1, Photovoltaic End Behov: Efterfrågan på fotovoltaisk installerad kapacitet är stark, och efterfrågan på Polysilicon omvänds baserat på den installerade kapacitetsprognosen
1.1. Polysilicon konsumtion: den globalaKonsumtionsvolymen ökar stadigt, främst för fotovoltaisk kraftproduktion
De senaste tio åren, det globalapolysilikonKonsumtionen har fortsatt att öka, och Kinas andel har fortsatt att expandera, ledd av den fotovoltaiska industrin. Från 2012 till 2021 visade den globala Polysilicon -konsumtionen i allmänhet en uppåtgående trend och ökade från 237 000 ton till cirka 653 000 ton. Under 2018 infördes Kinas 531 fotovoltaiska nya politik, vilket tydligt minskade subventionen för fotovoltaisk kraftproduktion. Den nyligen installerade fotovoltaiska kapaciteten sjönk med 18% från år till år och efterfrågan på Polysilicon påverkades. Sedan 2019 har staten infört ett antal policyer för att främja nätpariteten i fotovoltaik. Med den snabba utvecklingen av den fotovoltaiska industrin har efterfrågan på Polysilicon också gått in i en period med snabb tillväxt. Under denna period fortsatte andelen av Kinas polysilikonförbrukning i den totala globala konsumtionen att öka, från 61,5% 2012 till 93,9% 2021, främst på grund av Kinas snabbt utvecklande fotovoltaiska industri. Ur perspektivet av det globala konsumtionsmönstret för olika typer av polysilikon 2021 kommer kiselmaterial som används för fotovoltaiska celler att stå för minst 94%, varav solklassilikon som kan användas för Chips för Chips för att få kontot för 94%. Förhållandet är 6%, vilket visar att den nuvarande efterfrågan på polysilikon domineras av fotovoltaik. Det förväntas att med uppvärmningen av den dubbla kolpolitiken kommer efterfrågan på fotovoltaisk installerad kapacitet att bli starkare och konsumtionen och andelen solenergi-polysilikon kommer att fortsätta att öka.
1.2. Kiselskiva: Monokristallin kiselskiva upptar mainstream, och kontinuerlig Czochralski -teknik utvecklas snabbt
Den direkta nedströmslänken till Polysilicon är kiselskivor, och Kina dominerar för närvarande den globala kiselskivan. Från 2012 till 2021 fortsatte den globala och kinesiska kiselskivans produktionskapacitet och produktion att öka, och den fotovoltaiska industrin fortsatte att blomstra. Kiselskivor fungerar som en bro som förbinder kiselmaterial och batterier, och det finns ingen börda på produktionskapaciteten, så det fortsätter att locka ett stort antal företag att komma in i branschen. 2021 hade kinesiska kiselskivtillverkare avsevärt expanderatproduktionKapacitet till 213,5 GW -produktion, som driver den globala kiselskivproduktionen för att öka till 215,4 GW. Enligt den befintliga och nyligen ökade produktionskapaciteten i Kina förväntas det att den årliga tillväxttakten kommer att upprätthålla 15-25% under de närmaste åren, och Kinas skivproduktion kommer fortfarande att upprätthålla en absolut dominerande position i världen.
Polykristallint kisel kan göras till polykristallina kiselgöt eller monokristallina kiselstänger. Produktionsprocessen av polykristallina kiselgöt inkluderar huvudsakligen gjutmetod och direkt smältmetod. För närvarande är den andra typen huvudmetoden, och förlusthastigheten upprätthålls i princip till cirka 5%. Gjutningsmetoden är främst för att smälta kiselmaterialet i degeln först och kastar det sedan i en annan förvärmd degel för kylning. Genom att kontrollera kylningshastigheten gjuts den polykristallina kiselgötet av riktningstekniken för riktning. Hot-smältprocessen för direktsmältningsmetoden är densamma som för gjutmetoden, där polysilikonet direkt smälts i degeln, men kylningssteget skiljer sig från gjutningsmetoden. Även om de två metoderna är mycket lika i naturen, behöver den direkta smältmetoden endast en degel, och den producerade polysilikonprodukten är av god kvalitet, vilket bidrar till tillväxten av polykristallina kiselgöt med bättre orientering, och tillväxtprocessen är lätt att automatisera, vilket kan göra den inre positionen för kristallfelminskning. För närvarande använder de ledande företagen inom solenergimaterialindustrin i allmänhet den direkta smältmetoden för att göra polykristallina kiselgöt, och kol- och syreinnehållet är relativt låga, som styrs under 10PPMA och 16PPMA. I framtiden kommer produktionen av polykristallina kiselgöt fortfarande att domineras av den direkta smältmetoden, och förlusthastigheten kommer att förbli cirka 5% inom fem år.
