1, Фотонапонска крајња потражња: Потражња за фотонапонским инсталираним капацитетом је јака, а потражња за полисилицијумом је обрнута на основу прогнозе инсталираног капацитета
1.1. Потрошња полисилицијума: глобалнообим потрошње стално расте, углавном за фотонапонску производњу енергије
Последњих десет година, глобалнополисилицијумпотрошња је наставила да расте, а удео Кине је наставио да се шири, предвођен фотонапонском индустријом. Од 2012. до 2021. глобална потрошња полисилицијума је генерално показала узлазни тренд, попевши се са 237.000 тона на око 653.000 тона. Године 2018. уведена је кинеска нова политика 531 фотонапонских уређаја, која је јасно смањила стопу субвенција за производњу фотонапонске енергије. Новоинсталирани фотонапонски капацитет је пао за 18% на годишњем нивоу, а потражња за полисилицијумом је погођена. Од 2019. године, држава је увела низ политика за промовисање паритета фотонапонске мреже. Са брзим развојем фотонапонске индустрије, потражња за полисилицијумом је такође ушла у период брзог раста. Током овог периода, удео кинеске потрошње полисилицијума у укупној глобалној потрошњи наставио је да расте, са 61,5% у 2012. на 93,9% у 2021. години, углавном због кинеске фотонапонске индустрије која се брзо развија. Из перспективе глобалног обрасца потрошње различитих типова полисилицијума у 2021. години, силицијумски материјали који се користе за фотонапонске ћелије чиниће најмање 94%, од чега соларни полисилицијум и грануларни силицијум чине 91%, односно 3%, док 94% чини полисилицијум електронског квалитета који се може користити за чипове. Однос је 6%, што показује да тренутном потражњом за полисилицијумом доминира фотонапон. Очекује се да ће са загревањем политике двоструког угљеника потражња за фотонапонским инсталираним капацитетом постати јача, а потрошња и удео полисилицијума соларног квалитета ће наставити да расте.
1.2. Силицијумска плочица: монокристална силицијумска плочица заузима главни ток, а континуирана Цзоцхралски технологија се брзо развија
Директна низводна веза полисилицијума су силицијумске плочице, а Кина тренутно доминира на глобалном тржишту силицијумских плочица. Од 2012. до 2021., глобални и кинески производни капацитет и производња силицијумских плочица наставили су да расту, а фотонапонска индустрија је наставила да расте. Силицијумске плочице служе као мост који повезује силицијумске материјале и батерије, а нема оптерећења за производне капацитете, тако да и даље привлачи велики број компанија да уђу у индустрију. 2021. године, кинески произвођачи силицијумских плочица значајно су се проширилипроизводњекапацитета до 213,5 ГВ, што је довело до повећања глобалне производње силицијумских плочица на 215,4 ГВ. Према постојећим и новоповећаним производним капацитетима у Кини, очекује се да ће годишња стопа раста одржати 15-25% у наредних неколико година, а кинеска производња вафла и даље ће задржати апсолутну доминантну позицију у свету.
Поликристални силицијум се може направити у поликристалне силицијумске инготе или монокристалне силицијумске шипке. Процес производње поликристалних силицијумских ингота углавном укључује методу ливења и методу директног топљења. Тренутно је други тип главни метод, а стопа губитка се у основи одржава на око 5%. Метода ливења је углавном да се прво растопи силицијумски материјал у лончићу, а затим га баци у други претходно загрејани лончић ради хлађења. Контролом брзине хлађења, поликристални силицијум се излива технологијом усмереног очвршћавања. Процес врућег топљења код методе директног топљења је исти као код методе ливења, у којој се полисилицијум прво директно топи у лончићу, али се корак хлађења разликује од методе ливења. Иако су ове две методе веома сличне по природи, методу директног топљења потребан је само један лончић, а произведени полисилицијумски производ је доброг квалитета, што погодује расту поликристалних силицијумских ингота са бољом оријентацијом, а процес раста је лак за аутоматизовати, што може учинити унутрашњу позицију кристала Смањење грешке. Тренутно, водећа предузећа у индустрији материјала за соларну енергију углавном користе метод директног топљења за прављење поликристалних силицијумских ингота, а садржај угљеника и кисеоника је релативно низак, који се контролише испод 10ппма и 16ппма. У будућности ће у производњи поликристалних силицијумских ингота и даље доминирати метода директног топљења, а стопа губитка ће остати око 5% у року од пет година.
