1, Fotovoltaično končno povpraševanje: povpraševanje po fotovoltaični instalirani zmogljivosti je močno, povpraševanje po polisilijini
1.1. Poraba polisilikona: globalnaObseg porabe se stalno povečuje, predvsem za fotonapetostno proizvodnjo energije
V zadnjih desetih letih, globalniPolysiliconPoraba se še naprej povečuje, delež Kitajske pa se še naprej širi, ki jo vodi fotovoltaična industrija. Od leta 2012 do 2021 se je globalna poraba polisilicona na splošno pokazala trend naraščanja, ki se je povečala s 237.000 ton na približno 653.000 ton. V letu 2018 je bila uvedena kitajska 531 fotovoltaična nova politika, ki je jasno zmanjšala stopnjo subvencije za proizvodnjo fotonapetostne energije. Na novo nameščena fotonapetostna zmogljivost se je medletno zmanjšala za 18%, povpraševanje po Polysiliconu pa je bilo prizadeto. Od leta 2019 je država uvedla številne politike za spodbujanje paritete omrežja fotovoltaik. S hitrim razvojem fotovoltaične industrije je povpraševanje po Polysiliconu vstopilo tudi v obdobje hitre rasti. V tem obdobju se je delež kitajske porabe polisilijine v celotni svetovni porabi še naprej povečeval, s 61,5% v letu 2012 na 93,9% leta 2021, predvsem zaradi kitajske hitro razvijajoče se fotovoltaične industrije. Z vidika globalnega vzorca porabe različnih vrst polisilikona leta 2021 bodo silicijevi materiali, ki se uporabljajo za fotovoltaične celice, predstavljali vsaj 94%, od tega je polisilikov in zrnat silicije, ki so 91%oziroma 3%, medtem ko je elektronsko stopnjo polisilikona, ki se lahko uporablja za 91%, ki se lahko uporabljajo za 94%. Razmerje je 6%, kar kaže, da v trenutnem povpraševanju po polisilikonu prevladujejo fotovoltaiki. Pričakuje se, da se bo s segrevanjem politike z dvojnim ogljikom povpraševanje po fotovoltaični instalirani zmogljivosti postalo močnejše, poraba in delež polisilikona sonca pa se bosta še naprej povečevala.
1.2. Silicijeva rezina: Monokristalna silicijana rezina zavzema glavni tok, neprekinjena tehnologija Czochralski pa se hitro razvija
Neposredna povezava Polysilicon so silicijeve rezine, Kitajska pa trenutno prevladuje na svetovnem trgu silicijevih rezin. Od leta 2012 do 2021 se je globalna in kitajska proizvodna zmogljivost in proizvodnja silicijevih rezin še naprej povečevala, fotovoltaična industrija pa se je še naprej razcvenila. Silicijeve rezine služijo kot most, ki povezuje silicijeve materiale in baterije, in ni nobenega bremena za proizvodne zmogljivosti, zato še naprej privablja veliko število podjetij za vstop v industrijo. Leta 2021 so se kitajski proizvajalci silicijevih rezin znatno razširiliproizvodnjaZmogljivost do 213,5 GW proizvodnje, ki je poganjala globalno proizvodnjo silicijevih rezin, da bi se povečala na 215,4 GW. Glede na obstoječo in novo povečano proizvodno zmogljivost na Kitajskem se pričakuje, da bo letna stopnja rasti v naslednjih nekaj letih ohranila 15-25%, kitajska proizvodnja pa bo še vedno ohranila absolutno prevladujoč položaj na svetu.
Polikristalni silicij lahko izdelamo v polikristalne silicijeve ingote ali monokristalne silicijeve palice. Proces proizvodnje polikristalnih silicijevih ingotov vključuje predvsem metodo vlivanja in metodo neposrednega taljenja. Trenutno je druga vrsta glavna metoda, stopnja izgube pa se v bistvu vzdržuje na približno 5%. Metoda vlivanja je predvsem taljenje silicijevega materiala v lončku, nato pa ga vržemo v še en predhodno ogret lonček za hlajenje. Z nadzorom hitrosti hlajenja polikristalni silicijev ingot vliva s pomočjo usmerjene tehnologije strjevanja. Postopek vročega cepljenja metode neposrednega cepljenja je enak kot pri metodi vlivanja, pri kateri se polisilikon najprej neposredno stopi v lončku, vendar je korak hlajenja drugačen od metode vlivanja. Čeprav sta obe metodi po naravi zelo podobni, metoda neposrednega taljenja potrebuje le en lonček, proizvedeni izdelek Polysilicon pa je dobre kakovosti, kar je pripomoglo k rasti polikristalnih silicijevih ingotov z boljšo orientacijo, proces rasti pa je enostavno avtomatizirati, kar lahko naredi notranji položaj zmanjšanja napake kristalne napake. Trenutno vodilna podjetja v industriji materiala za sončno energijo običajno uporabljajo metodo neposrednega taljenja za izdelavo polikristalnih silicijevih ingotov, vsebnost ogljika in kisika pa so relativno nizka, ki sta nadzorovana pod 10ppma in 16ppma. V prihodnosti bo proizvodnja polikristalnih silicijevih ingotov še vedno prevladovala z metodo neposrednega taljenja, stopnja izgube pa bo v petih letih ostala približno 5%.