Produktionen av monokristallina kiselstänger är huvudsakligen baserad på Czochralski -metoden, kompletterad med den vertikala suspensionszonsmältningsmetoden, och de produkter som produceras av de två har olika användningsområden. Czochralski-metoden använder grafitbeständighet mot värme polykristallint kisel i en hög renhet kvarts degel i ett rak rörets termiska system för att smälta det, sedan sätter in frökristallen i ytan på smältan för sammansmältning och rotera frökristallen medan den inverterar de krude. , frökristallen höjs långsamt uppåt, och monokristallint kisel erhålls genom processerna för sådd, amplifiering, axelvridning, tillväxt av lika diameter och efterbehandling. Den vertikala flytande zonsmältningsmetoden avser att fixera det kolumniska polykristallint materialet i ugnskammaren, flytta metallspolen långsamt längs den polykristallina längden riktning och passera genom kolumneren polycrystalline, och passera en högkraft är den roliga ramen i metallspolen för att göra en del av insidan av polycrystyer bilda en enda kristall. På grund av de olika produktionsprocesserna finns det skillnader i produktionsutrustning, produktionskostnader och produktkvalitet. För närvarande har de produkter som erhållits med zonsmältningsmetoden hög renhet och kan användas för tillverkning av halvledaranordningar, medan Czochralski -metoden kan uppfylla förhållandena för att producera enkelkristallsilikon för fotovoltaiska celler och har en lägre kostnad, så det är den ständiga metoden. År 2021 är marknadsandelen för den raka pull -metoden cirka 85%och den förväntas öka något under de närmaste åren. Marknadsandelarna 2025 och 2030 förutspås vara 87% respektive 90%. När det gäller distriktsmältning av enkelkristallsilikon är industrikoncentrationen av distriktsmältande enkristallsilikon relativt hög i världen. förvärv), Topsil (Danmark). I framtiden kommer utgångsskalan för smält enkelkristallsilikon inte att öka signifikant. Anledningen är att Kinas relaterade tekniker är relativt bakåt jämfört med Japan och Tyskland, särskilt kapaciteten för högfrekvent värmeutrustning och kristallisationsprocessförhållanden. Tekniken för smält kiselkristall i området med stor diameter kräver att kinesiska företag fortsätter att utforska av sig själva.
Czochralski -metoden kan delas upp i kontinuerlig kristalldragningsteknik (CCZ) och upprepad kristalldragningsteknik (RCZ). För närvarande är mainstream -metoden i branschen RCZ, som ligger i övergångsstadiet från RCZ till CCZ. Enkelkristalldragning och utfodringssteg av RZC är oberoende av varandra. Innan varje dragning måste den enkla kristallgötet kylas och tas bort i grindkammaren, medan CCZ kan inse utfodring och smältning under dragning. RCZ är relativt mogen, och det finns lite utrymme för teknisk förbättring i framtiden; Medan CCZ har fördelarna med kostnadsminskning och effektivitetsförbättring och befinner sig i ett steg av snabb utveckling. När det gäller kostnader, jämfört med RCZ, som tar cirka 8 timmar innan en enda stång ritas, kan CCZ förbättra produktionseffektiviteten kraftigt, minska degelkostnader och energiförbrukning genom att eliminera detta steg. Den totala enstaka ugnsutgången är mer än 20% högre än för RCZ. Produktionskostnaden är mer än 10% lägre än RCZ. När det gäller effektivitet kan CCZ slutföra ritningen av 8-10 enkelkristallkiselstänger inom degeln av degeln (250 timmar), medan RCZ endast kan slutföra cirka 4, och produktionseffektiviteten kan ökas med 100-150%. När det gäller kvalitet har CCZ mer enhetlig resistivitet, lägre syreinnehåll och långsammare ackumulering av metallföroreningar, så det är mer lämpligt för framställning av en-kristallskivor av N-typ, som också befinner sig i en snabb utveckling. För närvarande har vissa kinesiska företag meddelat att de har CCZ-teknik, och vägen för granulärt kisel-CCZ-N-typ monokristallina kiselskivor har i princip varit tydliga och har till och med börjat använda 100% granulära kiselmaterial. . I framtiden kommer CCZ i princip att ersätta RCZ, men det kommer att ta en viss process.
Produktionsprocessen av monokristallina kiselskivor är indelade i fyra steg: dra, skivning, skivning, rengöring och sortering. Framväxten av diamanttrådsskivningsmetoden har kraftigt minskat skivförlusthastigheten. Kristalldragningsprocessen har beskrivits ovan. Skivningsprocessen inkluderar trunkering, kvadrat- och avfasning. Skivning är att använda en skivmaskin för att klippa kolumnkisel i kiselskivor. Rengöring och sortering är de sista stegen i produktionen av kiselskivor. Diamant Wire Slicing -metoden har uppenbara fördelar jämfört med den traditionella murbrukstyrningsmetoden, som huvudsakligen återspeglas i den korta tidsförbrukningen och låg förlust. Hastigheten på diamanttråd är fem gånger för traditionell skärning. Till exempel, för skärning av en sagare tar traditionell murbruktråd som tar cirka 10 timmar, och diamanttråd som skärs tar bara cirka 2 timmar. Förlusten av skärning av diamanttråd är också relativt liten, och skadeskiktet orsakat av diamanttrådskärning är mindre än för morteltrådskärning, vilket bidrar till att skära tunnare kiselskivor. Under de senaste åren, för att minska skärförluster och produktionskostnader, har företag vänt sig till diamanttrådskivningsmetoder, och diammern för diamanttrådstänger blir lägre och lägre. År 2021 kommer diamanttrådstångens diameter att vara 43-56 μm, och diamanttrådens diammer som används för monokristallina kiselskivor kommer att minska kraftigt och fortsätta att avlägsna. Det uppskattas att år 2025 och 2030 kommer diamanttråden för diamanttråd som används för att klippa monokristallina kiselskivor kommer att vara 36 μm respektive 33 μm, respektive 51 μm, respektive 51 μm. Detta beror på att det finns många defekter och föroreningar i polykristallina kiselskivor, och tunna ledningar är benägna att bryta. Därför är diamantrådbarens diameter som används för polykristallin kiselskivning större än den för monokristallina kiselskivor, och när marknadsandelen för polykristallina kiselbussar har gradvis minskat, används det för polycrystallin kisel. Reduktionen i diameter på diamanttrådarna har gradvis minskat av slickor som har långsamt minskat.