Производња монокристалних силицијумских шипки се углавном заснива на методи Чохралског, допуњеној методом топљења зоне вертикалне суспензије, а производи које производе ова два имају различите намене. Метод Чохралског користи отпорност графита да загреје поликристални силицијум у кварцном лончићу високе чистоће у топлотном систему са равном цеви да би се растопио, а затим убаците кристал за семе у површину растопа ради фузије и ротирајте кристал за семе док инвертујете лончић. , семенски кристал се полако подиже нагоре, а монокристални силицијум се добија процесима засијавања, појачања, окретања рамена, раста једнаког пречника и завршне обраде. Метода топљења вертикалне плутајуће зоне се односи на фиксирање стубастог поликристалног материјала високе чистоће у комори пећи, полако померајући метални калем дуж правца поликристалне дужине и пролазећи кроз стубни поликристал, и пропуштајући струју радио фреквенције велике снаге у металу. намотај да би се направио Део унутрашњости завојнице поликристалног стуба се топи, а након што се калем помери, растопина се рекристалише да би се формирао појединачни кристал. Због различитих производних процеса постоје разлике у производној опреми, трошковима производње и квалитету производа. Тренутно производи добијени методом зонског топљења имају високу чистоћу и могу се користити за производњу полупроводничких уређаја, док метода Чохралског може да испуни услове за производњу монокристалног силицијума за фотонапонске ћелије и има нижу цену, па је мејнстрим метод. У 2021. години тржишни удео методе правог повлачења износи око 85%, а очекује се да ће се благо повећати у наредних неколико година. Предвиђа се да ће тржишни удео у 2025. и 2030. бити 87%, односно 90%. Што се тиче округлог топљења монокристалног силицијума, индустријска концентрација монокристалног силицијума за централно топљење је релативно висока у свету. аквизиција), ТОПСИЛ (Данска) . У будућности, излазна скала растопљеног монокристалног силицијума неће се значајно повећати. Разлог је тај што су кинеске сродне технологије релативно заостале у поређењу са Јапаном и Немачком, посебно капацитет опреме за високофреквентно грејање и услови процеса кристализације. Технологија фузионисаног силицијум монокристала у области великог пречника захтева од кинеских предузећа да наставе сама да истражују.
Метод Чохралског се може поделити на технологију континуираног извлачења кристала (ЦЦЗ) и технологију поновљеног извлачења кристала (РЦЗ). Тренутно је главни метод у индустрији РЦЗ, који је у фази транзиције са РЦЗ на ЦЦЗ. Кораци извлачења и довода монокристала РЗЦ-а су независни један од другог. Пре сваког извлачења, монокристални ингот се мора охладити и уклонити у комори капије, док ЦЦЗ може да реализује пуњење и топљење током извлачења. РЦЗ је релативно зрео и има мало простора за технолошка побољшања у будућности; док ЦЦЗ има предности смањења трошкова и побољшања ефикасности и налази се у фази брзог развоја. Што се тиче трошкова, у поређењу са РЦЗ, којем је потребно око 8 сати пре него што се извуче један штап, ЦЦЗ може у великој мери побољшати ефикасност производње, смањити трошкове лонца и потрошњу енергије елиминисањем овог корака. Укупна производња у једној пећи је за више од 20% већа од оне у РЦЗ-у. Трошкови производње су више од 10% нижи од РЦЗ. У погледу ефикасности, ЦЦЗ може завршити цртање 8-10 монокристалних силицијумских шипки у животном циклусу лонца (250 сати), док РЦЗ може завршити само око 4, а ефикасност производње може се повећати за 100-150% . У погледу квалитета, ЦЦЗ има уједначенији отпор, мањи садржај кисеоника и спорије накупљање металних нечистоћа, па је погоднији за припрему монокристалних силицијумских плочица н-типа, које су такође у периоду наглог развоја. Тренутно су неке кинеске компаније објавиле да имају ЦЦЗ технологију, а рута монокристалних силицијумских плочица типа гранулисаног силицијум-ЦЦЗ-н је у основи јасна и чак су почеле да користе 100% грануларне силицијумске материјале. . У будућности, ЦЦЗ ће у основи заменити РЦЗ, али ће за то бити потребан одређени процес.
Процес производње монокристалних силицијумских вафла подељен је у четири корака: извлачење, резање, резање, чишћење и сортирање. Појава методе резања дијамантском жицом увелико је смањила стопу губитка при резању. Процес извлачења кристала је горе описан. Процес сечења укључује операције сечења, квадрирања и искошења. Резање је употреба машине за резање за резање стубастог силицијума у силиконске плочице. Чишћење и сортирање су завршни кораци у производњи силицијумских плочица. Метода резања дијамантске жице има очигледне предности у односу на традиционалну методу резања малтерске жице, што се углавном огледа у краткој потрошњи времена и малим губицима. Брзина дијамантске жице је пет пута већа од традиционалног сечења. На пример, за једноструко сечење, традиционално сечење жицама од малтера траје око 10 сати, а сечење дијамантске жице траје само око 2 сата. Губитак сечења дијамантском жицом је такође релативно мали, а слој оштећења изазван резањем дијамантске жице је мањи од оног код сечења жица од малтера, што погодује резању тањих силицијумских плочица. Последњих година, како би се смањили губици резања и трошкови производње, компаније су се окренуле методама резања дијамантске жице, а пречник сабирница дијамантске жице је све мањи и мањи. У 2021. години, пречник сабирнице од дијамантске жице биће 43-56 μм, а пречник сабирнице од дијамантске жице која се користи за монокристалне силицијумске плочице ће се значајно смањити и наставити да опада. Процењује се да ће 2025. и 2030. године пречници сабирница од дијамантске жице које се користе за сечење монокристалних силицијумских плочица бити 36 μм и 33 μм, респективно, а пречници сабирница од дијамантске жице које се користе за сечење поликристалних силицијумских плочица биће 51 μм и 51 μм, респективно. То је зато што постоје многи дефекти и нечистоће у поликристалним силицијумским плочицама, а танке жице су склоне ломљењу. Због тога је пречник сабирнице од дијамантске жице која се користи за сечење поликристалних силицијумских плочица већи од пречника плочица од монокристалног силицијума, а како се тржишни удео поликристалних силицијумских плочица постепено смањује, користи се за поликристални силицијум Смањење пречника дијаманта жичане сабирнице исечене кришкама је успорило.