Proizvodnja monokristalnih silicijevih palic temelji predvsem na metodi Czochralski, dopolnjene z metodo taljenja vertikalne suspenzije, izdelki, ki jih proizvajata oba, pa imajo različne uporabe. Czochralski metoda uporablja grafitno odpornost za ogrevanje polikristalnega silicija v kremenčevem loncu z visoko čistostjo v toplotni sistemu z ravno cevjo, da ga stopi, nato pa semenski kristal vstavite v površino taline za fuzijo in zavrtite semenski kristal, medtem ko se pretvori v kristal. , kristal semen je počasi dvignjen navzgor, monokristalni silicij pa dobimo s procesi semenja, ojačanja, obračanja ramen, rasti enakega premera in zaključku. Metoda vertikalnega taljenja plavajoče cone se nanaša na pritrditev koloniznega polikristalnega materiala v peči v peči, počasi premikanje kovinske tuljave po smeri polikristalne dolžine in prehaja skozi stolpčno polikristalno se prekristalizira tako, da tvori en sam kristal. Zaradi različnih proizvodnih procesov obstajajo razlike v proizvodni opremi, proizvodni stroški in kakovosti izdelkov. Trenutno imajo izdelki, pridobljeni z metodo taljenja cone, visoko čistost in se lahko uporabljajo za izdelavo polprevodniških naprav, medtem ko lahko metoda Czochralski izpolnjuje pogoje za proizvodnjo posameznega kristalnega silicija za fotonapetostne celice in ima nižje stroške, tako da gre za glavno metodo. Leta 2021 je tržni delež ravne metode vlečenja približno 85%, v naslednjih nekaj letih pa naj bi se nekoliko povečal. Tržne delnice v letih 2025 in 2030 naj bi znašale 87% oziroma 90%. Glede na taljenje enojnega kristalnega silicija, je koncentracija industrije okrožnega taljenja enojnega kristalnega silicija na svetu razmeroma visoka. pridobitev), Topsil (Danska). V prihodnosti se izhodna lestvica staljenega enojnega kristalnega silicija ne bo bistveno povečala. Razlog je v tem, da so kitajske tehnologije v primerjavi z Japonsko in Nemčijo razmeroma za nazaj, zlasti zmogljivost visokofrekvenčne opreme za ogrevanje in pogojev procesa kristalizacije. Tehnologija spojenega silicijevega enojnega kristala na območju velikega premera zahteva, da kitajska podjetja še naprej raziskujejo sami.
Metodo Czochralski lahko razdelimo na tehnologijo neprekinjenega vlečenja kristalov (CCZ) in ponavljajočo se tehnologijo vlečenja kristalov (RCZ). Trenutno je glavna metoda v industriji RCZ, ki je v prehodni fazi iz RCZ v CCZ. Enojni kristalni vlečni in hranjenje RZC so neodvisni drug od drugega. Pred vsakim vlečenjem je treba en kristalni ingot ohladiti in odstraniti v vhodni komori, medtem ko lahko CCZ med vleko spozna hranjenje in topljenje. RCZ je razmeroma zrel in v prihodnosti je malo prostora za tehnološko izboljšanje; Medtem ko ima CCZ prednosti zmanjšanja stroškov in izboljšanja učinkovitosti ter je v fazi hitrega razvoja. Glede na stroške v primerjavi z RCZ, ki traja približno 8 ur, preden se nariše ena sama palica, lahko CCZ močno izboljša učinkovitost proizvodnje, zmanjša stroške lončkov in porabo energije z odpravo tega koraka. Skupna proizvodnja posamezne peči je več kot 20% višja od RCZ. Stroški proizvodnje so več kot 10% nižji od RCZ. Glede na učinkovitost lahko CCZ dokonča risbo 8-10 posameznih kristalnih silicijevih palic v življenjskem ciklu lončka (250 ur), medtem ko RCZ lahko dokonča le približno 4, učinkovitost proizvodnje pa se lahko poveča za 100-150%. Glede na kakovost ima CCZ bolj enakomerno upornost, nižjo vsebnost kisika in počasnejše kopičenje nečistoč kovin, zato je bolj primeren za pripravo N-tipa Enojnih kristalnih silicijevih rezin, ki so tudi v obdobju hitrega razvoja. Trenutno so nekatera kitajska podjetja sporočila, da imajo tehnologijo CCZ, pot zrnate silicijeve monokristalne silicijeve rezine tipa Silicon-CCZ-N pa je v bistvu jasna in so celo začela uporabljati 100% zrnate silicijeve materiale. . V prihodnosti bo CCZ v bistvu nadomestil RCZ, vendar bo trajal določen postopek.
Proces proizvodnje monokristalnih silicijevih rezin je razdeljen na štiri korake: vlečenje, rezanje, rezanje, čiščenje in razvrščanje. Pojav metode rezanja diamantne žice je močno zmanjšal stopnjo izgube rezanja. Postopek vlečenja kristala je opisan zgoraj. Postopek rezanja vključuje operacije okrnjenja, kvadratov in pregrade. Rezanje je uporaba rezalnega stroja za rezanje stebrnega silicija na silicijeve rezine. Čiščenje in razvrščanje sta zadnji koraki pri proizvodnji silicijevih rezin. Metoda rezanja diamantnih žic ima očitne prednosti pred tradicionalno metodo rezanja malte, ki se odraža predvsem v kratki porabi in nizki izgubi. Hitrost diamantne žice je petkrat večja od tradicionalnega rezanja. Na primer, za rezanje z enim vodom traja tradicionalno rezanje malte žice približno 10 ur, rezanje diamantnih žic pa le približno 2 uri. Izguba rezanja diamantnih žic je tudi sorazmerno majhna, poškodba, ki jo povzroča rezanje diamantnih žic, pa je manjša kot pri rezanju malte žice, kar je pripomoglo k rezanju tanjših silicijevih rezin. V zadnjih letih so se podjetja za zmanjšanje izgub rezanja in proizvodnih stroškov obrnila na metode rezanja z diamantno žico, premer avtobusnih palic Diamond Wire pa je nižji in nižji. Leta 2021 bo premer diamantne žične vodnice 43-56 μm, premer diamantne žice pa se bo uporabljal za monokristalne silicijeve rezine, ki se bo močno zmanjšala in še naprej upadala. Ocenjujejo, da bodo v letih 2025 in 2030 premeri diamantnih žičnih vodnikov, ki se uporabljajo za rezanje monokristalnih silicijevih rezin, 36 μm oziroma 33 μm, premer diamantnih žičnih busbars, ki se uporabljajo za rezanje polikristalnih siliconskih volitev. To je zato, ker obstaja veliko napak in nečistoč v polikristalnih silicijevih rezinah, tanke žice pa so nagnjene k lomljenju. Zato je premer diamantne žice, ki se uporablja za rezanje polikristalnih silicijevih rezin, večji od premera monokristalnih silicijevih rezin, in ker se tržni delež polikristalnih silicijevih rezin postopoma zmanjšuje, se uporablja za rezine, ki jih je rezal z znižanjem, zmanjšanje premera premera avtobusa.
