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 光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游是晶體硅原料的采集和硅棒、硅錠、硅片的加工制作，產(chǎn)業(yè)鏈的中游是光伏電池和光伏電池組件的制作，目前晶硅電池分為單晶硅和多晶硅兩種，產(chǎn)業(yè)鏈的下游是光伏電站系統(tǒng)的集成和運(yùn)營(yíng)，如下圖所示。
從技術(shù)上來看，光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游涉及的技術(shù)有多晶硅制備工藝、單晶硅拉棒技術(shù)、多晶鑄錠技術(shù)和晶硅切片技術(shù)。產(chǎn)業(yè)鏈中游涉及的技術(shù)有電池技術(shù)。產(chǎn)業(yè)鏈下游涉及的技術(shù)有光伏電站并網(wǎng)技術(shù)、光伏電站發(fā)電性能評(píng)估技術(shù)和光伏智能化數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)。

光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游包括晶體硅原料和硅片。作為產(chǎn)業(yè)鏈的最上游的晶硅制造，目前這個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要求很高，具有一定的技術(shù)壁壘和壟斷性。目前制備多晶硅的工藝技術(shù)主要有改良西門子法，硅烷法和冶金法三類。

改良西門子法是在西門子法的基礎(chǔ)上增加了尾氣回收和四氯化硅氫化工藝，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的閉路循環(huán)，既可以避免劇毒副產(chǎn)品直接排放污染環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了原料的循環(huán)利用、大大降低了生產(chǎn)成本（針對(duì)單次轉(zhuǎn)化率低)，如下圖所示。
硅烷法是指利用高純度硅烷在反應(yīng)器中熱分解為高純度硅。硅烷法可以分為兩類，較早出現(xiàn)的是硅烷西門子法（Silane Siemens)，即用硅烷(SiH4）而非TCS作為CVD還原爐的原料，通過硅烷的熱分解和氣相沉積來生產(chǎn)高純度多晶硅棒料，REC旗下的REC Silicon公司采用過此方法生產(chǎn)電子級(jí)多晶硅；后來出現(xiàn)了另一類方法——硅烷流化床法(Silane FBR)，以STC、H2、冶金硅和HCI為原料在流化床(FBR）高溫(500℃以上，不算很高）高壓（20bar以上）下氫化生成TCS，TCS通過一系列歧化反應(yīng)后制得硅烷氣，將硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床（FBR）反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行連續(xù)熱分解反應(yīng)，生成粒狀多晶硅。

在三種生產(chǎn)工藝中，改良西門子法為目前的主流方法，根據(jù)ITRPV的預(yù)計(jì)，由于成本控制的潛力因素，未來硅烷流化床法將逐步取代改良西門子法的份額，在2025年旗鼓相當(dāng)，共同成為主流的制備方法，如下圖所示。
硅片制造是晶硅制造的下一個(gè)環(huán)節(jié)，也屬于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游層面。與晶硅制造環(huán)節(jié)不同，該環(huán)節(jié)為資本密集型，技術(shù)含量不高，產(chǎn)品工藝與投入設(shè)備相關(guān)，可分為單晶硅片和多晶硅片。硅片成本中，多晶硅成本占比較高，且多晶硅價(jià)格變動(dòng)較為頻繁，因此成本核算中，將硅片成本分為硅成本和非硅成本。而單晶和多晶的成本差別主要體現(xiàn)在拉棒和鑄錠成本的差別上，一直以來，多晶對(duì)于單晶的成本優(yōu)勢(shì)建立在鑄錠相對(duì)于拉棒更高的效率上。切片環(huán)節(jié)單多晶的切片成本大致相似，與選擇的切割方式有關(guān)，金剛線切片的成本低于砂漿切片，而單晶的金剛線切片成本略低于多晶金剛線切片。目前，單晶切片基本已經(jīng)普及金剛線切片，多晶正由砂漿切片向金剛線切片過渡，且速度非?？?。

目前在光伏市場(chǎng)上，太陽(yáng)能電池主要是晶硅類產(chǎn)品，也有小部分薄膜類產(chǎn)品。晶硅電池包括單晶硅和多晶硅兩類。從電池轉(zhuǎn)換效率來看，常規(guī)多晶量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率在18.8%，結(jié)合黑硅技術(shù)效率約19.2%。常規(guī)單晶效率在20-20.2%，而PERC單晶組件相比常規(guī)組件，每瓦發(fā)電量高出2.5%-3%，高發(fā)電量主要得益于弱光性能好、功率溫度系數(shù)低、工作溫度低等等，當(dāng)然還有低衰減。因此在系統(tǒng)成本方面，可以節(jié)省電纜、支撐結(jié)構(gòu)、逆變器、安裝以及土地成本，最后給用戶帶來高收益。

成本降低與技術(shù)進(jìn)步，使得單晶性價(jià)比優(yōu)勢(shì)顯著。目前，我國(guó)單晶電池比多晶電池的轉(zhuǎn)換效率平均高2%左右。而即使完成金剛線和黑硅改造，多晶成本優(yōu)勢(shì)依舊不明顯。隨著拉晶成本逐步降低，單晶高性價(jià)比凸顯。硅片價(jià)格大趨勢(shì)下行，短期內(nèi)供需的錯(cuò)配導(dǎo)致波動(dòng)出現(xiàn)，長(zhǎng)期趨勢(shì)取決于成本下降。2016年以來，單多晶價(jià)差有拉大的趨勢(shì)，一方面反映了單多晶不同程度的供需情況，另一方面也是由于單晶路線下游電池和組件端的高效化進(jìn)展神速。未來單晶電池比多晶電池具有更大的效率提升空間和更快的實(shí)現(xiàn)速度，效率差距將進(jìn)一步擴(kuò)大。因此，單晶技術(shù)路線通過提升效率降低光伏發(fā)電成本的過程中占據(jù)更大市場(chǎng)份額，如下圖所示。
最后，薄膜電池一般是在玻璃、不銹鋼等物質(zhì)表面附上幾微米厚的感光材料制成。主要優(yōu)勢(shì)有：

(1)薄膜電池使用原材料少、制造工藝簡(jiǎn)單、耗能少、可大面積連續(xù)生產(chǎn)，并可采用玻璃或不銹鋼等低成本材料作為襯底。

(2)可制成能彎曲的柔性產(chǎn)品，應(yīng)用范圍廣。

(3）弱光性好，在輻照度較低的情況下也會(huì)有功率輸出。

主要劣勢(shì)有：

(1）薄膜電池的光電轉(zhuǎn)化率偏低，轉(zhuǎn)化效率最高的銅錮硒量產(chǎn)效率也只能達(dá)到15%，硅基薄膜電池更是量產(chǎn)效率在10%以下。

(2）薄膜電池的設(shè)備和技術(shù)投資是晶硅電池的數(shù)倍。

(3）薄膜電池組件生產(chǎn)的良率不盡如人意。非/微晶硅薄膜電池組件的良品率目前只在60%左右。CIGS電池組主流廠商也只到65%。

原標(biāo)題：光伏產(chǎn)業(yè)鏈及工藝技術(shù)概況