Тренутно се силицијумске плочице углавном деле на два типа: поликристалне силицијумске плочице и монокристалне силицијумске плочице. Монокристалне силиконске плочице имају предности дугог века трајања и високе ефикасности фотоелектричне конверзије. Поликристалне силицијумске плочице се састоје од кристалних зрна са различитим оријентацијама кристалне равни, док су монокристалне силицијумске плочице направљене од поликристалног силицијума као сировина и имају исту оријентацију кристалне равни. По изгледу, поликристалне силиконске плочице и монокристалне силиконске плочице су плаво-црне и црно-браон боје. Пошто су ова два исечена од поликристалних силицијумских ингота и монокристалних силицијумских шипки, респективно, облици су квадратни и квазиквадратни. Век трајања поликристалних и монокристалних силицијумских плочица је око 20 година. Ако су начин паковања и окружење погодни, животни век може достићи више од 25 година. Уопштено говорећи, животни век плочица од монокристалног силикона је нешто дужи него код поликристалних силицијумских плочица. Поред тога, монокристалне силицијумске плочице су такође нешто боље у ефикасности фотоелектричне конверзије, а њихова густина дислокација и металне нечистоће су много мање од оних код поликристалних силицијумских плочица. Комбиновани ефекат различитих фактора чини животни век мањинског носача монокристала десетинама пута дужим него код поликристалних силицијумских плочица. Тиме се показује предност ефикасности конверзије. У 2021. години највећа ефикасност конверзије поликристалних силицијумских плочица биће око 21%, а монокристалних силицијумских плочица до 24,2%.
Поред дугог века трајања и високе ефикасности конверзије, монокристалне силицијумске плочице такође имају предност у стањивању, што доприноси смањењу потрошње силицијума и трошкова силицијумске плочице, али обратите пажњу на повећање стопе фрагментације. Стањивање силицијумских плочица помаже у смањењу трошкова производње, а тренутни процес резања може у потпуности да задовољи потребе за стањивањем, али дебљина силицијумских плочица такође мора да задовољи потребе производње ћелија и компоненти. Генерално, дебљина силицијумских плочица се последњих година смањује, а дебљина поликристалних силицијумских плочица је знатно већа од дебљине монокристалних силицијумских плочица. Монокристалне силиконске плочице се даље деле на силиконске плочице н-типа и силиконске плочице п-типа, док силиконске плочице н-типа углавном укључују употребу ТОПЦон батерије и ХЈТ батерије. У 2021. просечна дебљина поликристалних силицијумских плочица је 178 μм, а недостатак потражње у будућности ће их натерати да наставе да се стањују. Стога се предвиђа да ће се дебљина благо смањити од 2022. до 2024. године, а да ће дебљина остати на око 170 μм након 2025. године; просечна дебљина монокристалних силицијумских плочица п-типа је око 170 μм, а очекује се да ће пасти на 155 μм и 140 μм 2025. и 2030. године. Међу н-типом монокристалних силицијумских плочица, дебљина силицијумских плочица се користи за ХЈТ ћелије око 150μм, а просечна дебљина силицијумских плочица н-типа које се користе за ТОПЦон ћелије је 165μм. 135μм.
Поред тога, производња поликристалних силицијумских плочица троши више силицијума од монокристалних силицијумских плочица, али су производни кораци релативно једноставни, што доноси предности у погледу трошкова поликристалних силицијумских плочица. Поликристални силицијум, као уобичајена сировина за поликристалне силицијумске плочице и монокристалне силицијумске плочице, има различиту потрошњу у производњи ове две, што је због разлика у чистоћи и производним корацима ове две. У 2021. потрошња силицијума поликристалних ингота је 1,10 кг/кг. Очекује се да ће ограничено улагање у истраживање и развој довести до малих промена у будућности. Потрошња силицијума вучне шипке је 1,066 кг/кг и постоји одређени простор за оптимизацију. Очекује се да ће износити 1,05 кг/кг и 1,043 кг/кг 2025. и 2030. године. У процесу повлачења монокристала, смањење потрошње силицијума шипке за вучу може се постићи смањењем губитка при чишћењу и дробљењу, строгом контролом производног окружења, смањењем удела прајмера, побољшањем контроле прецизности и оптимизацијом класификације. и технологију обраде деградираних силицијумских материјала. Иако је потрошња силицијума поликристалних силицијумских плочица висока, цена производње поликристалних силицијумских плочица је релативно висока јер се поликристални силицијум добијају ливењем ингота врућим топљењем, док се инготи монокристалног силицијума обично производе спорим растом у монокристалу Цзоцхралски. који троши релативно велику снагу. Ниско. У 2021, просечна цена производње монокристалних силицијумских плочица биће око 0,673 јуана/В, а поликристалних силицијумских плочица ће бити 0,66 јуана/В.