Trenutno silicijeve rezine razdelijo predvsem na dve vrsti: polikristalne silicijeve rezine in monokristalne silicijeve rezine. Monokristalne silicijeve rezine imajo prednosti dolgo življenjske dobe in visoko učinkovitost fotoelektrične pretvorbe. Polikristalne silicijeve rezine so sestavljene iz kristalnih zrn z različnimi orientacijami kristalne ravnine, medtem ko so enojne kristalne silicijeve rezine iz polikristalnega silicija kot surovine in imajo isto orientacijo kristalne ravnine. Po videzu so polikristalne silicijeve rezine in enojne kristalne silicijeve rezine modro-črne in črno rjave. Ker sta oba izrezana iz polikristalnih silicijevih ingotov in monokristalnih silicijevih palic, so oblike kvadratne in kvazi-kvadrat. Servisno življenje polikristalnih silicijevih rezin in monokristalnih silicijevih rezin je približno 20 let. Če sta metoda embalaže in okolje primerna, lahko življenjska doba doseže več kot 25 let. Na splošno je življenjska doba monokristalnih silicijevih rezin nekoliko daljša kot življenjska doba polikristalnih silicijevih rezin. Poleg tega so monokristalne silicijeve rezine nekoliko boljše tudi pri učinkovitosti fotoelektrične pretvorbe, njihova gostota dislokacije in nečistoče kovin pa sta veliko manjša od gostov polikristalnih silicijevih rezin. Zaradi kombiniranega učinka različnih dejavnikov je manjšinski nosilec življenjske dobe enojnih kristalov več desetkrat večje kot pri polikristalnih silicijevih rezinah. S čimer prikazuje prednost učinkovitosti pretvorbe. Leta 2021 bo najvišja učinkovitost pretvorbe polikristalnih silicijevih rezin približno 21%, monokristalni silicijevi rezini pa bodo dosegli do 24,2%.
Poleg dolge življenjske dobe in visoke učinkovitosti pretvorbe imajo tudi monokristalne silicijeve rezine tudi prednost redčenja, kar je pripomoglo k zmanjšanju stroškov silicija in silicijevih rezin, vendar bodite pozorni na povečanje stopnje fragmentacije. Tanjšanje silicijevih rezin pomaga zmanjšati proizvodne stroške, trenutni postopek rezanja pa lahko v celoti ustreza potrebam po redčenju, vendar mora debelina silicijevih rezin zadovoljiti tudi potrebe proizvodnje na nižji celici in komponente. Na splošno se debelina silicijevih rezin v zadnjih letih zmanjšuje, debelina polikristalnih silicijevih rezin pa je bistveno večja kot pri monokristalnih silicijevih rezinah. Monokristalne silicijeve rezine so nadalje razdeljene na silicijeve rezine tipa N in silicijeve rezine tipa P, medtem ko silicijeve rezine N-tipa vključujejo predvsem porabo baterije TopCon in porabo baterije HJT. Leta 2021 je povprečna debelina polikristalnih silicijevih rezin 178 μm, pomanjkanje povpraševanja v prihodnosti pa jih bo spodbudilo, da bodo še naprej tanke. Zato se predvideva, da se bo debelina nekoliko zmanjšala od leta 2022 do 2024, debelina pa bo po letu 2025 ostala pri približno 170 μm; the average thickness of p-type monocrystalline silicon wafers is about 170μm, and it is expected to drop to 155μm and 140μm in 2025 and 2030. Among the n-type monocrystalline silicon wafers, the thickness of the silicon wafers used for HJT cells is about 150μm, and the average thickness of n-type silicon wafers used for TOPCon cells is 165 μm. 135 μm.
Poleg tega proizvodnja polikristalnih silicijevih rezin porabi več silicija kot monokristalne silicijeve rezine, vendar so koraki proizvodnje razmeroma preprosti, kar prinaša stroške prednosti polikristalnih silicijevih rezinah. Polikristalni silicij kot pogost surovine za polikristalne silicijeve rezine in monokristalne silicijeve rezine ima v proizvodnji obeh, kar je posledica razlik v korakih čistosti in proizvodnje obeh. Leta 2021 je poraba silicijevega polikristalnega ingota 1,10 kg/kg. Pričakuje se, da bodo omejene naložbe v raziskave in razvoj privedle do majhnih sprememb v prihodnosti. Poraba silicijeve palice je 1,066 kg/kg in obstaja nekaj prostora za optimizacijo. Pričakuje se, da bo v letih 2025 oziroma 2030 1,05 kg/kg in 1,043 kg/kg. V postopku posameznega vlečenja kristalov lahko zmanjšamo zmanjšanje porabe silicijeve palice z zmanjšanjem izgube čiščenja in drobljenja, strogo nadzorovanju proizvodnega okolja, zmanjšanju deleža temeljnih premazov, izboljšanju natančnega nadzora in optimizaciji klasifikacije in obdelave tehnologije razgrajenih silikonskih materialov. Čeprav je silicijeva poraba polikristalnih silicijevih rezin visoka, so proizvodni stroški polikristalnih silicijevih rezin relativno visoki, ker se polikristalni silicijevi ingoti nastajajo z vlivanjem vročega ingota, medtem ko monokristalne silicijeve ingote, ki se ponaša s počasno rastjo. Nizka. Leta 2021 bodo povprečni proizvodni stroški monokristalnih silicijevih rezin približno 0,673 juana/W, polikristalne silicijeve rezine pa 0,66 juana/w.