För närvarande är kiselskivor huvudsakligen uppdelade i två typer: polykristallina kiselskivor och monokristallina kiselskivor. Monokristallina kiselskivor har fördelarna med lång livslängd och hög fotoelektrisk omvandlingseffektivitet. Polykristallina kiselskivor består av kristallkorn med olika kristallplanorienteringar, medan enkristall kiselskivor är gjorda av polykristallint kisel som råvaror och har samma kristallplanorientering. I utseende är polykristallina kiselskivor och kiselskivor med enkelkristallsblågsvart och svartbrunt. Eftersom de två skärs från polykristallina kiselgöt och monokristallina kiselstänger, är formerna fyrkantiga och kvasiga. Serviliten hos polykristallina kiselskivor och monokristallina kiselskivor är cirka 20 år. Om förpackningsmetoden och användningsmiljön är lämplig kan livslängden nå mer än 25 år. Generellt sett är livslängden för monokristallina kiselskivor något längre än för polykristallina kiselskivor. Dessutom är monokristallina kiselskivor också något bättre i fotoelektrisk omvandlingseffektivitet, och deras dislokationstäthet och metallföroreningar är mycket mindre än de hos polykristallina kiselskivor. Den kombinerade effekten av olika faktorer gör att minoritetsbärarens livslängd för enstaka kristaller dussintals gånger högre än den för polykristallina kiselskivor. Därigenom visar fördelen med konverteringseffektiviteten. År 2021 kommer den högsta omvandlingseffektiviteten hos polykristallina kiselskivor att vara cirka 21%, och den för monokristallina kiselskivor kommer att nå upp till 24,2%.
Förutom lång livslängd och hög omvandlingseffektivitet har monokristallina kiselskivor också fördelen av tunnning, vilket bidrar till att minska kiselförbrukningen och kiselskivskostnaderna, men uppmärksamma ökningen av fragmenteringsgraden. Tunnningen av kiselskivor hjälper till att minska tillverkningskostnaderna, och den nuvarande skivningsprocessen kan tillgodose fullbordande behov, men tjockleken på kiselskivor måste också tillgodose behoven hos nedströmscell och komponenttillverkning. I allmänhet har tjockleken på kiselskivor minskat de senaste åren, och tjockleken på polykristallina kiselskivor är betydligt större än för monokristallina kiselskivor. Monokristallina kiselskivor är vidare uppdelade i kiselskivor av n-typ och kiselskivor av p-typ, medan kisel av n-typen huvudsakligen inkluderar topkonbatterianvändning och HJT-batterianvändning. År 2021 är den genomsnittliga tjockleken på polykristallina kiselskivor 178 um, och bristen på efterfrågan i framtiden kommer att få dem att fortsätta att tunna. Därför förutsägs det att tjockleken kommer att minska något från 2022 till 2024, och tjockleken kommer att förbli på cirka 170 um efter 2025; 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 Cellerna är 165 um. 135 um.
Dessutom förbrukar produktionen av polykristallina kiselskivor mer kisel än monokristallina kiselskivor, men produktionsstegen är relativt enkla, vilket ger kostnadsfördelar till polykristallina kiselskivor. Polykristallint kisel, som ett vanligt råmaterial för polykristallina kiselskivor och monokristallina kiselskivor, har olika konsumtion i produktionen av de två, vilket beror på skillnaderna i renheten och produktionsstegen för de två. År 2021 är kiselförbrukningen av polykristallin göt 1,10 kg/kg. Det förväntas att den begränsade investeringen i forskning och utveckling kommer att leda till små förändringar i framtiden. Kiselförbrukningen av dragstången är 1,066 kg/kg, och det finns ett visst utrymme för optimering. Det förväntas vara 1,05 kg/kg och 1,043 kg/kg 2025 respektive 2030. I den enskilda kristalldragningsprocessen kan reduktionen av kiselförbrukningen av dragstången uppnås genom att minska förlusten av rengöring och krossning, strikt kontroll av produktionsmiljön, minska andelen primrar, förbättra precisionskontrollen och optimera klassificerings- och bearbetningstekniken för nedbrytad kiselmaterial. Although the silicon consumption of polycrystalline silicon wafers is high, the production cost of polycrystalline silicon wafers is relatively high because polycrystalline silicon ingots are produced by hot-melting ingot casting, while monocrystalline silicon ingots are usually produced by slow growth in Czochralski single crystal furnaces, which consumes relatively high power. Låg. År 2021 kommer den genomsnittliga produktionskostnaden för monokristallina kiselskivor att vara cirka 0,673 yuan/W, och den för polykristallina kiselskivor kommer att vara 0,66 yuan/W.
När tjockleken på kiselskivan minskar och diamanttrådens diamantstång diameter minskar kommer utgången från kiselstänger/göt med lika diameter per kilo och antalet enstaka kristallstänger med samma vikt kommer att vara högre än för polykrystallin kisel. När det gäller kraft varierar kraften som används av varje kiselskiva beroende på typ och storlek. År 2021 är utgången från P-typ 166mm storlek monokristallina fyrkantiga staplar cirka 64 bitar per kilo, och utgången från polykristallina fyrkantiga götar är cirka 59 bitar. Bland p-typen av enkristall kiselskivor är utgången från 158,75 mm storlek monokristallina fyrkantiga stavar cirka 70 bitar per kilo, utgången av en enskild av en kristallstorlek i en enskild av P-typ är cirka 53 stycken. Utgången från fyrkantig bar är cirka 40 stycken. Från 2022 till 2030 kommer den kontinuerliga tunnningen av kiselskivor utan tvekan att leda till en ökning av antalet kiselstänger/göt av samma volym. Den mindre diametern på diamanttrådskalen och medelstora partikelstorlek kommer också att bidra till att minska skärförluster och därmed öka antalet producerade skivor. kvantitet. Det uppskattas att under 2025 och 2030 är utgången från P-typ 166mm storlek monokristallina fyrkantiga stavar cirka 71 och 78 stycken per kilogram, och produktionen av polykristallina kvadratgötter är ungefär 62 och 62 stycken, vilket beror på den låga marknadsandelen för polycristallina kiselvävar, det är svårt att orsaka betydande tekniska. Det finns skillnader i kraften hos olika typer och storlekar på kiselskivor. Enligt tillkännagivandet är data för den genomsnittliga effekten på 158,75 mm kiselskivor cirka 5,8W/bit, är den genomsnittliga kraften på 166 mm storlek kiselskivor cirka 6,25W/bit, och den genomsnittliga effekten på 182 mm kiselskivor är cirka 6,25W/bit. Den genomsnittliga kraften i storlek kiselskivan är cirka 7,49W/bit, och den genomsnittliga kraften för den 210 mm storlek kiselskivan är cirka 10W/bit.
