -installasjonene under både optimistiske og konservative scenarier, kan etterspørselen etter polysilicon for PV -applikasjoner forutsies. Celler er et sentralt skritt for å realisere fotoelektrisk konvertering, og silisiumskiver er de grunnleggende råstoffene til celler og den direkte nedstrøms for polysilisium, så det er en viktig del av prognosen for polysilisium etterspørsel. Det vektede antall stykker per kilo silisiumstenger og ingots kan beregnes ut fra antall stykker per kilo og markedsandelen av silisiumstenger og ingots. I henhold til kraften og markedsandelen til silisiumskiver i forskjellige størrelser, kan den vektede kraften til silisiumskivene oppnås, og deretter kan det nødvendige antall silisiumskiver estimeres i henhold til den nyinstallerte solcellevnen. Deretter kan vekten av de nødvendige silisiumstengene og ingottene oppnås i henhold til det kvantitative forholdet mellom antall silisiumskiver og det vektede antall silisiumstenger og silisiuminngaver per kilo. Ytterligere kombinert med det vektede silisiumforbruket av silisiumstenger/silisiuminngaver, kan etterspørselen etter polysilisium for nyinstallert solcelleasitet endelig oppnås. I følge prognoseresultatene vil den globale etterspørselen etter polysilisium for nye solcelleanlegg de siste fem årene fortsette å stige, og toppen i 2027, og deretter synke litt de neste tre årene. Det anslås at under optimistiske og konservative forhold i 2025, vil den globale årlige etterspørselen etter polysilisium for solcelleanlegg være henholdsvis 1.108.900 tonn og 907.800 tonn, og den globale etterspørselen etter polysilicon for fotovoltaiske anvendelser i 2030 vil være 1.042.100 tons under fotovoltaiske anvendelser i 2030. , 896 900 tonn. Ifølge Kinasandel av global fotovoltaisk installert kapasitet,Kinas etterspørsel etter polysilisium for fotovoltaisk bruk i 2025forventes å være henholdsvis 369.600 tonn og 302.600 tonn under optimistiske og konservative forhold, og henholdsvis 739.300 tonn og 605.200 tonn utenlands.
2, Halvleder sluttbehov: skalaen er mye mindre enn etterspørselen i det fotovoltaiske feltet, og fremtidig vekst kan forventes
I tillegg til å lage fotovoltaiske celler, kan polysilisium også brukes som råstoff for å lage brikker og brukes i halvlederfeltet, som kan deles inn i bilproduksjon, industriell elektronikk, elektronisk kommunikasjon, hjemmeapparater og andre felt. Prosessen fra Polysilicon til Chip er hovedsakelig delt inn i tre trinn. Først trekkes polysilisiumet inn i monokrystallinske silisiuminngaver, og kuttet deretter i tynne silisiumskiver. Silisiumskiver produseres gjennom en serie sliping, avfasende og poleringsoperasjoner. , som er den grunnleggende råstoffet i halvlederfabrikken. Endelig kuttes silisiumskiven og laser inngravert i forskjellige kretsstrukturer for å lage chip -produkter med visse egenskaper. Vanlige silisiumskiver inkluderer hovedsakelig polerte skiver, epitaksiale skiver og SOI -skiver. Polert wafer er et brikkeproduksjonsmateriale med høy flathet oppnådd ved å polere silisiumskiven for å fjerne det skadede laget på overflaten, som kan brukes direkte til å lage flis, epitaksiale skiver og SOI silisiumskiver. Epitaksiale skiver oppnås ved epitaksial vekst av polerte skiver, mens SOI silisiumskiver er fremstilt ved binding eller ionimplantasjon på polerte skivesubstrater, og preparatprosessen er relativt vanskelig.
