2023全球光伏电池片行业蓝皮书.pdf

1 2023 China Insights Consultancy.All rights reserved.This document contains highly confidential information and is solely for the use of our client.No part of it may be circulated,quoted,copied or otherwise reproduced without the written consent of China Insights Consultancy.CIC灼识咨询灼识咨询全球光伏电池片全球光伏电池片行业行业蓝皮书蓝皮书2灼识咨询是一家知名咨询公司。其服务包括IPO行业咨询、商业尽职调查、战略咨询、专家网络服务等。其咨询团队长期追踪物流、互联网、消费品、大数据、高科技、能源电力、供应链、人工智能、金融服务、医疗、教育、文娱、环境和楼宇科技、化工、工业、制造业、农业等方面最新的市场趋势，并拥有上述行业最相关且有见地的市场信息。灼识咨询通过运用各种资源进行一手研究和二手研究。一手研究包括访谈行业专家和业内人士。二手研究包括分析各种公开发布的数据资源，数据来源包括中华人民共和国国家统计局、上市公司公告等。灼识咨询使用内部数据分析模型对所收集的信息和数据进行分析，通过对使用各类研究方法收集的数据进行参考比对，以确保分析的准确性。所有统计数据真实可靠，并是基于截至本报告发布日的可用信息。若您希望获取CIC灼识咨询的详细资料、与灼识建立媒体/市场合作，或加入灼识行业交流群，欢迎扫码、致电021-23560288或致函。一一全球光伏行业概览全球光伏行业概览二全球光伏电池片市场分析三全球TOPCon电池片产能及设备市场分析四全球HJT电池片产能及设备市场分析五热点分析-全球HJT电池片降本路径及主要厂商分析六热点分析-全球XBC电池片市场未来展望及主要厂商分析4全球人口规模及经济的增长叠加大量依赖化石燃料，使得全球碳排放量连年急剧上升。同时，如俄乌冲突等地缘全球人口规模及经济的增长叠加大量依赖化石燃料，使得全球碳排放量连年急剧上升。同时，如俄乌冲突等地缘政治不稳定因素进一步加剧了全球能源危机的紧张局势，全球能源转型迫在眉睫。政治不稳定因素进一步加剧了全球能源危机的紧张局势，全球能源转型迫在眉睫。全球二氧化碳排放量，全球二氧化碳排放量，1900-2022资料来源：IEA、灼识咨询1.93.03.53.94.75.68.713.717.821.424.332.434.236.336.8010203040190019101920193019401950196019701980199020002010202020212022十亿吨 CO233.9(92.1%)2.9(7.9%)202236.8化石燃料非化石燃料关键分析关键分析 随着全球人口规模和经济的增长以及大量依赖化石能源，全球碳排放量持续增加。在全球能源相关碳排放中，化石燃料是主要排放来源，2022年占比达92.1%。2022年，由于俄乌冲突等不稳定因素影响，全球能源市场危机逐渐加剧。全球尤其是欧洲的天然气供应严重短缺，天然气价格创下历史新高，进而导致欧洲等地区电力供应出现短缺、电价大幅上涨。此外，天然气的短缺也会促使部分国家恢复或扩大煤炭发电的使用，由于煤炭发电比天然气发电的碳排放量要高，这也或将导致全球碳排放量的进一步增加。注：二氧化碳排放量特指能源燃烧和工业加工的二氧化碳排放量。5近年可再生能源逐渐成为全球低碳能源转型的主导力量，且有望在本世纪中叶前成为全球最主要的能源供给来源。近年可再生能源逐渐成为全球低碳能源转型的主导力量，且有望在本世纪中叶前成为全球最主要的能源供给来源。