Under de senaste åren har kiselskivor gradvis utvecklats i riktning med stor storlek, och stor storlek bidrar till att öka kraften hos ett enda chip och därmed utspäda cellernas icke-kiselkostnader. Emellertid måste storleksjusteringen av kiselskivor också överväga uppströms och nedströmsmatchning och standardiseringsproblem, särskilt belastningen och höga strömproblem. För närvarande finns det två läger på marknaden när det gäller den framtida utvecklingsriktningen för kiselskivstorlek, nämligen 182 mm storlek och 210 mm storlek. Förslaget från 182 mm är främst ur perspektivet av vertikal industritegration, baserat på hänsyn till installation och transport av fotovoltaiska celler, modulens kraft och effektivitet och synergin mellan uppströms och nedströms; Medan 210 mm huvudsakligen kommer ur perspektivet på produktionskostnader och systemkostnader. Utgången från 210 mm kiselskivor ökade med mer än 15% i en-furnac-stångritningsprocessen, nedströms batteriproduktionskostnaden minskades med cirka 0,02 yuan/W, och den totala kostnaden för kraftverkskonstruktion minskades med cirka 0,1 yuan/W. Under de närmaste åren förväntas det att kiselskivor med en storlek under 166 mm gradvis elimineras; Uppströms och nedströmsmatchande problem med 210 mm kiselskivor kommer gradvis att lösas effektivt, och kostnaden kommer att bli en viktigare faktor som påverkar investeringarnas investeringar och produktion. Därför kommer marknadsandelen för 210 mm kiselskivor att öka. Stadig stigning; 182mm Silicon Wafer kommer att bli mainstream -storleken på marknaden i kraft av sina fördelar inom vertikalt integrerad produktion, men med genombrottsutvecklingen av 210 mm Silicon Wafer Application Technology kommer 182mm att ge plats för den. Dessutom är det svårt för större kiselskivor att användas i stor utsträckning på marknaden under de närmaste åren, eftersom arbetskostnader och installationsrisk för stora kiselskivor kommer att öka kraftigt, vilket är svårt att kompenseras av besparingarna i produktionskostnader och systemkostnader. . År 2021 inkluderar kiselskivstorlekar på marknaden 156,75 mm, 157mm, 158,75 mm, 166mm, 182mm, 210 mm, etc. Bland dem minskade storleken på 158,75 mm och 166 mm stod för 50% av det totala och storleken på 156,75 mm minskade till 5%, vilket kommer att avlägsnas i framtiden; 166mm är den största storlekslösningen som kan uppgraderas för den befintliga batteriproduktionslinjen, som kommer att vara den största storleken under de senaste två åren. När det gäller övergångsstorlek förväntas att marknadsandelen kommer att vara mindre än 2% 2030; Den kombinerade storleken på 182 mm och 210mm kommer att stå för 45% 2021, och marknadsandelen kommer att öka snabbt i framtiden. Det förväntas att den totala marknadsandelen 2030 kommer att överstiga 98%.
Under de senaste åren har marknadsandelen för monokristallint kisel fortsatt att öka och det har ockuperat mainstream -positionen på marknaden. Från 2012 till 2021 steg andelen monokristallint kisel från mindre än 20% till 93,3%, en betydande ökning. Under 2018 är kiselskivorna på marknaden huvudsakligen polykristallina kiselskivor och står för mer än 50%. Det främsta skälet är att de tekniska fördelarna med monokristallina kiselskivor inte kan täcka kostnadsnackdelarna. Sedan 2019, eftersom den fotoelektriska omvandlingseffektiviteten för monokristallina kiselskivor har överskridit den av polykristallina kiselskivor, och produktionskostnaderna för monokristallina kisel har fortsatt att minska med teknisk framsteg, marknadsandelen för monokristallinska kiselvinnor har fortsatt att öka, att bli de huvudsakliga marknaden. produkt. Det förväntas att andelen monokristallina kiselskivor kommer att nå cirka 96% 2025, och marknadsandelen för monokristallina kiselskivor kommer att nå 97,7% 2030. (Rapportkälla: Future Think Tank)
1.3. Batterier: PERC-batterier dominerar marknaden, och utvecklingen av batterier av n-typ skjuter upp produktkvaliteten
Midstream -länken till den fotovoltaiska industrikedjan inkluderar fotovoltaiska celler och fotovoltaiska cellmoduler. Bearbetningen av kiselskivor i celler är det viktigaste steget för att förverkliga fotoelektrisk omvandling. Det tar ungefär sju steg för att bearbeta en konventionell cell från en kiselskiva. Sätt först kiselskivan i hydrofluorsyra för att producera en pyramidliknande mockestruktur på ytan och därmed minska reflektiviteten hos solljus och öka ljusabsorptionen; Den andra är fosfor sprids på ytan av ena sidan av kiselskivan för att bilda en PN -korsning, och dess kvalitet påverkar direkt cellens effektivitet; Den tredje är att ta bort PN -korsningen som bildas på sidan av kiselskivan under diffusionssteget för att förhindra kortslutning i cellen; Ett lager av kiselnitridfilm är belagd på sidan där PN -korsningen bildas för att minska ljusreflektionen och samtidigt öka effektiviteten; Den femte är att skriva ut metallelektroder på framsidan och baksidan av kiselskivan för att samla minoritetsbärare genererade av fotovoltaik; Kretsen tryckt i tryckstadiet är sintrat och bildat, och den är integrerad med kiselskivan, det vill säga cellen; Slutligen klassificeras cellerna med olika effektiviteter.