Gjennom etterspørselen etter polysilisium på halvledersiden i 2021, kombinert med byråets prognose om veksthastigheten til halvlederindustrien i løpet av de neste årene, kan etterspørselen etter polysilicon i halvlederfeltet fra 2022 til 2025 estimeres grovt. I 2021 vil den globale polysilisiumproduksjonen i elektronisk klasse utgjøre omtrent 6% av den totale polysilisiumproduksjonen, og solcellegrads polysilisium og granulært silisium vil utgjøre omtrent 94%. Mest polysilisium for elektronisk klasse brukes i halvlederfeltet, og annet polysilicon brukes i utgangspunktet i fotovoltaisk industri. . Derfor kan det antas at mengden polysilisium som ble brukt i halvlederindustrien i 2021 er omtrent 37 000 tonn. I tillegg, i henhold til den fremtidige sammensatte veksthastigheten i halvlederindustrien som er forutsagt av formuebusiness -innsikt, vil etterspørselen etter polysilisium for halvlederbruk øke med en årlig rate på 8,6% fra 2022 til 2025. Det er estimert at i 2025, etterspørselen etter polysilicon. (Rapportkilde: fremtidig tenketank)
3, Polysilicon Import and Export: Imports langt overstiger eksporten, med Tyskland og Malaysia som står for en høyere andel
I 2021 vil omtrent 18,63% av Kinas etterspørsel etter polysilisium komme fra import, og omfanget av importen overstiger langt over omfanget av eksport. Fra 2017 til 2021 domineres import- og eksportmønsteret til Polysilicon av import, noe som kan skyldes den sterke nedstrøms etterspørselen etter solcelleindustri som har utviklet seg raskt de siste årene, og etterspørselen etter polysilisium utgjør mer enn 94% av den totale etterspørselen; I tillegg har selskapet ennå ikke mestret produksjonsteknologien til elektronisk polysilisium med høy renhet, så noe polysilicon som kreves av den integrerte kretsenindustrien må fortsatt stole på import. I følge dataene fra Silicon Industry -grenen fortsatte importvolumet å avta i 2019 og 2020. Den grunnleggende årsaken til nedgangen i import Tap, så importavhengigheten av polysilisium er mye lavere; Selv om produksjonskapasiteten ikke har økt i 2020, har virkningen av epidemien ført til forsinkelser i byggingen av solcelleprosjekter, og antallet Polysilicon -ordrer har gått ned i samme periode. I 2021 vil Kinas fotovoltaiske marked utvikle seg raskt, og det tilsynelatende forbruket av Polysilicon vil nå 613 000 tonn, og driver importvolumet til rebound. I løpet av de siste fem årene har Kinas nettpolysilisiumimportvolum vært mellom 90 000 og 140 000 tonn, hvorav omtrent 103 800 tonn i 2021. Det forventes at Kinas netto polysilicon importvolum vil forbli rundt 100 000 tonn per år fra 2022 til 2025.
Kinas Polysilicon -import kommer hovedsakelig fra Tyskland, Malaysia, Japan og Taiwan, Kina, og den totale importen fra disse fire landene vil utgjøre 90,51% i 2021. Omtrent 45% av Kinas Polysilicon -import kommer fra Tyskland, 26% fra Malaysia, 13,5% fra Japan og 6% fra Taiww. Tyskland eier verdens polysilisiumgigant Wacker, som er den største kilden til utenlandske polysilicon, og utgjør 12,7% av den totale globale produksjonskapasiteten i 2021; Malaysia har et stort antall Polysilicon -produksjonslinjer fra Sør -Koreas OCI -selskap, som stammer fra den opprinnelige produksjonslinjen i Malaysia of Tokuyama, et japansk selskap kjøpt av OCI. Det er fabrikker og noen fabrikker som OCI flyttet fra Sør -Korea til Malaysia. Årsaken til flyttingen er at Malaysia gir gratis fabrikkplass og kostnadene for strøm er en tredjedel lavere enn Sør-Korea; Japan og Taiwan, Kina har Tokuyama, Get og andre selskaper, som okkuperer en stor andel av Polysilicon -produksjonen. et sted. I 2021 vil polysilisiumproduksjonen være 492 000 tonn, som den nylig installerte fotovoltaiske kapasiteten og Chip -produksjonsbehovet vil være henholdsvis 206.400 tonn og 1500 tonn, og de resterende 284.100 tonn vil hovedsakelig bli brukt til nedstrøms prosessering og eksportert utenlandsk. I nedstrøms koblinger av polysilisium eksporteres silisiumskiver, celler og moduler hovedsakelig, blant dem eksporten av moduler er spesielt fremtredende. I 2021 hadde 4,64 milliarder silisiumskiver og 3,2 milliarder fotovoltaiske celler værteksportertFra Kina, med en total eksport på henholdsvis 22,6 GW og 10,3GW, og eksporten av fotovoltaiske moduler er 98,5 GW, med veldig få importer. Når det gjelder eksport av eksportverdier, vil moduleksport i 2021 nå 24,61 milliarder dollar, og utgjør 86%, etterfulgt av silisiumskiver og batterier. I 2021 vil den globale produksjonen av silisiumskiver, fotovoltaiske celler og solcaiske moduler nå 97,3%, 85,1%og 82,3%. Det forventes at den globale fotovoltaiske industrien vil fortsette å konsentrere seg i Kina i løpet av de neste tre årene, og produksjons- og eksportvolumet til hver lenke vil være betydelig. Derfor anslås det at fra 2022 til 2025 vil mengden polysilicon brukt til prosessering og produsere nedstrøms produkter og eksporteres i utlandet gradvis øke. Det er estimert ved å trekke fra utenlandsk produksjon fra etterspørselen etter utlandet. I 2025 vil Polysilicon produsert ved behandling av nedstrøms produkter bli estimert til å eksportere 583 000 tonn til fremmede land fra Kina
4, Sammendrag og utsikter
Den globale etterspørselen etter polysilisium er hovedsakelig konsentrert i det fotovoltaiske feltet, og etterspørselen i halvlederfeltet er ikke en størrelsesorden. Etterspørselen etter polysilicon er drevet av solcelleanlegg, og overføres gradvis til polysilisium gjennom koblingen til solcelleammoduler-celle-wafer, og genererer etterspørselen etter det. I fremtiden, med utvidelse av global fotovoltaisk installert kapasitet, er etterspørselen etter polysilisium generelt optimistisk. Optimistisk sett vil Kina og utenlandske nylig økte PV -installasjoner som forårsaker etterspørselen etter polysilicon i 2025 være henholdsvis 36,96GW og 73,93GW, og etterspørselen under konservative forhold vil også nå 30,24 GW og 60,49GW. I 2021 vil det globale polysilisiumforsyningen og etterspørselen være stram, noe som resulterer i høye globale polysilisiumpriser. Denne situasjonen kan fortsette til 2022, og gradvis vende seg til stadiet med løs forsyning etter 2023. I andre halvdel av 2020 begynte virkningen av epidemien å svekkes, og nedstrøms produksjonsutvidelse drev etterspørselen etter polysilisium, og noen ledende selskaper planla å utvide produksjonen. Imidlertid resulterte utvidelsessyklusen på mer enn halvannet år i frigjøring av produksjonskapasitet ved utgangen av 2021 og 2022, noe som resulterte i en økning på 4,24% i 2021. Det er et forsyningsgap på 10.000 tonn, så prisene har økt kraftig. Det er spådd at i 2022, under de optimistiske og konservative forholdene for fotovoltaisk installert kapasitet, vil tilbuds- og etterspørselsgapet være henholdsvis -156 500 tonn og 2.400 tonn, og den samlede tilbudet vil fortsatt være i en tilstand av relativt kort forsyning. I 2023 og utover vil de nye prosjektene som startet byggingen i slutten av 2021 og begynnelsen av 2022 starte produksjonen og oppnå en oppstart i produksjonskapasiteten. Tilbud og etterspørsel vil gradvis løsne, og prisene kan være under press nedover. I oppfølgingen bør oppmerksomheten rettes mot virkningen av den russisk-ukrainske krigen mot det globale energimønsteret, som kan endre den globale planen for nylig installert solcelleasitet, noe som vil påvirke etterspørselen etter polysilicon.
(Denne artikkelen er bare for referanse til Urbanmines 'kunder og representerer ikke noe investeringsråd）