Како се дебљина силицијумске плочице смањује и пречник сабирнице дијамантске жице смањује, излаз силицијумских шипки/ингота једнаког пречника по килограму ће се повећати, а број монокристалних силицијумских шипки исте тежине ће бити већи од тога ингота поликристалног силицијума. Што се тиче снаге, снага коју користи свака силицијумска плочица варира у зависности од типа и величине. У 2021., производња монокристалних квадратних шипки п-типа величине 166 мм је око 64 комада по килограму, а производња поликристалних квадратних ингота је око 59 комада. Међу монокристалним силицијумским плочицама п-типа, излаз монокристалних квадратних шипки величине 158,75 мм је око 70 комада по килограму, излаз монокристалних квадратних шипки п-типа величине 182 мм је око 53 комада по килограму, а излаз п -Монокристалне шипке величине 210 мм по килограму су око 53 комада. Излаз квадратне шипке је око 40 комада. Од 2022. до 2030. године, континуирано стањивање силицијумских плочица несумњиво ће довести до повећања броја силицијумских шипки/ингота исте запремине. Мањи пречник сабирнице дијамантске жице и средња величина честица такође ће помоћи у смањењу губитака при сечењу, чиме се повећава број произведених плочица. количина. Процењује се да је у 2025. и 2030. години производња монокристалних квадратних шипки п-типа величине 166 мм око 71 и 78 комада по килограму, а производња поликристалних квадратних ингота око 62 и 62 комада, што је због ниског тржишта. удео поликристалних силицијумских плочица Тешко је изазвати значајан технолошки напредак. Постоје разлике у снази различитих типова и величина силицијумских плочица. Према подацима из саопштења, просечна снага силиконских плочица од 158,75 мм је око 5,8В/комад, просечна снага силиконских плочица величине 166мм је око 6,25В/комад, а просечна снага силиконских плочица од 182мм је око 6,25В/комад. . Просечна снага силиконске плочице величине је око 7,49 В по комаду, а просечна снага силиконске плочице величине 210 мм је око 10 В по комаду.
Последњих година, силицијумске плочице су се постепено развијале у правцу велике величине, а велика величина погодује повећању снаге једног чипа, чиме се разводњавају несилицијумски трошкови ћелија. Међутим, прилагођавање величине силицијумских плочица такође треба да узме у обзир питања упаривања и стандардизације узводно и низводно, посебно оптерећења и велике струје. Тренутно постоје два кампа на тржишту у погледу будућег правца развоја силиконских плочица величине 182 мм и величине 210 мм. Предлог 182мм је углавном из перспективе вертикалне интеграције индустрије, заснован на разматрању инсталације и транспорта фотонапонских ћелија, снаге и ефикасности модула и синергије између узводног и низводног; док је 210мм углавном из перспективе трошкова производње и трошкова система. Излаз силиконских плочица од 210 мм повећан је за више од 15% у процесу извлачења шипки у једној пећи, трошкови производње батерија низводно су смањени за око 0,02 јуана/В, а укупни трошкови изградње електране смањени су за око 0,1 јуана/ В. У наредних неколико година, очекује се да ће силиконске плочице величине испод 166 мм постепено бити елиминисане; проблеми узводног и низводног усклађивања силиконских плочица од 210 мм ће се постепено ефикасно решавати, а трошкови ће постати важнији фактор који утиче на инвестиције и производњу предузећа. Због тога ће се повећати тржишни удео силиконских плочица од 210 мм. Стални пораст; Силиконска плочица од 182 мм ће постати главна величина на тржишту захваљујући својим предностима у вертикално интегрисаној производњи, али са револуционарним развојем технологије примене силицијумске плочице од 210 мм, 182 мм ће јој уступити место. Поред тога, тешко је да се силицијумске плочице већих димензија нађу у широкој употреби на тржишту у наредних неколико година, јер ће се цена рада и ризик уградње великих силиконских плочица знатно повећати, што је тешко надокнадити уштеде у трошковима производње и системским трошковима. . У 2021. години, величине силиконских плочица на тржишту укључују 156,75 мм, 157 мм, 158,75 мм, 166 мм, 182 мм, 210 мм, итд. Међу њима, величине 158,75 мм и 166 мм чиниле су 50% укупне величине1 и56. смањен на 5%, који ће се постепено заменити у будућности; 166мм је решење највеће величине које се може надоградити за постојећу линију за производњу батерија, која ће бити највећа у последње две године. Што се тиче величине транзиције, очекује се да ће тржишни удео бити мањи од 2% 2030. године; комбинована величина од 182 мм и 210 мм ће чинити 45% у 2021. години, а тржишни удео ће се брзо повећати у будућности. Очекује се да ће укупно тржишно учешће у 2030. години премашити 98%.
Последњих година, тржишни удео монокристалног силицијума је наставио да расте, и он је заузео главну позицију на тржишту. Од 2012. до 2021. године, удео монокристалног силицијума је порастао са мање од 20% на 93,3%, што је значајно повећање. У 2018. години, силицијумске плочице на тржишту су углавном поликристалне силицијумске плочице, које чине више од 50%. Главни разлог је тај што техничке предности монокристалних силицијумских плочица не могу покрити недостатке трошкова. Од 2019. године, пошто је ефикасност фотоелектричне конверзије монокристалних силицијумских плочица значајно премашила ону поликристалних силицијумских плочица, а производни трошкови монокристалних силицијумских плочица су наставили да опадају са технолошким напретком, тржишни удео монокристалних силицијумских плочица је наставио да расте. главни ток на тржишту. производ. Очекује се да ће удео монокристалних силицијумских плочица достићи око 96% у 2025. години, а тржишни удео монокристалних силицијумских плочица до 97,7% у 2030. (Извор извештаја: Футуре Тхинк Танк)
1.3. Батерије: ПЕРЦ батерије доминирају тржиштем, а развој батерија типа н подстиче квалитет производа
Средња карика ланца фотонапонске индустрије укључује фотонапонске ћелије и модуле фотонапонских ћелија. Прерада силицијумских плочица у ћелије је најважнији корак у реализацији фотоелектричне конверзије. Потребно је око седам корака за обраду конвенционалне ћелије од силицијумске плочице. Прво, ставите силицијумску плочицу у флуороводоничну киселину како бисте на њеној површини произвели структуру од антилоп пирамиде, чиме се смањује рефлективност сунчеве светлости и повећава апсорпција светлости; други је Фосфор се дифундује на површини једне стране силицијумске плочице да би се формирао ПН спој, а његов квалитет директно утиче на ефикасност ћелије; трећи је уклањање ПН споја формираног на страни силицијумске плочице током фазе дифузије да би се спречио кратки спој ћелије; Слој филма од силицијум нитрида је пресвучен на страни где је формиран ПН спој да би се смањила рефлексија светлости и истовремено повећала ефикасност; пети је штампање металних електрода на предњој и задњој страни силицијумске плочице за прикупљање мањинских носача генерисаних фотонапонима; Коло штампано у фази штампања је синтеровано и формирано, и интегрисано је са силиконском подлогом, односно ћелијом; коначно, ћелије са различитом ефикасношћу су класификоване.