随着社会经济的发展、人民生活水平的提升以及工业技术的革新，全球电力消耗量呈持续且快速的增长趋势。随着社会经济的发展、人民生活水平的提升以及工业技术的革新，全球电力消耗量呈持续且快速的增长趋势。全球能源供应结构，全球能源供应结构，2010-2050E全球电力消耗，全球电力消耗，2010-2050E02468201020212030E2040E2050E1.92.53.34.97.5万TWh注：可再生能源的预估份额基于净零排放情景。可再生能源包括太阳能、风能、水能、现代固体生物能源、现代液体生物能源、现代气体生物能源和其他可再生能源。关键分析关键分析 可再生能源以太阳能和风能为代表，凭借其清洁、安全、独立和可控的特点，逐渐成为推动全球低碳能源转型的主导力量。根据国际能源署（IEA）发布的World Energy Outlook 2022数据，可再生能源在全球能源供应结构中的比例从2010年的8.2%增长到2021年的11.8%。在2050年全球净零排放的情景下，2030年可再生能源的比例预计将达到30%以上，2050年将超70%。此外，随着社会经济的发展、人民生活水平的提升以及工业技术的革新，全球电力消耗不断增加，而持续扩张的电气化也将不断推动可再生能源的增长。91.8%88.2%69.3%41.4%29.9%8.2%11.8%30.7%58.6%70.1%201020212030E2040E2050E可再生能源不可再生能源注：预估的全球电力消耗量基于2050年净零排放情景。资料来源：IEA、灼识咨询6在技术进步、成本优化和环保意识提高等因素的共同推动下，可再生能源在全球电力结构中的比重在不断增加。在技术进步、成本优化和环保意识提高等因素的共同推动下，可再生能源在全球电力结构中的比重在不断增加。太阳能发电的度电成本不断下降，推动太阳能发电渗透率持续提升。太阳能发电的度电成本不断下降，推动太阳能发电渗透率持续提升。全球发电结构，按能源划分，全球发电结构，按能源划分，2010-2050E累计装机量占比累计装机量占比各能源类型发电占比各能源类型发电占比80%72%39%12%18%18%20%19%7%21%32%20%37%0.1%2%20104%20212030E2050E74%60%32%19%22%19%15%12%10%20%23%11%33%46%1%3%201020212030E2050E太阳能风能其他可再生能源不可再生能源关键分析关键分析 随着太阳能发电的度电成本不断降低，太阳能发电的渗透率在过去几年中持续提升，预计未来将继续保持增长趋势。根据国际能源署发布的World Energy Outlook 2022数据，太阳光伏装机累计容量在全球总装机容量中的占比从2010年的0.8%增长到2021年的10.9%，预计到2030年将继续快速增加至30%以上，到2050年将超45%。太阳能发电将持续引领全球以清洁能源为主导的能源转型。与此同时，太阳能发电在全球总发电量中的占比从2010年的0.1%增长到2021年的3.5%，预计到2030年占比将超20%，到2050年将超35%。资料来源：IEA、灼识咨询7全球光伏新增装机量，按地区划分，全球光伏新增装机量，按地区划分，2018-2027E0100200300400500600700800900201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E中国美国欧洲印度中东非其他关键分析关键分析GW光伏发电已步入平价上网时代，在部分国家/地区甚至实现了低价上网，显著提升了全球对光伏市场的需求。2018年至2022年间，全球光伏新增装机容量大幅上升。未来，随着全球碳中和进程的推进及全球主要国家对以光伏为代表的清洁能源转型的持续推进，全球光伏新增装机量的需求有望持续高涨。