Ko se debelina silicijeve rezine zmanjšuje in se premer diamantne žice znižuje, se bo povečala izhod silicijevih palic/ingotov enakega premera na kilogram, število enojnih kristalnih silicijevih palic iste mase pa bo večje od tistih polikristalnih silicijevih ingotov. Glede na moč se moč, ki jo uporablja vsaka silicijeva rezina, razlikuje glede na vrsto in velikost. Leta 2021 je izhod monokristalnih kvadratnih palic velikosti P-tipa 166 mm približno 64 kosov na kilogram, izhod polikristalnih kvadratnih ingotov pa je približno 59 kosov. Med posameznimi kristalnimi silicijevimi rezili P-tipa je izhod monokristalnih kvadratnih palic 158,75 mm velikosti približno 70 kosov na kilogram, izhod enojnih kristalnih kvadratnih palic, ki so približno 53 kosov na kilogram, približno 53 kosov na kilogram, približno 53 kosov. Izhod kvadratne palice je približno 40 kosov. Od leta 2022 do 2030 bo nenehno redčenje silicijevih rezin nedvomno privedlo do povečanja števila silicijevih palic/ingotov istega volumna. Manjši premer diamantne žice in velikosti srednjega delca bo pomagal tudi zmanjšati izgube rezanja in s tem povečalo število proizvedenih rezin. količina. Ocenjujejo, da je leta 2025 in 2030 monokristalni kvadratni palice velikosti P-tipa 166 mm približno 71 in 78 kosov na kilogram, izhod polikristalnih kvadratnih ingotov pa je približno 62 in 62 kosov, kar je posledica nizkega tržnega deleža polikristalnih silicon. Obstajajo razlike v moči različnih vrst in velikosti silicijevih rezin. Glede na podatke o objavi za povprečno moč 158,75 mm silicijevih rezin je približno 5,8 W/kos, povprečna moč silicijevih rezin velikosti 166 mm velikosti/kos, povprečna moč 182 mm silikonskih rezin pa je približno 6,25 W/kos. Povprečna moč silicijeve rezine velikosti je približno 7,49 W/kos, povprečna moč silicijeve rezine velikosti 210 mm pa je približno 10 W/kos.
V zadnjih letih so se silicijeve rezine postopoma razvijale v smeri velike velikosti, velika velikost pa je pripomogla k povečanju moči enega samega čipa in s tem zmanjšala stroške celic, ki niso silicije. Vendar pa mora prilagajanje velikosti silicijevih rezin razmisliti tudi o težavah z ujemanjem in standardizacijo navzgor in nižje, zlasti obremenitve in visoke trenutne težave. Trenutno sta na trgu dva tabora glede prihodnje razvojne smeri silicijeve rezine, in sicer velikosti 182 mm in velikosti 210 mm. Predlog 182 mm je predvsem z vidika integracije vertikalne industrije, ki temelji na upoštevanju namestitve in prevoza fotonapetostnih celic, moči in učinkovitosti modulov ter sinergije med navzgor in navzdol; medtem ko je 210 mm predvsem z vidika proizvodnih stroškov in stroškov sistema. Rezultat 210 mm silicijevih rezin se je v postopku risanja palic z eno predvsem za več kot 15% povečala za več kot 15%, stroški proizvodnje baterije na nižji točki so se zmanjšali za približno 0,02 juana/W, skupni stroški gradnje elektrarne pa so se zmanjšali za približno 0,1 juana/w. V naslednjih nekaj letih se pričakuje, da bodo silicijeve rezine z velikostjo pod 166 mm postopoma odpravljali; Težave, ki ustrezajo 210 mm silicijevih rezin, bodo postopoma rešene na zgornjem in nižji stopnji, stroški pa bodo postali pomembnejši dejavnik, ki vpliva na naložbe in proizvodnjo podjetij. Zato se bo tržni delež 210 mm silicijevih rezin povečal. Vztrajno vzpon; 182 mm silicijeva rezina bo postala glavna velikost na trgu s svojimi prednosti v vertikalno integrirani proizvodnji, vendar bo z prebojnim razvojem 210 mm tehnologije aplikacij silicijeve rezine 182 mm popustila. Poleg tega se silicijeve rezine v večjih velikosti v naslednjih nekaj letih pogosto uporabljajo na trgu, saj se bosta stroški dela in instalacije velikih silicijevih rezin močno povečali, kar je težko izravnati prihranki pri proizvodnih stroških in sistemskih stroških. . V letu 2021 velikosti silicijevih rezin na trgu vključujejo 156,75 mm, 157 mm, 158,75 mm, 166 mm, 182 mm, 210 mm itd. 166 mm je rešitev največje velikosti, ki jo je mogoče nadgraditi za obstoječo linijo za proizvodnjo baterije, ki bo največja velikost v zadnjih dveh letih. Glede na velikost prehoda se pričakuje, da bo tržni delež v letu 2030 manjši od 2%; Skupna velikost 182 mm in 210 mm bo v letu 2021 predstavljala 45%, tržni delež pa se bo v prihodnosti hitro povečal. Pričakuje se, da bo skupni tržni delež leta 2030 presegel 98%.
V zadnjih letih se tržni delež monokristalnega silicija še naprej povečuje in je zasedel glavni položaj na trgu. Od leta 2012 do 2021 se je delež monokristalnega silicija povečal z manj kot 20% na 93,3%, kar je znatno povečanje. V letu 2018 so silicijevi rezini na trgu večinoma polikristalne silicijeve rezine, ki predstavljajo več kot 50%. Glavni razlog je, da tehnične prednosti monokristalnih silicijevih rezin ne morejo pokriti stroškov. Od leta 2019, ko je učinkovitost fotoelektrične pretvorbe monokristalnih silicijevih rezin znatno presegla učinkovitost polikristalnih silicijevih rezin, proizvodni stroški monokristalnih silicijevih rezin pa še naprej upadajo s tehnološkim napredkom, tržni delež monokristalnih siliconskih voščil. izdelek. Pričakuje se, da bo delež monokristalnih silicijevih rezin leta 2025 dosegel približno 96%, tržni delež monokristalnih silicijevih rezin
1.3. A
Srednja povezava fotovoltaične industrijske verige vključuje fotovoltaične celice in fotovoltaične celične module. Obdelava silicijevih rezin v celice je najpomembnejši korak pri uresničevanju fotoelektrične pretvorbe. Za predelavo običajne celice iz silicijeve rezine je potrebnih približno sedem korakov. Najprej dajte silikonsko rezino v bivoroorovo kislino, da na površini ustvari piramidno strukturo semiša in s tem zmanjša odsevnost sončne svetlobe in poveča absorpcijo svetlobe; Drugi je fosfor, ki se razprši na površini ene strani silicijeve rezine, da tvori PN stičišče, njegova kakovost pa neposredno vpliva na učinkovitost celice; Tretji je odstraniti stičišče PN, ki je nastalo na strani silicijeve rezine med difuzijsko fazo, da se prepreči kratek stik celice; Na strani je prevlečena plast silicijevega nitridnega filma, kjer se tvori PN stičišče, da se zmanjša odboj svetlobe in hkrati poveča učinkovitost; Peta je tiskanje kovinskih elektrod na sprednji in zadnji strani silicijeve rezine za zbiranje manjšinskih nosilcev, ki jih ustvarjajo fotovoltaiki; Vezje, natisnjeno v fazi tiskanja, je sintrano in oblikovano, integrirano pa je s silikonsko rezino, to je celica; Končno so celice z različno učinkovitostjo razvrščene.