Кристалне силицијумске ћелије се обично праве од силицијумских плочица као супстрата и могу се поделити на ћелије п-типа и ћелије н-типа према типу силицијумских плочица. Међу њима, ћелије н-типа имају већу ефикасност конверзије и постепено замењују ћелије п-типа последњих година. Силицијумске плочице П типа се праве допирањем силицијума бором, а силицијумске плочице н-типа су направљене од фосфора. Због тога је концентрација елемента бора у силицијумској плочици н-типа нижа, чиме се инхибира везивање комплекса бор-кисеоник, побољшава животни век мањинског носача силицијумског материјала, а у исто време нема фото-индукованог слабљења у батерији. Поред тога, мањински носачи н-типа су рупе, мањински носачи п-типа су електрони, а попречни пресек заробљавања већине атома нечистоћа за рупе је мањи од пресека електрона. Због тога је животни век мањинског носиоца ћелије н-типа већи и стопа фотоелектричне конверзије је већа. Према лабораторијским подацима, горња граница ефикасности конверзије ћелија п-типа је 24,5%, а ефикасност конверзије ћелија н-типа је до 28,7%, па ћелије н-типа представљају правац развоја технологије будућности. Године 2021. ћелије н-типа (углавном укључујући ћелије хетероспојнице и ТОПЦон ћелије) имају релативно високе трошкове, а обим масовне производње је и даље мали. Тренутни тржишни удео је око 3%, што је у основи исто као и 2020. године.
У 2021. ће ефикасност конверзије ћелија н-типа бити значајно побољшана, а очекује се да ће у наредних пет година бити више простора за технолошки напредак. У 2021. години велика производња монокристалних ћелија п-типа користиће ПЕРЦ технологију, а просечна ефикасност конверзије ће достићи 23,1%, што је повећање од 0,3 процентна поена у поређењу са 2020. годином; ефикасност конверзије поликристалних црних силицијумских ћелија које користе ПЕРЦ технологију достићи ће 21,0% у поређењу са 2020. Годишњи пораст од 0,2 процентна поена; побољшање ефикасности конвенционалних поликристалних црних силицијумских ћелија није јако, ефикасност конверзије у 2021. години биће око 19,5%, само 0,1 процентни поен већа, а будући простор за побољшање ефикасности је ограничен; просечна ефикасност конверзије ингота монокристалних ПЕРЦ ћелија је 22,4%, што је за 0,7 процентних поена ниже од оне монокристалних ПЕРЦ ћелија; просечна ефикасност конверзије ТОПЦон ћелија н-типа достиже 24%, а просечна ефикасност конверзије хетероспојних ћелија достиже 24,2%, од којих су обе знатно побољшане у поређењу са 2020. годином, а просечна ефикасност конверзије ИБЦ ћелија достиже 24,2%. Са развојем технологије у будућности, технологије батерија као што су ТБЦ и ХБЦ такође могу наставити да напредују. У будућности, уз смањење трошкова производње и побољшање приноса, батерије н-типа биће један од главних развојних праваца технологије батерија.
Из перспективе путање технологије батерија, итеративно ажурирање технологије батерија је углавном прошло кроз БСФ, ПЕРЦ, ТОПЦон засновано на побољшању ПЕРЦ-а и ХЈТ, нову технологију која поткопава ПЕРЦ; ТОПЦон се даље може комбиновати са ИБЦ да би се формирао ТБЦ, а ХЈТ се такође може комбиновати са ИБЦ да би постао ХБЦ. Монокристалне ћелије типа П углавном користе ПЕРЦ технологију, поликристалне ћелије п типа укључују поликристалне црне силицијумске ћелије и монокристалне ћелије ингота, ово последње се односи на додавање монокристалних кристала на бази конвенционалног процеса поликристалног ингота, усмерено очвршћавање Након тога, формира се квадратни силицијумски ингот, а силицијумска плочица помешана са монокристалом и поликристалом се прави низом процеса обраде. Пошто у суштини користи пут поликристалне припреме, укључен је у категорију поликристалних ћелија п-типа. Ћелије н-типа углавном укључују ТОПЦон монокристалне ћелије, ХЈТ монокристалне ћелије и ИБЦ монокристалне ћелије. У 2021, новим линијама за масовну производњу и даље ће доминирати линије за производњу ПЕРЦ ћелија, а тржишни удео ПЕРЦ ћелија ће се даље повећати на 91,2%. Како се потражња за производима за пројекте на отвореном и домаћинству концентрисала на високоефикасне производе, тржишни удео БСФ батерија ће пасти са 8,8% на 5% у 2021.