Kristallina kiselceller tillverkas vanligtvis med kiselskivor som substrat och kan delas upp i celler av P-typ och celler av N-typ enligt typen av kiselskivor. Bland dem har N-typceller högre omvandlingseffektivitet och ersätter gradvis p-typceller under de senaste åren. P-typ kiselskivor är gjorda av dopande kisel med bor, och kiselskivor av n-typ är gjorda av fosfor. Därför är koncentrationen av borelement i kiselskivan av N-typen lägre, vilket hämmar bindningen av bor-syre-komplex, förbättrar minoritetsbärarens livslängd för kiselmaterialet, och samtidigt finns det ingen fotoinducerad dämpning i batteriet. Dessutom är n-typ minoritetsbärare hål, minoritetsbärare av P-typ är elektroner, och fångst tvärsnitt av de flesta föroreningsatomer för hål är mindre än för elektroner. Därför är minoritetsbärarens livslängd för N-typcellen högre och den fotoelektriska omvandlingsgraden är högre. Enligt laboratoriedata är den övre gränsen för omvandlingseffektiviteten för p-typceller 24,5%, och omvandlingseffektiviteten för N-typceller är upp till 28,7%, så N-typceller representerar utvecklingsriktningen för framtida teknik. År 2021 har celler av N-typ (främst inklusive heterojunktionsceller och topkonceller) relativt höga kostnader, och massproduktionens omfattning är fortfarande liten. Den nuvarande marknadsandelen är cirka 3%, vilket i princip är densamma som 2020.
År 2021 kommer omvandlingseffektiviteten för celler av N-typ att förbättras avsevärt, och det förväntas att det kommer att finnas mer utrymme för tekniska framsteg under de kommande fem åren. År 2021 kommer den storskaliga produktionen av monokristallina celler av P-typ att använda PERC-teknik, och den genomsnittliga omvandlingseffektiviteten kommer att nå 23,1%, en ökning med 0,3 procentenheter jämfört med 2020; Konverteringseffektiviteten för polykristallina svarta kiselceller med användning av PERC -teknik kommer att nå 21,0%, jämfört med 2020. Årlig ökning med 0,2 procentenheter; Konventionell polykristallin svart kiselcelleffektivitetsförbättring är inte stark, konverteringseffektiviteten 2021 kommer att vara cirka 19,5%, endast 0,1 procentenheter högre och det framtida effektivitetsförbättringsutrymmet är begränsat; Den genomsnittliga omvandlingseffektiviteten för InTOT -monokristallina PERC -celler är 22,4%, vilket är 0,7 procentenheter lägre än för monokristallina PERC -celler; Den genomsnittliga omvandlingseffektiviteten för toppkonceller av N-typ når 24%, och den genomsnittliga omvandlingseffektiviteten för heterojunktionsceller når 24,2%, som båda har förbättrats kraftigt jämfört med 2020, och den genomsnittliga omvandlingseffektiviteten för IBC-celler når 24,2%. Med utvecklingen av teknik i framtiden kan batteriteknologier som TBC och HBC också fortsätta att göra framsteg. I framtiden, med minskningen av produktionskostnaderna och förbättringen av utbytet, kommer batterier av n-typ att vara en av de viktigaste utvecklingsriktningarna för batteritekniken.
Ur perspektivet av batteriteknologirutten har den iterativa uppdateringen av batteritekniken huvudsakligen gått igenom BSF, PERC, TOPCON baserat på PERC -förbättring, och HJT, en ny teknik som undergräver PERC; Topcon kan kombineras ytterligare med IBC för att bilda TBC, och HJT kan också kombineras med IBC för att bli 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 Kristall och polykristallin tillverkas genom en serie bearbetningsprocesser. Eftersom den i huvudsak använder en polykristallin beredningsväg ingår den i kategorin P-typ polykristallina celler. N-typcellerna inkluderar huvudsakligen topcon-monokristallina celler, HJT-monokristallina celler och IBC-monokristallina celler. År 2021 kommer de nya massproduktionslinjerna fortfarande att domineras av PERC -cellproduktionslinjer, och marknadsandelen för PERC -celler kommer ytterligare att öka till 91,2%. Eftersom produktbehovet för utomhus- och hushållsprojekt har koncentrerat sig på högeffektiva produkter kommer marknadsandelen för BSF-batterier att sjunka från 8,8% till 5% 2021.