Kristalne silicijeve celice so običajno narejene s silikonskimi rezinami kot substrati in jih lahko razdelimo na celice P-tipa in N-celice N glede na vrsto silicijevih rezin. Med njimi imajo celice N-tipa večjo učinkovitost pretvorbe in v zadnjih letih postopoma nadomeščajo celice tipa P. Silicijeve rezine P-tipa izdelujejo doping silicij z borom, silicijeve rezine N-tipa pa so narejene iz fosforja. Zato je koncentracija elementa bora v silicijevi rezini N-tipa nižja, s čimer zavira vezavo kompleksov boro-kisika, izboljša življenjsko dobo silicijevega materiala manjšinskega nosilca, hkrati pa ni nobenega foto-induciranega slabljenja v bateriji. Poleg tega so manjšinski prevozniki tipa N, luknje, manjšinski nosilci tipa P so elektroni, prerez patskega prereza večine nečistočih atomov za luknje pa je manjši kot pri elektroni. Zato je življenjska doba manjšinskega nosilca celice tipa N višja, hitrost fotoelektrične pretvorbe pa višja. Glede na laboratorijske podatke je zgornja meja učinkovitosti pretvorbe celic P-tipa 24,5%, učinkovitost pretvorbe celic tipa N do 28,7%, zato celice tipa N predstavljajo razvojno smer prihodnje tehnologije. Leta 2021 imajo celice N-tipa (v glavnem vključno s heterojunkcijskimi celicami in celicami TopCon) sorazmerno visoke stroške, obseg masne proizvodnje pa je še vedno majhen. Trenutni tržni delež je približno 3%, kar je v bistvu enako kot leta 2020.
Leta 2021 se bo učinkovitost pretvorbe celic tipa N znatno izboljšala in pričakovati je, da bo v naslednjih petih letih več prostora za tehnološki napredek. Leta 2021 bo obsežna proizvodnja monokristalnih celic tipa P uporabljala tehnologijo PERC, povprečna učinkovitost pretvorbe pa bo dosegla 23,1%, kar je za 0,3 odstotne točke v primerjavi z letom 2020; Učinkovitost pretvorbe polikristalnih črnih silicijevih celic z uporabo tehnologije PERC bo dosegla 21,0%v primerjavi z letom 2020. Letno povečanje za 0,2 odstotne točke; Konvencionalno izboljšanje učinkovitosti polikristalnih silicijevih celic ni močno, učinkovitost pretvorbe leta 2021 bo približno 19,5%, le 0,1 odstotne točke višja, prihodnji prostor za izboljšanje učinkovitosti pa je omejen; Povprečna učinkovitost pretvorbe monokristalnih celic PERC ingot je 22,4%, kar je 0,7 odstotne točke nižje kot pri monokristalnih celicah PERC; Povprečna učinkovitost pretvorbe celic TopCon N-tipa doseže 24%, povprečna učinkovitost pretvorbe heterojunkcijskih celic pa doseže 24,2%, oba pa sta bila v primerjavi z letom 2020 močno izboljšana, povprečna učinkovitost pretvorbe IBC celic pa doseže 24,2%. Z razvojem tehnologije v prihodnosti lahko baterijske tehnologije, kot sta TBC in HBC, še naprej napredujejo. V prihodnosti bodo z zmanjšanjem proizvodnih stroškov in izboljšanjem donosa baterije N-tipa ena glavnih razvojnih smeri tehnologije baterije.
Z vidika poti baterijske tehnologije je iterativna posodobitev tehnologije akumulatorjev pretežala predvsem prek BSF, PERC, TopCon, ki temelji na izboljšanju PERC in HJT, novi tehnologiji, ki podredi PERC; Topcon lahko še dodatno kombinirate z IBC, da tvori TBC, HJT pa lahko kombinirate tudi z IBC, da postanete 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 Kristalna in polikristalna je narejena z vrsto procesov obdelave. Ker v bistvu uporablja pot polikristalne priprave, je vključena v kategorijo polikristalnih celic tipa P. Celice N-tipa vključujejo v glavnem monokristalne celice TopCon, monokristalne celice HJT in monokristalne celice IBC. Leta 2021 bodo nove masne proizvodne linije še vedno prevladovale proizvodne linije PERC celic, tržni delež celic PERC pa se bo še povečal na 91,2%. Ker se je povpraševanje po izdelku za zunanje in gospodinjske projekte osredotočilo na izdelke z visoko učinkovitostjo, se bo tržni delež baterij BSF v letu 2021 znižal z 8,8% na 5%.