中国在产业政策端持续支持及推动光伏等可再生能源的发展，中国的光伏产业链完善、供应链充足、制造工艺成熟，在供应端具有显著的优势，叠加中国国内市场对光伏装机有着巨大的需求，使得中国作为全球最大的光伏市场在过去几年中仍实现了爆发式的增长。亚太地区其他国家的光伏新增装机量近年增速相对较低，中东非地区的新增装机量也较少，但随着各国政策对能源转型、能源安全的重视叠加光伏发电成本竞争力持续增强，印度等亚太地区其他国家和中东非地区的光伏新增装机具有较大增长潜力。美国在政策端加大对可再生能源相关领域投资，能够有效刺激美国光伏的长期需求。随着欧洲受电价飙涨及乌俄战争等因素的影响，欧洲对以光伏为代表的可再生能源的需求蒸蒸日上。光伏发电已步入平价甚至是低价上网时代，市场需求强劲，全球光伏新增装机量快速大幅增长。中国新增装机量光伏发电已步入平价甚至是低价上网时代，市场需求强劲，全球光伏新增装机量快速大幅增长。中国新增装机量持续领先全球，欧美地区增速亮眼，印度等亚太地区和中东非地区潜力均较大。持续领先全球，欧美地区增速亮眼，印度等亚太地区和中东非地区潜力均较大。资料来源：灼识咨询注：基于2023年前三季度市场情况而做出的装机量预测。8驱动因素：大力开发可再生能源、实现碳中和成为全球普遍共识，助推以光伏等可再生能源为代表的全球能源转驱动因素：大力开发可再生能源、实现碳中和成为全球普遍共识，助推以光伏等可再生能源为代表的全球能源转型加速。型加速。加入加入巴黎协定巴黎协定的国家及其减排计划的国家及其减排计划预计于2050年及之前达成碳中和预计于2050年以后达成碳中和未提及预计达成碳中和时间 在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的背景下，可再生能源的开发利用日益受到国际社会的重视。全球共有超过190个国家加入了巴黎协定。大力发展可再生能源、实现碳中和已成为全球普遍共识。此外，2022年爆发的俄乌冲突导致能源供应紧张和触发能源价格飙升，引发了全球性能源危机。全球多国在此背景下愈发重视能源安全及自主可控，能源转型的迫切性不断提升。大力开发可再生能源、实现碳中和成为全球普遍共识，助推全球能源转型加速。在各类可再生能源中，光伏具有资源充足、清洁安全、应用广泛灵活、经济潜力大等优势。在双碳成为全球普遍共识的大背景下，全球光伏行业有望延续快速增长的态势。关键分析关键分析1资料来源：CLIMATE WATCH Net-Zero Tracker、灼识咨询9驱动因素：随着光伏技术进步和规模化生产，光伏发电成本快速下降，其在各类清洁能源中的成本竞争优势不断驱动因素：随着光伏技术进步和规模化生产，光伏发电成本快速下降，其在各类清洁能源中的成本竞争优势不断凸显且未来仍有较大的降本空间。凸显且未来仍有较大的降本空间。全球不同发电模式全球不同发电模式LCOE对比对比USD/kWh生物能源生物能源地热能地热能氢能氢能陆上风能陆上风能海上风能海上风能关键分析关键分析在各类清洁能源中，光伏具有资源充足、清洁安全、应用广泛灵活、经济潜力大等优势。根据IRENA数据，光伏平准化度电成本(LCOE)从2010年的USD0.417/kWh下降至2021年的USD0.048/kWh，降幅达88.5%，目前在部分地区已经低于传统的燃煤发电，成本竞争优势不断凸显。随光伏产业的制造成本持续下降叠加产业技术的持续迭代，预计到2050年光伏LCOE仍有较大的下降空间。注：LCOE（平准化度电成本），是指在项目生命周期内，通过对成本和发电量的加权计算得出的发电成本，即是生命周期内成本与生命周期内发电量的比率。