1.4. Модули: Трошкови ћелија чине главни део, а снага модула зависи од ћелија
Кораци производње фотонапонских модула углавном укључују међусобно повезивање ћелија и ламинацију, а ћелије чине велики део укупних трошкова модула. Пошто су струја и напон једне ћелије веома мали, ћелије морају бити међусобно повезане преко сабирница. Овде су спојени у серију да би се повећао напон, а затим повезани паралелно да би се добила велика струја, а затим се фотонапонско стакло, ЕВА или ПОЕ, батерија, ЕВА или ПОЕ, задња плоча заптивају и топлотно притискају одређеним редоследом , и на крају заштићен алуминијумским рамом и силиконском заптивном ивицом. Из перспективе састава трошкова производње компоненти, трошкови материјала чине 75%, заузимајући главну позицију, а затим следе трошкови производње, трошкови перформанси и трошкови рада. Цена материјала је вођена трошковима ћелија. Према најавама многих компанија, ћелије чине око 2/3 укупне цене фотонапонских модула.
Фотонапонски модули се обично деле према типу ћелије, величини и количини. Постоје разлике у снази различитих модула, али сви су у фази успона. Снага је кључни индикатор фотонапонских модула, који представља способност модула да претвара соларну енергију у електричну. Из статистике снаге различитих типова фотонапонских модула може се видети да када су величина и број ћелија у модулу исти, снага модула је монокристал н типа > монокристал п типа > поликристалан; Што је већа величина и количина, већа је снага модула; за ТОПЦон монокристалне модуле и хетероспојне модуле исте спецификације, снага последњег је већа од снаге првог. Према прогнози ЦПИА, снага модула ће се повећати за 5-10В годишње у наредних неколико година. Поред тога, паковање модула ће донети одређени губитак снаге, углавном укључујући оптички губитак и електрични губитак. Прво је узроковано пропусношћу и оптичком неусклађеношћу материјала за паковање као што су фотонапонско стакло и ЕВА, а друго се углавном односи на употребу соларних ћелија у серији. Губитак струјног кола узрокован отпором траке за заваривање и саме сабирнице, и губитак струјне неусклађености узрокован паралелним повезивањем ћелија, укупни губитак снаге ове две чини око 8%.
1.5. Фотонапонски инсталирани капацитет: Политике различитих земаља су очигледно вођене и постоји огроман простор за нове инсталиране капацитете у будућности
Свет је у основи постигао консензус о нето нултим емисијама у оквиру циља заштите животне средине, а економија суперпонираних фотонапонских пројеката се постепено појавила. Земље активно истражују развој производње електричне енергије из обновљивих извора. Последњих година, земље широм света су се обавезале на смањење емисије угљеника. Већина највећих емитера гасова стаклене баште је формулисала одговарајуће циљеве за обновљиву енергију, а инсталирани капацитет обновљиве енергије је огроман. На основу циља контроле температуре од 1,5 ℃, ИРЕНА предвиђа да ће глобални инсталирани капацитет обновљиве енергије достићи 10,8 ТВ 2030. Поред тога, према подацима ВООДМац, ниво цене електричне енергије (ЛЦОЕ) за производњу соларне енергије у Кини, Индији, Сједињених Држава и других земаља је већ нижа од најјефтиније фосилне енергије, и даље ће опадати у будућности. Активна промоција политика у разним земљама и економија фотонапонске производње електричне енергије довели су до сталног повећања кумулативног инсталисаног капацитета фотонапонских уређаја у свету и Кини последњих година. Од 2012. до 2021. године, кумулативни инсталирани капацитет фотонапонских уређаја у свету ће се повећати са 104,3ГВ на 849,5ГВ, а кумулативни инсталирани капацитет фотонапонских уређаја у Кини ће се повећати са 6,7ГВ на 307ГВ, што је повећање од преко 44 пута. Поред тога, новоинсталирани фотонапонски капацитет Кине чини више од 20% укупног светског инсталираног капацитета. У 2021. години, новоинсталирани фотонапонски капацитет Кине износи 53 ГВ, што чини око 40% новоинсталисаног капацитета у свету. Ово је углавном због обилне и уједначене дистрибуције светлосних енергетских ресурса у Кини, добро развијених узводно и низводно и снажне подршке националних политика. Током овог периода, Кина је играла огромну улогу у производњи фотонапонске енергије, а кумулативни инсталирани капацитет је износио мање од 6,5%. скочио на 36,14%.
На основу горње анализе, ЦПИА је дала прогнозу за ново повећане фотонапонске инсталације од 2022. до 2030. широм света. Процењује се да ће под оптимистичним и конзервативним условима глобални новоинсталисани капацитет 2030. године бити 366 и 315ГВ респективно, а новоинсталисани капацитет Кине 128. , 105ГВ. У наставку ћемо прогнозирати потражњу за полисилицијумом на основу скале новоинсталисаног капацитета сваке године.