1.4. Moduli: Stroški celic predstavljajo glavni del, moč modulov pa je odvisna od celic
Proizvodni koraki fotonapetostnih modulov vključujejo medsebojno povezovanje celic in laminacijo, celice pa predstavljajo glavni del skupnih stroškov modula. Ker sta tok in napetost posamezne celice zelo majhna, je treba celice medsebojno povezati prek vodila. Tu so zaporedno povezani, da povečajo napetost in nato vzporedno priključijo vzporedno, da dobijo visok tok, nato pa so fotovoltaični steklo, EVA ali POE, baterijsko ploščo, EVA ali POE, zadnji list zaprti in toplotno stisnjeni v določenem vrstnem redu in na koncu zaščiteni z aluminijevim okvirjem in silikonskim tesnjenjem. Z vidika sestave komponent proizvodnje stroškov materiala predstavljajo 75%, kar zaseda glavni položaj, čemur sledijo stroški proizvodnje, stroški zmogljivosti in stroški dela. Stroški materiala vodijo stroški celic. Glede na objave številnih podjetij celice predstavljajo približno 2/3 skupnih stroškov fotonapetosnih modulov.
Fotovoltaični moduli so običajno razdeljeni glede na vrsto, velikost in količino celice. Obstajajo razlike v moči različnih modulov, vendar so vse v fazi naraščanja. Moč je ključni indikator fotonapetostnih modulov, ki predstavlja sposobnost modula za pretvorbo sončne energije v elektriko. Iz statistike moči različnih vrst fotovoltaičnih modulov je razvidno, da je moč, ko sta velikost in število celic v modulu enaka, moč modula N-tipa enojna kristal> P-tipa en sam kristal> polikristalni; Večja kot je velikost in količina, večja je moč modula; Za enotne kristalne module TopCon in module heterojunkcije iste specifikacije je moč slednjih večja od moči prvega. Glede na napoved CPIA se bo moč modula v naslednjih nekaj letih povečala za 5-10 W na leto. Poleg tega bo embalaža modulov prinesla določeno izgubo energije, v glavnem vključno z optično izgubo in električno izgubo. Prve povzročajo prepustnost in optična neskladje embalažnih materialov, kot sta fotovoltaično steklo in EVA, slednja pa se nanaša predvsem na uporabo sončnih celic v seriji. Izguba vezja, ki jo povzroči odpornost varilnega traku in vodila, ter trenutna izguba neusklajenosti, ki jo povzroči vzporedna povezava celic, skupna izguba energije obeh predstavlja približno 8%.
1.5. Fotovoltaična nameščena zmogljivost: Politike različnih držav se očitno vodijo in v prihodnosti je ogromno prostora za nove nameščene zmogljivosti
Svet je v bistvu dosegel soglasje o neto ničelnih emisijah v okviru cilja varstva okolja, zato se je postopoma pojavljala ekonomičnost nameščenih fotovoltaičnih projektov. Države aktivno raziskujejo razvoj proizvodnje energije obnovljivih virov energije. V zadnjih letih so se države po vsem svetu zavezale za zmanjšanje emisij ogljika. Večina glavnih oddajnikov toplogrednih plinov je oblikovala ustrezne cilje obnovljivih virov energije, vgrajena zmogljivost obnovljivih virov energije pa je ogromna. Na podlagi 1,5 ℃ Cilj za nadzor temperature Irena napoveduje, da bo globalna nameščena zmogljivost obnovljivih virov energije leta 2030 dosegla 10,8TW. Poleg tega so po podatkih Woodmac ravni stroškov električne energije (LCOE) proizvodnje sončne energije na Kitajskem, v Indiji, ZDA in drugih državah že nižji od najcenejših fosilnih energije in bo v prihodnosti še bolj upadala. Aktivna promocija politik v različnih državah in ekonomičnost fotonapetostne proizvodnje električne energije sta v zadnjih letih stalno povečevala kumulativno zmogljivost fotovoltaik na svetu in na Kitajskem. Od leta 2012 do 2021 se bo kumulativna instalirana zmogljivost fotovoltaik na svetu povečala z 104,3 GW na 849,5 GW, kumulativna instalirana zmogljivost fotovoltajcev na Kitajskem pa se bo povečala s 6,7 GW na 307 GW, kar je več kot 44 -krat več. Poleg tega na novo nameščena kitajska fotonapetostna zmogljivost predstavlja več kot 20% celotne namestitvene zmogljivosti na svetu. Leta 2021 je na novo nameščena fotonapetostna zmogljivost na Kitajskem 53 GW, kar predstavlja približno 40% novo nameščene zmogljivosti na svetu. To je predvsem posledica obilne in enakomerne porazdelitve lahkih virov energije na Kitajskem, dobro razvitega navzgor in navzdol ter močne podpore nacionalnih politik. V tem obdobju je Kitajska igrala ogromno vlogo pri proizvodnji fotovoltaične energije, kumulativna instalirana zmogljivost pa je predstavljala manj kot 6,5%. skočil na 36,14%.
Na podlagi zgornje analize je CPIA podala napoved za novo povečane fotonapetostne instalacije od leta 2022 do 2030 po vsem svetu. Ocenjuje se, da bo tako v optimističnih kot tudi konzervativnih pogojih globalna na novo nameščena zmogljivost leta 2030 366 oziroma 315GW, na novo nameščena zmogljivost Kitajske pa 128., 105GW. Spodaj bomo napovedali povpraševanje po Polysiliconu na podlagi obsega na novo nameščenih zmogljivosti vsako leto.
