在全球减碳共识下,双碳是未来几十年经济发展的主旋律,而光伏在清洁能源中的综合优势最明显。
据中国光伏行业协会统计,中国光伏组件产量已连续15年位居全球首位,多晶硅产量连续11年位居全球首位,新增装机量连续9年位居全球首位,累计装机量连续7年位居全球首位。
它的原料是硅,原理是通过太阳暴晒去刺激硅板中的电子离开,然后通过导线连接,把电导出来。
首先,既然要产电,那电子一定要即稳定又自由,而且还要可以引导它定向移动。这样才可以把电导出来。
原子最外层是8个电子的时候是最稳定的状态,而硅原子它的最外层只有4个电子,不太稳定,但是又可以稳定,怎么稳定?
就是和其他的硅原子一起凑电子,大家挤一起,互相借用对方的外层电子,这样所有硅原子外层就都是8个电子了,就稳定下来了。如果想要它们不稳定,光照刺激一下立马就可以动起来。(即稳定又自由的条件达成)
做两块硅板,一块硅板上加磷(磷有5个电子),叫N型硅板;另一块硅板上加上硼(硼有3个电子),叫P型硅板。
接着让太阳暴晒电子比较多的N型硅板,受到刺激之后,电子都动起来了,就会争先恐后往电子比较少的P型硅板方向走,这时候用导线一连, 顺盈登陆,电就导出来了。(定向移动条件达成)
产业链主要分为硅料、硅片、电池、组件四个主要环节,每个环节会有设备、辅材需求,比如硅晶炉、金刚线、切片机、丝网、胶膜......
硅是从硅矿中提取出来的,这个环节一直在研究的是如何提取出成本更低纯度更高的硅料。目前的主流生产方法是改良西门子法。
所以在硅料环节,有的公司负责提取硅料,有的公司负责生产核心设备。(相关公司包括:合盛硅业、通威股份、协鑫科技、晶盛机电......)
上面硅料环节提取出来的是高纯多晶硅,之后就要制成硅片,硅片有两种,单晶硅片和多晶硅片。
单晶硅片的生产环节是拉晶和切片,拉晶是把高纯多晶硅拉制成单晶硅棒,因为晶体有规律的生长,所以需要精准把握对温度和速度的控制。切片是把前面拉制成的硅棒切成很薄的硅片。
多晶硅片的生产环节是铸造和切片,可直接用纯度较低的硅加热融化冷却成多晶硅锭,因为省了昂贵的单晶拉晶费用,所以成本比较低。切片还是一样,把多晶硅锭切成很薄的硅片。
硅片切得好不好直接影响下游的电池制作,所以对切片机和金刚线的要求是比较高的。
这个环节的核心耗材设备包括:碳碳热场、石英坩埚、单晶炉、金刚线、切片机......
在硅片这个环节,有的公司负责拉晶、铸造、切片,有的公司负责生产以上需要使用的核心材料。(相关公司包括:隆基绿能、TCL中环、高测股份、福立旺、连城数控......)
在硅片的基础上作进一步加工就能做成光伏电池片,硅片只有做成了电池片,才能将光能转换成电能。
电池技术路线决定了光伏产品的效率极限,目前主要以TOPCon/HJT/IBC技术为主要攻克方向。
硅片上面印的线决定了受光面积的价值大小,目前主流方法是丝网印刷,此外还有激光转印、铜电镀。
这个环节的核心耗材设备包括:丝网印刷、激光、铜电镀、银浆、镀膜设备、清洗制绒设备......
在这一环节,有制作电池片的公司以及生产以上核心材料设备的公司。(相关公司包括:帝尔激光、迈为股份、捷佳伟创、通威股份、爱旭股份、晶科能源、晶澳科技、天合光能......)
这个环节的核心设备和耗材有:激光划片机、串焊机、叠瓦焊接设备、胶膜、玻璃、背板、边框、逆变器......
在这一环节,有负责组件的公司以及生产以上核心材料设备的公司。(相关公司包括:奥特维、福斯特、福莱特、阳光电源、上能电气、固德威、锦浪科技、特变电工......)
光伏整个行业是围绕技术迭代实现升级的,行业四个环节的升级方向围绕着提高生产工艺、提升产品纯度、降低单位成本展开;使用的辅材及设备则围绕提升设计制造工艺、提高焊接装配精度等展开。硅料价格、每个环节制作工艺的变化、设备辅材的变化都会影响整个行业的发展。
比如硅料价格一上升就会压缩下游环节的利润空间,所以硅料的降价对于整个光伏行业来说是利好。
目前光伏产业链的原材料是硅,但根据研究,钙钛矿在效率和成本上是优于硅的。所以若是钙钛矿成熟,钙钛矿电池代替晶硅电池,那么光伏整个产业链会有翻天覆地的变化。
以硅为原料是四个生产环节,硅料——硅片——电池片——组件,这些环节涉及前文列举的一系列辅助材料和生产设备。
但钙钛矿只需要两个环节,原料及辅材生产——组件,就可以了。这里面只涉及钙钛矿原料、靶材、导电玻璃和胶膜等。
所以,除胶膜以外,如果钙钛矿电池能进入实际量产,那以硅为原材料的环节所涉及的材料和设备都会受到影响。
以上,就是光伏的产业链,本文仅在叙述产业链上下游逻辑关系,文中提到的公司并不作投资推荐。