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單晶產(chǎn)品在終端電站市場接受度逐漸打開后，各廠商競相擴(kuò)充的PERC技術(shù)，全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均加大了單晶產(chǎn)能的擴(kuò)張，甚至一些多晶硅片廠商也開始擴(kuò)產(chǎn)單晶產(chǎn)能，比如保利協(xié)鑫1GW單晶硅片投產(chǎn);隨著主流電池組件廠商如天合、阿特斯、晶科、晶澳、韓華等多晶電池線改為單晶電池線，這些動作都將提升單晶的市場份額。截止2017年，國內(nèi)單晶產(chǎn)能已達(dá)到43GW，預(yù)計到2018年產(chǎn)能將達(dá)到73GW水平。

 

 

據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截止2018年1月31日，單晶硅片成交均價為0.674$/pc，多晶硅片成交均價0.557$/pc二者價差已達(dá)0.117$/pc。據(jù)了解，0.1美元內(nèi)就促使終端系統(tǒng)業(yè)者考量性價比而選擇單晶;價差多于0.1美元，表示終端需求選擇多晶以爭取更多利潤。0.1美元價差已然成了單、多晶間替換的“黃金交叉區(qū)”。11月份以來，受金剛線切多晶產(chǎn)能釋放、價格走低，而單晶硅片未有新的降本舉措，預(yù)期短期內(nèi)單多晶硅片價差還會持續(xù)拉大。

 

 

◆ 單晶硅片優(yōu)點分析

(1)單晶硅片材料優(yōu)勢

 

單多晶的晶體生長工藝不同，單晶硅的晶面取向相同、無晶界，品質(zhì)優(yōu)異，而多晶硅的晶面取向不同、晶界繁雜、位錯密布，晶格缺陷增多，導(dǎo)致單晶硅片與多晶硅片在晶體品質(zhì)、電學(xué)性能、機(jī)械性能方面與單晶相比有顯著差異。因此，兩種材料的生產(chǎn)工藝與結(jié)構(gòu)決定了單晶具有以下優(yōu)勢：1) 單晶硅比多晶硅材料具有更低的晶格缺陷;2) 單晶硅片比多晶硅片有更高的機(jī)械強(qiáng)度，更低的碎片率;3) 單晶硅電池比多晶硅電池的少子壽命和轉(zhuǎn)換效率更高，效率提升空間更大;4) 單晶硅組件更高的集約性，更適用于屋頂?shù)扔邢薨惭b面積的分布式小型電站;5) 單晶硅電站比多晶硅電站的實際發(fā)電量多5～6%以上，單晶硅電站長期衰減比多晶硅低至少3%以上，單晶硅電站投資回報率(IRR)比多晶電站至少高2.78%。

 

(2)單晶切片成本下降空間大

 

單晶切片領(lǐng)域目前已普遍采用金剛線切片工藝，可以最大程度地發(fā)揮大切速、細(xì)線化、切薄片的技術(shù)優(yōu)勢，切割效率更高、硅損更低、出片率更高、硅片表面質(zhì)量更優(yōu)，從而使得金剛線單晶切片成本可以大幅度下降得更低。經(jīng)測算，單晶采用金剛線切割，按照單晶硅片厚度190um測算，金剛線直徑每下降10um，單片硅成本下降約0.15元、產(chǎn)能提升約4%;而按照金剛線母線線徑100um測算，硅片厚度每降低20um，單片含硅成本下降約0.25元、產(chǎn)能提升約7%。隨著未來金剛線母線線徑和硅片厚度下降，金剛線切割單晶硅片還有很大的成本下降空間。

◆ 單晶硅片缺點分析

 

單晶硅太陽能電池生產(chǎn)過程中能源消耗大、制造工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本較高等問題。

 

 

(1)單晶硅片的供給保障：電池、組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)由于生產(chǎn)設(shè)備的相通性，通過適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換設(shè)備，可以容易從多晶切換至單晶，因此電池、組件端的單晶供給具有保障，但上游的單晶硅片由于生產(chǎn)投資大，工藝技術(shù)具有差異性，對企業(yè)的資金、技術(shù)、人才等水平要求高，相對門檻較高，供給基本只能依靠隆基、中環(huán)等大型單晶硅片廠商的擴(kuò)產(chǎn)速度。

 

(2)多晶“金剛線切片+黑硅”技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)情況：單晶相對多晶的主要優(yōu)勢是效率高，價格只比多晶高0.05-0.08元/W，如果能通過金剛線切片，降低多晶硅片生產(chǎn)成本，通過黑硅技術(shù)提高多晶轉(zhuǎn)換效率，在單晶還大全面積轉(zhuǎn)換為PERC之前，將有可能打破單晶的優(yōu)勢，使多晶繼續(xù)占據(jù)優(yōu)勢，但目前不論是金剛線環(huán)節(jié)還是黑硅環(huán)節(jié)都還存在一些問題，不能大規(guī)模的量產(chǎn)，所以在技術(shù)方面，單晶會持續(xù)具有優(yōu)勢。

 

 