1.6. Napoved povpraševanja Polysilicon za fotonapetostne aplikacije
Od leta 2022 do 2030, ki temelji na napovedi CPIA za globalne na novo povečane PV instalacije v okviru optimističnih in konzervativnih scenarijev, je mogoče predvideti povpraševanje po polisilijinih aplikacijah za PV. Celice so ključni korak za uresničitev fotoelektrične pretvorbe, silicijeve rezine pa so osnovne surovine celic in neposredni navzdol od Polysilicona, zato je pomemben del napovedovanja povpraševanja Polysilicon. Obteženo število kosov na kilogram silicijevih palic in ingotov je mogoče izračunati iz števila kosov na kilogram in tržnega deleža silicijevih palic in ingotov. Potem je glede na moč in tržni delež silicijevih rezin različnih velikosti mogoče pridobiti tehtano moč silicijevih rezin, nato pa lahko zahtevano število silicijevih rezin ocenimo glede na novo nameščeno fotonapetostno zmogljivost. Nato lahko teža potrebnih silicijevih palic in ingotov dobimo v skladu s kvantitativnim razmerjem med številom silicijevih rezin in tehtanim številom silicijevih palic in silicijevih ingotov na kilogram. Nadaljnje v kombinaciji s ponderirano porabo silicijevih palic/silicijevih ingotov je mogoče končno dobiti povpraševanje po Polysiliconu za novo nameščeno fotovoltaično zmogljivost. Glede na napovedne rezultate bo globalno povpraševanje po Polysiliconu za nove fotonapetostne instalacije v zadnjih petih letih še naprej naraščalo, doseglo se bo leta 2027, nato pa se bo v naslednjih treh letih nekoliko zmanjšalo. Ocenjuje se, da bo v optimističnih in konzervativnih pogojih leta 2025 globalno letno povpraševanje po polisilijinih za fotonapetostne instalacije 1,108.900 ton oziroma 907.800 ton, globalno povpraševanje po polisilikonu za fotovoltaične aplikacije pa bo bilo v letu 2030 1,042,100 ton. , 896.900 ton. Po Kitajskemdelež globalne fotovoltaične instalirane zmogljivosti,Kitajska povpraševanje po Polysiliconu za fotovoltaično uporabo leta 2025Pričakuje se, da bo v optimističnih in konzervativnih pogojih 369.600 ton oziroma 302.600 ton ter 739.300 ton oziroma 605.200 ton v tujini.
2, Polprevodniško končno povpraševanje: lestvica je veliko manjša od povpraševanja na fotovoltaičnem področju, prihodnjo rast pa lahko pričakujemo
Poleg izdelave fotonapetostnih celic se lahko Polysilicon uporablja tudi kot surovine za izdelavo čipov in se uporablja v polprevodniškem polju, ki ga je mogoče razdeliti na avtomobilsko proizvodnjo, industrijsko elektroniko, elektronske komunikacije, domače aparate in druga polja. Postopek od polisilikona do čipa je v glavnem razdeljen na tri korake. Najprej se polisilikon vleče v monokristalne silicijeve ingote in nato razreže na tanke silicijeve rezine. Silicijeve rezine se proizvajajo z vrsto brusilnih, ostrižnih in polirnih operacij. , ki je osnovna surovina v tovarni polprevodnikov. Nazadnje je silicijeva rezina razrezana in lasersko vgravirana v različne strukture vezja, da se izdelajo čip izdelke z določenimi značilnostmi. Običajne silicijeve rezine vključujejo predvsem polirane rezine, epitaksialne rezine in SOI rezine. Polirane rezine je material za proizvodnjo čipov z visoko ploščnostjo, pridobljeno s poliranjem silicijeve rezine, da odstrani poškodovano plast na površini, ki jo je mogoče neposredno uporabiti za izdelavo čipov, epitaksialnih rezin in SOI silicijevih rezin. Epitaksialne rezine dobimo z epitaksialno rastjo poliranih rezin, medtem ko so silicijeve rezine SOI izdelane z vezanjem ali ionsko implantacijo na poliranih podlagah rezin, postopek priprave pa je razmeroma težaven.
S povpraševanjem po Polysiliconu na polprevodniški strani leta 2021, v kombinaciji z napovedjo stopnje rasti rasti polprevodniške industrije v naslednjih nekaj letih, je mogoče povpraševanje po Polysiliconu na polprevodniškem polju od leta 2022 do 2025 približno ocenjeno. Leta 2021 bo globalna proizvodnja polisilikona elektronske stopnje predstavljala približno 6% celotne proizvodnje polisilicona, sončni razred Polysilicon in Granular Silicij pa bo predstavljalo približno 94%. Večina polisilikona elektronskega razreda se uporablja v polprevodniškem polju, drugi polisilikon pa se v osnovi uporablja v fotovoltaični industriji. . Zato je mogoče domnevati, da je količina polisilikona, ki se uporablja v polprevodniški industriji leta 2021, približno 37.000 ton. Poleg tega se bo glede na prihodnjo stopnjo rasti v industriji polprevodnikov, ki jo napovedujejo FortuneBusiness Insights, povpraševanje po Polysiliconu za uporabo polprevodnika od leta 2022 do 2025 povečalo letno stopnjo 8,6%. Ocenjulo se bo, da bo leta 2025 povpraševanje po Polisilikonu na polju Semilicon na polju Semilicon. (Vir poročila: Future Thing Tank)
3, Uvoz in izvoz Polysilicon: Uvoz daleč presega izvoz, pri čemer sta Nemčija in Malezija predstavljala večji delež
Leta 2021 bo približno 18,63% kitajskega povpraševanja po polisilicinu prišlo iz uvoza, obseg uvoza pa daleč presega lestvico izvoza. Od leta 2017 do leta 2021 v vzorcu uvoza in izvoza Polysilicon prevladuje uvoz, kar je lahko posledica močnega povpraševanja po fotovoltaični industriji, ki se je v zadnjih letih hitro razvijalo, njegovo povpraševanje po Polysiliconu pa predstavlja več kot 94% celotnega povpraševanja; Poleg tega podjetje še ni obvladalo proizvodne tehnologije elektronskega elektronskega polisilikona, zato se mora nekaj polisilijona, ki ga zahteva integrirana industrija vezja, še vedno zanašati na uvoz. According to the data of the Silicon Industry Branch, the import volume continued to decline in 2019 and 2020. The fundamental reason for the decline in polysilicon imports in 2019 was the substantial increase in production capacity, which rose from 388,000 tons in 2018 to 452,000 tons in 2019. At the same time, OCI, REC, HANWHA Some overseas companies, such as some overseas companies, have withdrawn from the polysilicon industry due to izgube, zato je uvozna odvisnost polisilicona veliko nižja; Čeprav se proizvodna zmogljivost leta 2020 ni povečala, je vpliv epidemije privedel do zamud pri gradnji fotonapetostnih projektov, število polizilikonskih naročil pa se je v istem obdobju zmanjšalo. Leta 2021 se bo kitajski fotovoltaični trg hitro razvijal, navidezna poraba Polysilicona pa bo dosegla 613.000 ton, kar bo vodilo uvozno količino do odmika. V zadnjih petih letih je bil kitajski neto obseg uvoza Polysilicon med 90.000 in 140.000 ton, od tega približno 103.800 ton v letu 2021. Pričakuje se, da bo kitajski neto obseg uvoza Polysilicon ostal približno 100.000 ton na leto od leta 2022 do 2025.