1.4. Moduler: Kostnaden för cellerna står för huvuddelen, och modulens kraft beror på cellerna
Produktionsstegen för fotovoltaiska moduler inkluderar huvudsakligen cellinconnection och laminering, och celler står för en stor del av den totala kostnaden för modulen. Eftersom strömmen och spänningen för en enda cell är mycket liten måste cellerna kopplas samman genom bussstänger. Här är de anslutna i serie för att öka spänningen, och sedan anslutna parallellt för att erhålla hög ström, och sedan är det fotovoltaiska glaset, EVA eller POE, batterilark, EVA eller PoE, bakplåt förseglade och värmas i en viss ordning och skyddas slutligen av aluminiumram och silikontätande kant. Ur perspektivet av komponentproduktionskostnadskomposition står materialkostnader för 75%, som ockuperar huvudpositionen, följt av tillverkningskostnader, prestandakostnader och arbetskostnader. Kostnaden för material leds av kostnaden för celler. Enligt tillkännagivanden från många företag står celler för cirka 2/3 av den totala kostnaden för fotovoltaiska moduler.
Fotovoltaiska moduler delas vanligtvis efter celltyp, storlek och kvantitet. Det finns skillnader i kraften i olika moduler, men de är alla i det stigande stadiet. Kraft är en viktig indikator på fotovoltaiska moduler, vilket representerar modulens förmåga att omvandla solenergi till el. Det kan ses från kraftstatistiken för olika typer av fotovoltaiska moduler att när storleken och antalet celler i modulen är densamma, är modulens effekt n-typ enkelkristall> p-typ enkelkristall> polykristallin; Ju större storlek och kvantitet, desto större är kraften i modulen; För Topcon -enkristallmoduler och heterojunktionsmoduler med samma specifikation är kraften hos den senare större än den förstnämnda. Enligt CPIA-prognosen kommer modulkraften att öka med 5-10W per år under de närmaste åren. Dessutom kommer modulförpackningar att ge en viss effektförlust, främst inklusive optisk förlust och elektrisk förlust. Den förstnämnda orsakas av överföring och optisk missanpassning av förpackningsmaterial såsom fotovoltaiskt glas och EVA, och det senare hänvisar huvudsakligen till användningen av solceller i serie. Kretsförlusten orsakad av motståndet hos svetsbandet och själva bussstången, och den nuvarande missanpassningsförlusten orsakad av den parallella anslutningen av cellerna, den totala effektförlusten för de två står för cirka 8%.
1.5. Fotovoltaisk installerad kapacitet: Politiken i olika länder drivs uppenbarligen, och det finns enormt utrymme för ny installerad kapacitet i framtiden
Världen har i princip nått enighet om nollutsläpp under miljöskyddsmålet, och ekonomin i överlagrade fotovoltaiska projekt har gradvis uppstått. Länder undersöker aktivt utvecklingen av generering av förnybar energi. Under de senaste åren har länder runt om i världen åtagit sig att minska koldioxidutsläppen. De flesta av de stora växthusgasutsläpparna har formulerat motsvarande mål för förnybar energi, och den installerade kapaciteten för förnybar energi är enorm. Baserat på 1,5 ℃ temperaturkontrollmålet förutspår IRENA att den globala installerade förnybar energikapaciteten kommer att nå 10,8 TW 2030. Dessutom är USA: s och andra länder redan lägre än den billigaste fossens energi (LCOE) för solenergiproduktionen i Kina, Indien, USA, USA och andra länder är redan lägre än den billigaste fossilen och kommer att ytterligare minska i framtiden. Den aktiva främjandet av politik i olika länder och ekonomin i fotovoltaisk kraftproduktion har lett till en stadig ökning av den kumulativa installerade kapaciteten för fotovoltaik i världen och Kina under de senaste åren. Från 2012 till 2021 kommer den kumulativa installerade kapaciteten för fotovoltaik i världen att öka från 104,3 GW till 849,5 GW, och den kumulativa installerade kapaciteten för fotovoltaik i Kina kommer att öka från 6,7 GW till 307 GW, en ökning med över 44 gånger. Dessutom står Kinas nyinstallerade fotovoltaiska kapacitet för mer än 20% av världens totala installerade kapacitet. År 2021 är Kinas nyinstallerade fotovoltaiska kapacitet 53 GW, och står för cirka 40% av världens nyinstallerade kapacitet. Detta beror främst på den rikliga och enhetliga fördelningen av ljusenergi resurser i Kina, den välutvecklade uppströms och nedströms och det starka stödet från nationell politik. Under denna period har Kina spelat en enorm roll i fotovoltaisk kraftproduktion, och den kumulativa installerade kapaciteten har stått för mindre än 6,5%. hoppade till 36,14%.
Baserat på ovanstående analys har CPIA gett prognosen för nyligen ökade fotovoltaiska installationer från 2022 till 2030 över hela världen. Det uppskattas att under både optimistiska och konservativa förhållanden kommer den globala nyinstallerade kapaciteten 2030 att vara 366 respektive 315 GW, och den nyinstallerade kapaciteten i Kina kommer att vara 128., 105GW. Nedan kommer vi att förutse efterfrågan på Polysilicon baserat på omfattningen av nyinstallerad kapacitet varje år.
