2022年光伏硅片市场规模空间及产业链竞争格局分析报告（31页）.pdf

1、2022 年深度行业分析研究报告 124目录3市场空间：光伏高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局发展态势：关注技术进步及商业模式优化带来的新机会1.1 晶硅电池占据绝大多数市场份额，硅片不可或缺太阳能电池种类繁多，晶硅与薄膜电池最为成熟。自1954年美国贝尔实验室研制出效率为6%的具备实用价值的单晶硅电池以来，太阳能电池已经取得长足的发展。根据材料不同，光伏电池可大致分为三类：第一类为晶体硅太阳能电池、第二类为薄膜太阳能电池、第三类为各种新型太阳能电池。目前第三类太阳能电池技术

2、上尚未成熟，商用的太阳能电池主要有晶体硅电池与薄膜电池两大类。晶硅电池占据市场多数份额，硅片是制备晶硅电池不可或缺的材料。2010-2020年全球薄膜电池市场份额基本处在下行区间，2020年全球产能接近10GW，产量约为6.48GW，市场占有率为4%，同比下降了0.4个百分点。主要是全球薄膜电池产量并未明显提升，但晶硅组件产量却取得了较大幅度的增长。2020年全球硅片产量约168GW，2021年超过230GW，预计未来光伏市场仍将以晶硅材料为主，硅片是制备晶硅电池不可或缺的材料。图表：主要的商用光伏电池分类1.硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节图表：2010-2020全球

3、薄膜电池市场份额光伏电池晶硅电池薄膜电池多晶硅电池硅基薄膜电池单晶硅电池化合物半导体薄膜电池BSFPERC异质结非晶硅(-Si）非/微晶硅叠层电池(-Si）二元化合物（CdTe、GaAs）三元化合物（CIS）四元化合物（CIGS）0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%201020112012201320142015201620172018201920201.2 连接上游硅料和下游电池片，单晶硅片已经成为市场主流硅片处于光伏产业链中上游，是连接硅料和电池片的重要环节。单晶硅片制造企业利用单晶硅炉生产单晶硅棒、多晶硅片制造企业利用铸锭炉生

4、产多晶硅锭，之后再将硅棒或硅锭切割成单晶硅片或者多晶硅片，最终用于太阳能电池板、电池组件生产。因此，硅片制造行业是实现多晶硅原料向太阳能电池转变的必经阶段，伴随着全球太阳能光伏产业的发展而发展。多晶硅片占比快速减少，单晶成为市场主流。光伏硅片大体可以分为多晶硅片和单晶硅片，当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则为多晶；如果晶面取向相同，则为单晶。由于单晶电池转换效率可以比多晶电池高2-3个百分点，随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比迅速从2016年的不足20%提高到2021年的95%。预计未来单晶仍将占据市场绝大部分份额，且 N

5、 型单晶硅片占比将持续提升。图表：硅片在光伏产业链中的位置1.硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节图表：不同类型硅片市场占比0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2016201720182019202020212022E2023E2025E2027E2030E多晶N型单晶P型单晶铸锭单晶1.3 拉晶、切片为单晶硅片主要生产步骤，主要设备均已国产化1.3.1 光伏拉晶主要为直拉法，掺杂剂控制硅棒类型拉晶工艺主要包括Fz法和Cz法，光伏领域主要使用Cz法。单晶硅根据长晶方式不同，主要有悬浮区熔法（Fz-floatzone）和直拉法（Cz-czochr

6、alski）。区熔可以生产出高质量的高纯度单晶，但其对原料、设备和技术的要求较为苛刻，且对于多晶硅原料的尺寸要求较高，生产的晶体尺寸也较小，导致其生产成本较高。目前Fz法多应用于对硅片要求较高的半导体领域，而光伏领域主要使用Cz法。Cz法经过十余步骤，掺杂剂决定得到P型硅片或者N型硅片。Cz直拉式单晶硅生长主要工艺流程包括：装料抽真空检漏压力化熔料稳定化熔接引晶放肩转肩等径收尾停炉，以及两个重要辅助工艺煅烧、副室隔离净化。装料和等径加入的掺杂剂控制着后续得到的硅片类型，三价B族受主掺杂剂和五价族施主掺杂剂将分别得到型和N型半导体。其中等径是晶体生长的主体部分，等径段是硅单晶的有效利用部分，单晶