Kitajski uvoz Polysilicon prihaja predvsem iz Nemčije, Malezije, Japonske in Tajvana na Kitajskem, skupni uvoz iz teh štirih držav pa bo leta 2021 predstavljal 90,51%. Približno 45% Kitajskega uvoza Polysilicon prihaja iz Nemčije, 26% iz Malezije, 13,5% od Japonske in 6% iz Tajvana. Nemčija je lastnica svetovnega polisiliconskega velikana, ki je največji vir čezmorskega Polysilicona, ki predstavlja 12,7% celotne globalne proizvodne zmogljivosti leta 2021; Malezija ima veliko število proizvodnih linij Polysilicon iz Južnokorejske družbe OCI, ki izvira iz prvotne proizvodne linije v Maleziji Tokuyama, japonske družbe, ki ga je pridobil OCI. Obstajajo tovarne in nekatere tovarne, ki jih je OCI preselil iz Južne Koreje v Malezijo. Razlog za selitev je v tem, da Malezija zagotavlja brezplačen tovarniški prostor, stroški električne energije pa je ena tretjina nižji od stroškov Južne Koreje; Japonska in Tajvan, Kitajska ima tokuyama, Get in druga podjetja, ki zasedajo velik delež proizvodnje Polysilicon. mesto. Leta 2021 bo izhod Polysilicon 492.000 ton, ki jih bo novo nameščena fotonapetostna zmogljivost in povpraševanje po proizvodnji čipov 206.400 ton oziroma 1.500 ton, preostalih 284.100 ton pa se bo uporabljalo predvsem za obdelavo na nižji stopnji in izvožene nadstropje. V nižjih povezavah polisilikona se izvozijo v glavnem izvožene silicijeve rezine, celice in module, med katerimi je še posebej izrazit izvoz modulov. Leta 2021 je bilo 4,64 milijarde silicijevih rezin in 3,2 milijarde fotonapetostnih celicizvoženoIz Kitajske s skupnim izvozom 22,6 gW oziroma 10,3 gw, izvoz fotonapetostnih modulov pa je 98,5 gw, z zelo malo uvoza. Glede na sestavo izvozne vrednosti bo izvoz modulov leta 2021 dosegel 24,61 milijarde ameriških dolarjev, kar predstavlja 86%, sledijo si silicijeve rezine in baterije. Leta 2021 bo svetovni izhod silicijevih rezin, fotonapetostnih celic in fotovoltaičnih modulov dosegel 97,3%, 85,1%in 82,3%. Pričakuje se, da se bo globalna fotovoltaična industrija še naprej osredotočala na Kitajskem v naslednjih treh letih, obseg proizvodnje in izvoza vsake povezave pa bo znaten. Zato se ocenjuje, da se bo od leta 2022 do 2025 količina polisilicona, ki se uporablja za obdelavo in proizvodnjo izdelkov na nižji stopnji in izvoženo v tujino, postopoma povečala. Ocenjujejo ga z odštevanjem čezmorske proizvodnje od povpraševanja v tujini Polysilicon. Leta 2025 bo Polysilicon, proizveden s predelavo v nižje izdelke
4, Povzetek in obeti
Globalno povpraševanje po polisiliji je koncentrirano predvsem na fotonapetostnem polju, povpraševanje na polprevodniškem polju pa ni vrstni red. Povpraševanje po Polysiliconu poganjajo fotonapetostne instalacije in se postopoma prenašajo v Polysilicon s povezavo fotovoltaičnih modulov-celic-vilerjev, kar ustvarja povpraševanje po njem. V prihodnosti je povpraševanje po polisilijini s širitvijo globalne fotovoltaične zmogljivosti na splošno optimistično. Kitajska in v tujini bodo na novo povečane PV instalacije, ki povzročajo povpraševanje po Polysiliconu leta 2025, znašale 36,96 GW oziroma 73,93 GW, povpraševanje v konzervativnih pogojih pa bo doseglo tudi 30,24 GW oziroma 60,49 GW. Leta 2021 bosta globalna ponudba in povpraševanje po polisilikonu tesna, kar bo povzročilo visoke globalne cene polisilikona. Ta položaj se lahko nadaljuje do leta 2022 in se postopoma obrne na stopnjo ohlapne ponudbe po letu 2023. V drugi polovici leta 2020 se je vpliv epidemije začel oslabiti, širitev proizvodnje na nižji stopnji pa je povpraševanje po Polysiliconu spodbudila, nekatera vodilna podjetja pa so načrtovala razširitev proizvodnje. Vendar pa je razširitveni cikel več kot ene in pol povzročil sprostitev proizvodne zmogljivosti ob koncu leta 2021 in 2022, kar je povzročilo 4,24 -odstotno povečanje leta 2021. Prihaja do 10.000 ton, zato so se cene močno zvišale. Predvideva se, da bo leta 2022 pod optimističnimi in konzervativnimi pogoji fotovoltaične instalirane zmogljivosti doseg in povpraševanje -156.500 ton oziroma 2400 ton, celotna ponudba pa bo še vedno v stanju razmeroma kratke ponudbe. Leta 2023 in pozneje bodo novi projekti, ki so se začeli graditi konec leta 2021 in v začetku leta 2022, začeli s proizvodnjo in dosegli povečanje proizvodne zmogljivosti. Ponudba in povpraševanje se bosta postopoma sprostila, cene pa so lahko pod pritiskom navzdol. Pri spremljanju je treba pozornost nameniti vplivu rusko-ukrajinske vojne na globalni energijski vzorec, ki lahko spremeni globalni načrt za novo nameščeno fotonapetostno zmogljivost, ki bo vplivala na povpraševanje po polisilikonu.
(Ta članek je samo za referenco kupcev UrbanMines in ne predstavlja nobenih naložbenih nasvetov）