1.6. Efterfrågan på Polysilicon för fotovoltaiska applikationer
Från 2022 till 2030, baserat på CPIA: s prognos för de globala nyligen ökade PV -installationerna under både optimistiska och konservativa scenarier, kan efterfrågan på polysilicon för PV -applikationer förutsägas. Celler är ett viktigt steg för att förverkliga fotoelektrisk omvandling, och kiselskivor är de grundläggande råvarorna i celler och den direkta nedströms av Polysilicon, så det är en viktig del av Polysilicon efterfrågan. Det vägda antalet bitar per kilo kiselstänger och göt kan beräknas utifrån antalet bitar per kilo och marknadsandelen för kiselstänger och göt. Sedan, enligt kraften och marknadsandelen för kiselskivor i olika storlekar, kan den vägda kraften hos kiselskivorna erhållas, och sedan kan det nödvändiga antalet kiselskivor uppskattas enligt den nyinstallerade fotovoltaiska kapaciteten. Därefter kan vikten av de nödvändiga kiselstängerna och götarna erhållas enligt det kvantitativa förhållandet mellan antalet kiselskivor och det vägda antalet kiselstänger och kiselgöt per kilo. Vidare kombinerad med den vägda kiselförbrukningen av kiselstänger/kiselgöt kan efterfrågan på polysilikon för nyinstallerad fotovoltaisk kapacitet äntligen erhållas. Enligt prognosresultaten kommer den globala efterfrågan på Polysilicon för nya fotovoltaiska installationer under de senaste fem åren att fortsätta öka, toppa 2027 och sedan minska något under de kommande tre åren. Det uppskattas att under optimistiska och konservativa förhållanden 2025 kommer den globala årliga efterfrågan på Polysilicon för fotovoltaiska installationer att vara 1 108 900 ton och 907 800 ton respektive den globala efterfrågan på polysilicon för fotovolta tillämpningar 2030 kommer att vara 1 8042,100 ton under optimistiska respektive konservativa förhållanden. , 896 900 ton. Enligt Kinasandel av den globala fotovoltaiska installerade kapaciteten,Kinas efterfrågan på polysilikon för fotovoltaisk användning 2025förväntas vara 369 600 ton respektive 302 600 ton under optimistiska och konservativa förhållanden och 739 300 ton respektive 605 200 ton utomlands.
2, Semiconductor End -efterfrågan: Skalan är mycket mindre än efterfrågan inom fotovoltaiska området, och framtida tillväxt kan förväntas
Förutom att göra fotovoltaiska celler kan Polysilicon också användas som råmaterial för att göra chips och används inom halvledarfältet, som kan delas in i biltillverkning, industriell elektronik, elektronisk kommunikation, hemapparater och andra områden. Processen från Polysilicon till Chip är huvudsakligen uppdelad i tre steg. Först dras polysilikonet in i monokristallina kiselgöt och skär sedan i tunna kiselskivor. Kiselskivor produceras genom en serie slipning, avfasning och polering. , som är det grundläggande råmaterialet från halvledarfabriken. Slutligen skärs kiselskivan och laser graveras i olika kretsstrukturer för att göra chipprodukter med vissa egenskaper. Vanliga kiselskivor inkluderar huvudsakligen polerade skivor, epitaxiala skivor och SOI -skivor. Polished Wafer är ett chipproduktionsmaterial med hög planhet erhållen genom att polera kiselskivan för att avlägsna det skadade skiktet på ytan, som kan användas direkt för att göra chips, epitaxiala wafers och soi kiselskivor. Epitaxiala skivor erhålls genom epitaxiell tillväxt av polerade skivor, medan SOI -kiselskivor tillverkas genom bindnings- eller jonimplantation på polerade skivsubstrat, och beredningsprocessen är relativt svår.
Genom efterfrågan på Polysilicon på halvledarsidan 2021, i kombination med byråns prognos för tillväxttakten för halvledarindustrin under de närmaste åren, kan efterfrågan på polysilicon på halvledarfältet från 2022 till 2025 ungefär uppskattas. År 2021 kommer den globala produktionen av elektronisk kvalitet att stå för cirka 6% av den totala Polysilicon-produktionen, och solenergi-polysilikon och granulärt kisel kommer att stå för cirka 94%. De flesta polysilikon för elektronisk klass används inom halvledarfältet, och andra polysilikon används i princip i fotovoltaisk industri. . Därför kan det antas att mängden polysilicon som användes i halvledarindustrin 2021 är cirka 37 000 ton. Enligt den framtida sammansatta tillväxttakten för halvledarindustrin som förutspås av förmögenhetsinsikter kommer dessutom efterfrågan på polysilicon för halvledaranvändning att öka med en årlig takt på 8,6% från 2022 till 2025. Det uppskattas att 2025 kommer efterfrågan på polysilikon i halvledaren att vara cirka 51,500. (Rapportkälla: Future Think Tank)
3, Polysilicon Import och export: Importen överstiger långt exporten, med Tyskland och Malaysia som står för en högre andel
År 2021 kommer cirka 18,63% av Kinas efterfrågan på polysilikon från importen, och importen överstiger mycket exporten. Från 2017 till 2021 domineras importen och exportmönstret för Polysilicon av import, vilket kan bero på den starka nedströms efterfrågan på fotovoltaisk industri som har utvecklats snabbt under de senaste åren, och dess efterfrågan på Polysilicon står för mer än 94% av den totala efterfrågan; Dessutom har företaget ännu inte behärskat produktionstekniken för hög renhet elektronisk klass Polysilicon, så en del polysilicon som krävs av den integrerade kretsindustrin behöver fortfarande förlita sig på import. Enligt uppgifterna från Silicon Industry Branch fortsatte importvolymen att minska 2019 och 2020. Det grundläggande skälet till nedgången i Polysilicon -importen 2019 var den betydande ökningen av produktionskapaciteten, som steg från 388 000 ton 2018 till 452 000 ton 2019. Förluster, så importberoendet av Polysilicon är mycket lägre; Även om produktionskapaciteten inte har ökat 2020 har epidemins påverkan lett till förseningar i byggandet av fotovoltaiska projekt, och antalet Polysilicon -order har minskat under samma period. År 2021 kommer Kinas fotovoltaiska marknad att utvecklas snabbt, och den uppenbara konsumtionen av Polysilicon kommer att nå 613 000 ton och driva importvolymen till återhämtning. Under de senaste fem åren har Kinas nettopolysilikonimportvolym varit mellan 90 000 och 140 000 ton, varav cirka 103 800 ton 2021. Det förväntas att Kinas nettopolysilikonimportvolym kommer att förbli cirka 100 000 ton per år från 2022 till 2025.