0.0780.067201020210.0500.068201020210.0390.048201020210.4170.0482010202120500.1880.075201020210.1020.03320102021光伏光伏资料来源：IRNEA、IEA、灼识咨询2仍有较大下降空间10一全球光伏行业概览二二全球光伏电池片市场分析全球光伏电池片市场分析三全球TOPCon电池片产能及设备市场分析四全球HJT电池片产能及设备市场分析五热点分析-全球HJT电池片降本路径及主要厂商分析六热点分析-全球XBC电池片市场未来展望及主要厂商分析11从光伏电池片环节看，其产业链上游主要为硅片和电池制造设备供应，下游与光伏玻璃、边框、焊带、胶膜等共从光伏电池片环节看，其产业链上游主要为硅片和电池制造设备供应，下游与光伏玻璃、边框、焊带、胶膜等共同构成光伏组件。同构成光伏组件。光伏电池片产业链分析光伏电池片产业链分析资料来源：灼识咨询上游上游中游中游下游下游硅片和设备硅片和设备光伏电池片生产光伏电池片生产光伏组件光伏组件电池片电池片光伏玻璃光伏玻璃光伏边框光伏边框光伏焊带光伏焊带光伏胶膜光伏胶膜光伏组件光伏组件单晶硅棒单晶硅片多晶硅锭多晶硅片硅料注：不同电池片的制造环节不一，所需设备不尽相同，此处为通常所需设备。硅硅片片设设备备注：不同电池片的生产环节不一，但基于晶硅电池的基本原理，核心工序通常包括清洗制绒、扩散制结、钝化镀膜、金属化四大步骤。清洗制绒清洗制绒金属化金属化扩散制结扩散制结钝化镀膜钝化镀膜清洗制绒设备扩散制结设备钝化镀膜设备金属化设备等注：此处产业链分析仅从电池厂商角度出发，对于一体化光伏制造商角度而言，其下游主要为各类企业及终端用户。12光伏电池片的光电转换效率是光伏发电系统最关键的影响因素，也是当前光伏产业唯一存在巨大技术变革的核心光伏电池片的光电转换效率是光伏发电系统最关键的影响因素，也是当前光伏产业唯一存在巨大技术变革的核心环节。光伏电池片分为晶硅和非晶硅两大类，晶硅是市场上的绝对主流路线，而在晶硅电池片中又以单晶为主。环节。光伏电池片分为晶硅和非晶硅两大类，晶硅是市场上的绝对主流路线，而在晶硅电池片中又以单晶为主。太阳能电池片也称为光伏电池片，是一个薄的半导体片，也是光伏发电系统中的基本单元，用于将太阳光转换成电能。将光转化为电力的过程被称为光电效应。光伏电池片作为光电转换效率的决定性影响因素，是目前光伏主产业链各环节中唯一存在巨大技术变革的核心环节。光伏电池片分为晶硅和非晶硅（主要为薄膜），晶硅电池片是目前市场上的主流技术选择，在晶硅电池片中又以单晶电池为主。晶硅电池片根据掺杂元素不同可分为P/N型，如在硅中掺入三价元素硼则为P型，在硅中掺入五价元素如磷则为N型。N型电池片根据技术路线不同又分为TOPCon、HJT、IBC等。类型类型技术路线技术路线具体介绍具体介绍PERC，发射极钝化和背面接触电池利用特殊材料在电池片背面形成钝化层作为背反射器，增加长波光的吸收，同时增大 p-n 极间的电势差，降低电子复合，提高效率。TOPCon，隧穿氧化层钝化接触电池在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构。HJT，异质结电池是一种结合了晶体硅和非晶硅的太阳能电池。核心结构是在晶体硅表面沉积非晶硅层。这种结构利用了非晶硅的优异表面钝化特性和晶体硅的高光电转换效率。IBC，交指状背接触电池把正负电极都置于电池背面，减少置于正面的电极反射一部分入射光带来的阴影损失。晶硅晶硅电池片电池片多晶硅电池片单晶硅电池片多晶P型P型N型BSF多晶黑硅常规多晶PERCTOPConHJTIBCP型型N型型注：晶硅电池的P/N型主要区别之一在于掺加元素不同，多晶硅电池也可分为P/N型。BC（Back Contact）技术为平台技术，XBC（X Back Contact）为各类背接触光伏电池的统称，其基型为IBC。