1.6. Прогноза потражње полисилицијума за фотонапонске апликације
Од 2022. до 2030. године, на основу прогнозе ЦПИА-е за глобално ново повећање фотонапонских инсталација и под оптимистичким и по конзервативним сценаријима, може се предвидети потражња за полисилицијумом за ПВ апликације. Ћелије су кључни корак за реализацију фотоелектричне конверзије, а силицијумске плочице су основна сировина ћелија и директно низводно од полисилицијума, тако да је важан део предвиђања потражње за полисилицијумом. Пондерисани број комада по килограму силицијумских шипки и ингота може се израчунати из броја комада по килограму и тржишног удела силицијумских шипки и ингота. Затим, према снази и тржишном уделу силицијумских плочица различитих величина, може се добити пондерисана снага силицијумских плочица, а затим се може проценити потребан број силицијумских плочица према новоинсталисаном фотонапонском капацитету. Затим, тежина потребних силицијумских шипки и ингота се може добити према квантитативном односу између броја силицијумских плочица и пондерисаног броја силицијумских шипки и силицијумских ингота по килограму. Даље у комбинацији са пондерисаном потрошњом силицијума силицијумских шипки/силицијумских ингота, коначно се може добити потражња за полисилицијумом за новоинсталисани фотонапонски капацитет. Према резултатима прогнозе, глобална потражња за полисилицијумом за нове фотонапонске инсталације у последњих пет година наставиће да расте, достижући врхунац у 2027. години, а затим ће благо опасти у наредне три године. Процењује се да ће под оптимистичним и конзервативним условима у 2025. години, светска годишња потражња за полисилицијумом за фотонапонске инсталације бити 1.108.900 тона и 907.800 тона респективно, а глобална потражња за полисилицијумом за фотонапонску примену у 2030. години биће 1.0042 у оптимистичним условима. . , 896.900 тона. Према кинескимудео глобалног фотонапонског инсталираног капацитета,Потражња Кине за полисилицијумом за фотонапонску употребу у 2025очекује се да ће бити 369.600 тона односно 302.600 тона под оптимистичним и конзервативним условима, односно 739.300 тона и 605.200 тона у иностранству.
2, Крајња потражња за полупроводницима: Обим је много мањи од потражње у фотонапонском пољу и може се очекивати будући раст
Поред израде фотонапонских ћелија, полисилицијум се такође може користити као сировина за израду чипова и користи се у области полупроводника, која се може поделити на производњу аутомобила, индустријску електронику, електронске комуникације, кућне апарате и друге области. Процес од полисилицијума до чипа углавном је подељен у три корака. Прво, полисилицијум се увлачи у монокристалне силицијумске инготе, а затим се исече на танке силиконске плочице. Силицијумске плочице се производе низом операција брушења, скошења и полирања. , који је основна сировина фабрике полупроводника. Коначно, силиконска плочица се сече и ласерски гравира у различите структуре кола да би се производили чипови са одређеним карактеристикама. Уобичајене силиконске плочице углавном укључују полиране плочице, епитаксијалне плочице и СОИ плочице. Полирана плочица је материјал за производњу чипова високе равности добијен полирањем силицијумске плочице како би се уклонио оштећени слој на површини, који се може директно користити за израду чипова, епитаксијалних плочица и СОИ силицијумских плочица. Епитаксијалне плочице се добијају епитаксијалним растом полираних плочица, док се СОИ силицијумске плочице производе везивањем или јонском имплантацијом на полиране подлоге плочице, а процес припреме је релативно тежак.
Кроз потражњу за полисилицијумом на страни полупроводника у 2021. години, у комбинацији са прогнозом агенције о стопи раста индустрије полупроводника у наредних неколико година, може се грубо проценити потражња за полисилицијумом у области полупроводника од 2022. до 2025. године. У 2021. глобална производња полисилицијума електронског квалитета чиниће око 6% укупне производње полисилицијума, а соларни полисилицијум и грануларни силицијум ће чинити око 94%. Већина полисилицијума електронског квалитета се користи у области полупроводника, а други полисилицијум се у основи користи у фотонапонској индустрији. . Стога се може претпоставити да је количина полисилицијума који се користи у индустрији полупроводника у 2021. години око 37.000 тона. Поред тога, према будућој стопи раста индустрије полупроводника коју предвиђа ФортунеБусинесс Инсигхтс, потражња за полисилицијумом за употребу полупроводника ће расти по годишњој стопи од 8,6% од 2022. до 2025. Процењује се да ће 2025. године потражња за полисилицијума у области полупроводника биће око 51.500 тона. (Извор извештаја: Футуре Тхинк Танк)
3, Увоз и извоз полисилицијума: увоз далеко превазилази извоз, при чему Немачка и Малезија имају већи удео
У 2021. години око 18,63% кинеске потражње за полисилицијумом долазиће из увоза, а обим увоза далеко премашује обим извоза. Од 2017. до 2021. године, обрасцем увоза и извоза полисилицијума доминира увоз, што може бити последица јаке потражње за фотонапонском индустријом која се брзо развија последњих година, а њена потражња за полисилицијумом чини више од 94% укупна потражња; Поред тога, компанија још није савладала технологију производње полисилицијума електронске класе високе чистоће, тако да неки полисилицијум који је потребан индустрији интегрисаних кола и даље треба да се ослања на увоз. Према подацима Филијале Индустрије силицијума, обим увоза је наставио да опада у 2019. и 2020. Основни разлог за пад увоза полисилицијума у 2019. био је значајно повећање производних капацитета, који је са 388.000 тона у 2018. години порастао на 452 тона. у 2019. Истовремено, ОЦИ, РЕЦ, ХАНВХА Неке прекоокеанске компаније, као што су неке прекоокеанске компаније, повукле су се из индустрије полисилицијума због губитака, па је увозна зависност полисилицијума много мања; иако производни капацитет није повећан у 2020. години, утицај епидемије је довео до кашњења у изградњи фотонапонских пројеката, а број поруџбина полисилицијума се смањио у истом периоду. У 2021. кинеско фотонапонско тржиште ће се брзо развијати, а очигледна потрошња полисилицијума достићи ће 613.000 тона, што ће подстаћи да се обим увоза опорави. У протеклих пет година, кинески нето обим увоза полисилицијума био је између 90.000 и 140.000 тона, од чега око 103.800 тона 2021. Очекује се да ће кинески нето увоз полисилицијума остати око 100.000 тона2 годишње од 2025. године.