Kinas polysiliconimport kommer främst från Tyskland, Malaysia, Japan och Taiwan, Kina, och den totala importen från dessa fyra länder kommer att stå för 90,51% 2021. Cirka 45% av Kinas Polysilicon -import kommer från Tyskland, 26% från Malaysia, 13,5% från Japan och 6% från Taiwan. Tyskland äger världens Polysilicon Giant Wacker, som är den största källan till utländska Polysilicon och står för 12,7% av den totala globala produktionskapaciteten 2021; Malaysia har ett stort antal Polysilicon -produktionslinjer från Sydkoreas OCI -företag, som härstammar från den ursprungliga produktionslinjen i Malaysia i Tokuyama, ett japanskt företag förvärvat av OCI. Det finns fabriker och några fabriker som OCI flyttade från Sydkorea till Malaysia. Anledningen till flytten är att Malaysia tillhandahåller gratis fabriksutrymme och kostnaden för el är en tredjedel lägre än Sydkoreas; Japan och Taiwan, Kina har Tokuyama, Get och andra företag, som upptar en stor del av Polysilicon -produktionen. en plats. År 2021 kommer Polysilicon -utgången att vara 492 000 ton, vilket den nyligen installerade fotovoltaiska kapaciteten och efterfrågan på chipproduktion kommer att vara 206 400 ton respektive 1 500 ton, och de återstående 284 100 ton kommer huvudsakligen att användas för nedströmsprocesser och exporterade utomlands. I nedströmslänkarna från Polysilicon exporteras kiselskivor, celler och moduler främst, bland vilka exporten av moduler är särskilt framträdande. År 2021 hade 4,64 miljarder kiselskivor och 3,2 miljarder fotovoltaiska celler varitexporteradFrån Kina, med en total export på 22,6 GW respektive 10,3 GW, och exporten av fotovoltaiska moduler är 98,5 GW, med mycket få import. När det gäller exportvärdekomposition kommer modulexporten 2021 att nå 24,61 miljarder US -dollar, och står för 86%, följt av kiselskivor och batterier. År 2021 kommer den globala produktionen av kiselskivor, fotovoltaiska celler och fotovoltaiska moduler att nå 97,3%, 85,1%respektive 82,3%. Det förväntas att den globala fotovoltaiska industrin kommer att fortsätta koncentrera sig i Kina inom de kommande tre åren, och utgången och exportvolymen för varje länk kommer att vara betydande. Därför uppskattas att från 2022 till 2025 kommer mängden polysilicon som används för bearbetning och producera nedströmsprodukter och exporteras utomlands gradvis öka. Det uppskattas genom att subtrahera utländsk produktion från utländsk Polysilicon -efterfrågan. År 2025 kommer Polysilicon som produceras genom bearbetning till nedströmsprodukter att exportera 583 000 ton till främmande länder från Kina
4, Sammanfattning och utsikter
Den globala Polysilicon -efterfrågan är huvudsakligen koncentrerad till det fotovoltaiska området, och efterfrågan på halvledarfältet är inte en storleksordning. Efterfrågan på Polysilicon drivs av fotovoltaiska installationer och överförs gradvis till Polysilicon genom länken till fotovoltaiska modulcell-wafer, vilket genererar efterfrågan på det. I framtiden, med utvidgningen av den globala fotovoltaiska installerade kapaciteten, är efterfrågan på Polysilicon i allmänhet optimistisk. Optimistiskt kommer Kina och utländska nyligen ökade PV -installationer som orsakar efterfrågan på Polysilicon 2025 att vara 36,96 GW respektive 73,93GW, och efterfrågan under konservativa förhållanden kommer också att nå 30,24GW respektive 60,49GW. År 2021 kommer Global Polysilicon -utbudet och efterfrågan att vara trångt, vilket resulterar i höga globala Polysilicon -priser. Denna situation kan fortsätta fram till 2022 och gradvis vända sig till det löst utbudet efter 2023. Under andra halvåret 2020 började effekterna av epidemin försvagas och nedströms produktionsutvidgning drev efterfrågan på Polysilicon, och vissa ledande företag planerade att utöka produktionen. Emellertid resulterade utvidgningscykeln på mer än ett och ett halvt år i frisläppandet av produktionskapaciteten i slutet av 2021 och 2022, vilket resulterade i en ökning med 4,24% 2021. Det finns ett utbudsgap på 10 000 ton, så priserna har stigit kraftigt. Det förutsägs att 2022, under de optimistiska och konservativa förhållandena för fotovoltaisk installerad kapacitet, kommer utbudet och efterfrågan att vara -156 500 ton respektive 2 400 ton, och den totala utbudet kommer fortfarande att vara i ett tillstånd av relativt kort utbud. År 2023 och därefter kommer de nya projekten som startade byggandet i slutet av 2021 och början av 2022 att starta produktionen och uppnå en ramp-up i produktionskapacitet. Utbud och efterfrågan kommer gradvis att lossa, och priserna kan vara under nedåtgående tryck. I uppföljningen bör uppmärksamheten ägnas åt påverkan av det ryska-ukrainska kriget på det globala energimönstret, vilket kan förändra den globala planen för nyinstallerad fotovoltaisk kapacitet, vilket kommer att påverka efterfrågan på polysilikon.
(Den här artikeln är endast för referensen till urbanmines kunder och representerar inga investeringsråd）