由于領(lǐng)跑者計劃之補(bǔ)貼并未優(yōu)于其他電站，對組件之采購價相對也不會太高，讓單、多晶投標(biāo)廠商都較傾向以不加PERC技術(shù)的方式達(dá)標(biāo)，一般單晶以47%的高占比拔得大同領(lǐng)跑者計劃第一期1GW頭籌。2016年上半火熱的單晶氛圍也讓不少大型電站轉(zhuǎn)向選用單晶產(chǎn)品，已快速擴(kuò)產(chǎn)中的單晶硅片廠隆基、中環(huán)供不應(yīng)求，推升中國內(nèi)需之單晶市占快速提升。2016年單晶市占率將達(dá)到25%，2017年更是達(dá)到36%，預(yù)計2018年市占率將達(dá)到40-50%。

 

 

如下圖所示，2016年中國多晶硅片產(chǎn)能為72.8GW， 2017年多晶硅片產(chǎn)能更是達(dá)到92GW，預(yù)計到2018年多晶硅片產(chǎn)能將達(dá)到110GW。盡管目前金剛線切多晶硅片技術(shù)已成熟，但量產(chǎn)還是十分有限，多晶硅片主流還是已砂漿切片為主。

 

 

據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截止2018年1月31日，多晶硅片成交均價0.557$/pc，金剛線切割制程是未來左右“單多晶之爭”之因素。雖金剛線切割不能直接提升效率，然可大幅降本，行業(yè)預(yù)計最高約26%。單晶通過2015年大量推廣金剛線切制程，性價比略微接近多晶，單晶硅片龍頭隆基因此向電池組件廠商承諾價格隨多晶調(diào)整，并保持在0.1美元的價差內(nèi)。2016年開始，多晶硅片龍頭廠保利協(xié)鑫開始切換金剛線切割，產(chǎn)能于近期陸續(xù)釋放，與之配套的黑硅制程也持續(xù)加快，主要多晶龍頭阿特斯、晶科、天合、晶澳、海潤、晉能等陸續(xù)量產(chǎn)黑硅產(chǎn)線。而且，大陸明年即將推出的“超級領(lǐng)跑者”計劃，更加注重先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，多晶憑借“金剛線切+黑硅+PERC”組合，預(yù)期將占更多份額。

 

 

(1)多晶硅片的優(yōu)點：能直接制備出適于規(guī)?；a(chǎn)的大尺寸方型硅錠，從制作成本比較，多晶硅片要便宜一些，材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，得到了大量發(fā)展，且目前多晶電池仍占據(jù)光伏行業(yè)的主導(dǎo)地位(70%的市占率)。

 

(2)多晶硅片的缺點：多晶硅雖然成本占據(jù)優(yōu)勢，但轉(zhuǎn)換率低于單晶硅電池(目前單晶硅電池轉(zhuǎn)換率普遍在18.5%～19.5%，多晶硅電池普遍轉(zhuǎn)換率在17%～18%。)，其使用壽命也比單晶硅太陽能電池短。

 

 

從性能方面來看，與直拉單晶硅相比，多晶硅中存在著高密度的缺陷和雜質(zhì)，如晶界、位錯、氧碳和金屬等。一方面，作為位錯、晶界和雜質(zhì)最集中的微晶區(qū)域會顯著影響材料的電學(xué)性能，并最終影響電池性能;另一方面，由于多晶硅中各部分缺陷和雜質(zhì)分布的不均勻性，造成單片多晶硅片性能上的明顯差別，研究表明，其少子壽命最低區(qū)域?qū)﹄姵匦阅芫哂袥Q定性的影響。

 

從光電轉(zhuǎn)換效率方面來看，多晶硅太陽電池比單晶硅太陽能電池的要稍低一些，約在17%～18%之間。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。如只從性價比來講，單晶硅太陽能電池還略好。目前多晶硅太陽能電池的市場份額略高于單晶硅太陽能電池，依舊是光伏市場的主要產(chǎn)品，但其存在著電池結(jié)晶結(jié)構(gòu)較差的問題，應(yīng)當(dāng)在提高性能的穩(wěn)定性上作進(jìn)一步的研究。

 

2015年以來，單晶由于硅片端金剛線切片的導(dǎo)入實現(xiàn)了成本的快速下降，因而市場滲透率在不斷攀升，也讓廣大以多晶為主的行業(yè)企業(yè)備受壓力。相比金剛線切割已經(jīng)在單晶硅片的生產(chǎn)中實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用，多晶的切片還是目前還是以砂漿切割為主。但金剛線切割在多晶領(lǐng)域的應(yīng)用一直被業(yè)內(nèi)廣泛討論。目前，金剛線切片用于多晶硅片切割的主要障礙在于使用金剛線切割的多晶硅片反射率更高，常規(guī)的多晶制絨工藝難以達(dá)到很好的效果。解決這一缺陷目前主流的技術(shù)路徑是電池片環(huán)節(jié)黑硅技術(shù)的采用。如果黑硅電池實現(xiàn)大范圍的量產(chǎn)，金剛線的應(yīng)用將再次拉大多晶與單晶在硅片端的成本差距，不過具體如何還有待市場的檢驗。

 

原標(biāo)題：中國太陽能光伏硅片市場分析及前景展望