Кинески увоз полисилицијума углавном долази из Немачке, Малезије, Јапана и Тајвана у Кини, а укупан увоз из ове четири земље чиниће 90,51% у 2021. Око 45% кинеског увоза полисилицијума долази из Немачке, 26% из Малезије, 13,5% из Јапана и 6% из Тајвана. Немачка је власник светског гиганта полисилицијума ВАЦКЕР, који је највећи извор полисилицијума у иностранству, који чини 12,7% укупног глобалног производног капацитета 2021. године; Малезија има велики број производних линија полисилицијума из јужнокорејске компаније ОЦИ, која потиче из оригиналне производне линије у Малезији ТОКУИАМА-е, јапанске компаније коју је купио ОЦИ. Постоје фабрике и неке фабрике које је ОЦИ преселио из Јужне Кореје у Малезију. Разлог за пресељење је тај што Малезија обезбеђује бесплатан фабрички простор и што је цена струје за једну трећину нижа од оне у Јужној Кореји; Јапан и Тајван, Кина имају ТОКУИАМА, ГЕТ и друге компаније, које заузимају велики део производње полисилицијума. место. У 2021, производња полисилицијума ће бити 492.000 тона, што ће новоинсталирани фотонапонски капацитет и потражња за производњом чипова бити 206.400 тона односно 1.500 тона, а преосталих 284.100 тона ће се углавном користити за даљњу прераду и извоз у иностранство. У низводним везама полисилицијума, углавном се извозе силицијумске плочице, ћелије и модули, међу којима је посебно истакнут извоз модула. Године 2021. било је 4,64 милијарде силицијумских плочица и 3,2 милијарде фотонапонских ћелијаизвезеноиз Кине, са укупним извозом од 22,6ГВ и 10,3ГВ респективно, а извоз фотонапонских модула је 98,5ГВ, са врло мало увоза. У погледу структуре вредности извоза, извоз модула у 2021. години ће достићи 24,61 милијарду долара, што чини 86%, а затим следе силицијумске плочице и батерије. У 2021. глобална производња силицијумских плочица, фотонапонских ћелија и фотонапонских модула достићи ће 97,3%, 85,1% и 82,3%, респективно. Очекује се да ће глобална фотонапонска индустрија наставити да се концентрише у Кини у наредне три године, а обим производње и извоза сваке везе биће значајан. Због тога се процењује да ће се од 2022. до 2025. године постепено повећавати количина полисилицијума који се користи за прераду и производњу низводних производа и извози у иностранство. Процењује се одузимањем иностране производње од иностране потражње полисилицијума. Процењује се да ће 2025. године, полисилицијум произведен прерадом у низводне производе из Кине извезати 583.000 тона у стране земље
4, Резиме и Оутлоок
Глобална потражња за полисилицијумом је углавном концентрисана у фотонапонском пољу, а потражња у пољу полупроводника није ред величине. Потражња за полисилицијумом је вођена фотонапонским инсталацијама, и постепено се преноси на полисилицијум преко везе фотонапонски модули-ћелија-вафер, стварајући потражњу за њим. У будућности, са ширењем глобалних фотонапонских инсталираних капацитета, потражња за полисилицијумом је генерално оптимистична. Оптимистички гледано, новоповећане фотонапонске инсталације у Кини и иностранству које узрокују потражњу за полисилицијумом у 2025. биће 36,96 ГВ односно 73,93 ГВ, а потражња под конзервативним условима ће такође достићи 30,24 ГВ и 60,49 ГВ респективно. У 2021. глобална понуда и потражња полисилицијума ће бити тесна, што ће резултирати високим глобалним ценама полисилицијума. Оваква ситуација може да се настави до 2022. и постепено прелази у фазу лабавог снабдевања након 2023. У другој половини 2020. утицај епидемије је почео да слаби, а ширење производње у низводној производњи подстакло је потражњу за полисилицијумом, а неке водеће компаније су планирале да прошири производњу. Међутим, циклус експанзије од више од годину и по резултирао је ослобађањем производних капацитета крајем 2021. и 2022. године, што је резултирало повећањем од 4,24% у 2021. Постоји јаз у снабдевању од 10.000 тона, па су цене порасле оштро. Предвиђа се да ће у 2022. години, под оптимистичним и конзервативним условима фотонапонских инсталисаних капацитета, јаз понуде и потражње износити -156.500 тона и 2.400 тона респективно, а укупна понуда ће и даље бити у релативно недостатку. У 2023. години и даље, нови пројекти који су почели да се граде крајем 2021. и почетком 2022. године ће започети производњу и остварити повећање производних капацитета. Понуда и потражња ће се постепено попуштати, а цене би могле бити под притиском. У наставку, пажњу треба посветити утицају руско-украјинског рата на глобални енергетски образац, који може променити глобални план за новоинсталисане фотонапонске капацитете, што ће утицати на потражњу за полисилицијумом.
(Овај чланак је само за референцу клијената УрбанМинес-а и не представља никакав савет за инвестирање)