BC技术可结合其他技术路线，如BC技术与TOPCon结合为TBC，与HJT结合则为HBC，与PERC结合则为PBC。资料来源：灼识咨询13不同电池片结构与特点各不相同。简单来看，不同电池片结构与特点各不相同。简单来看，PERC电池背面钝化提高反射率，增强光捕获；电池背面钝化提高反射率，增强光捕获；TOPCon优化表面优化表面传导，提高载流子分离效率；传导，提高载流子分离效率；HJT结合异质结构，实现高转换效率；结合异质结构，实现高转换效率；IBC通过背接触设计，提升电池整体效率。通过背接触设计，提升电池整体效率。资料来源：灼识咨询TCO透明导电膜P型氢化非晶硅层本征非晶硅薄膜N型硅衬底本征非晶硅薄膜N型氢化非晶硅层TCO透明导电膜Ag减反射层钝化膜N+发射极P型硅衬底钝化膜铝背场a减反射层钝化层N+前表面场N型硅衬底钝化层减反射层钝化膜P+发射极N型硅衬底超薄隧穿氧化层N型多晶硅薄膜镀金属AlAgN+BSFN+BSFP+发射极AgAgAgAgAgAgAlAgAgbc光照稳定性光照稳定性非晶硅薄膜有光致衰减效应（S-W效应），随着光照时间延长，效率下降，但是HJT太阳能电池的S-W效应很弱甚至不存在。温度稳定性温度稳定性HJT电池在温度系数等方面较优，其温度系数仅为-0.25%/，在高温与低温环境下都有较好的温度特性。结构对称结构对称HJT电池结构对称，双面率高达93%-98%，且上下表面受力均匀，可实现薄片化。本征非晶硅薄层本征非晶硅薄层非晶硅薄膜的引入使得HJT电池的晶硅衬底前后表面实现了良好的钝化，且非晶硅薄膜隔绝了金属电极与硅材料的直接接触，其载流子复合损失进一步降低，转换效率得以提升。背面钝化背面钝化PERC电池采用发射极及背面钝化电池技术，即用钝化膜来钝化背面，取代了传统的全铝背场，增强光线在硅基的内背反射，降低了背面的复合速率，从而使电池的效率提升0.5%-1%。结构简单结构简单PERC电池只是在常规电池的基础上对背面进行钝化并形成背面局部接触，根据电池工艺流程，只需在原有常规工艺的基础上增加背面钝化工艺以及背面开窗工艺即可。PERC结构图及其特点结构图及其特点HJT结构图及其特点结构图及其特点d美观的无栅线遮挡结构美观的无栅线遮挡结构正负极的金属接触均在电池片的背面，使得电池表面完全看不到传统光伏电池在正面的金属栅线，没有栅线的电池正面在外观上也更加美观，商业化前景较好高转换效率高转换效率IBC电池采用正面无遮挡结构，最大化利用入射光子，短路电流可显著提高。正负电极位于电池背面，无需考虑栅线遮挡问题，可优化栅线设计，降低串联电阻，提高FF（填充因子）。正面无遮挡设计允许针对表面进行最优化，降低前表面复合速率和表面反射，从而提高Voc（开路电压）和Jsc（短路电流密度）。这些提高短路电流、FF、Voc的优势，让IBC电池实现了高效转换。温度稳定性温度稳定性TOPCon电池在高温环境下表现出优异的稳定性，可承受高达500摄氏度的温度。界面钝化性能界面钝化性能由于TOPCon的SiNX富含氢原子，可以在热处理过程中对表面和体内的缺陷进行化学钝化。全面及收集载流子全面及收集载流子TOPCon 钝化接触电池的Poly-Si与Si基底界面间的氧化硅通过化学钝化降低界面态密度，降低电子空穴复合几率，也增加了电阻率形成多数载流子的选择性接触，提高极限效率。结构简单结构简单超薄氧化层可允许多子电子隧穿，实现电子和空穴分离，在其上沉积一层金属作为电极就实现了无需开孔的钝化接触结构。TOPCon结构图及其特点结构图及其特点IBC结构图及其特点结构图及其特点注：“Ag”和“Al”分别代表银（Silver）和铝（Aluminum），通常用于指示电池中使用的不同金属材料。IBC结构图参考席珍珍等：IBC 太阳电池技术的研究进展。14从制备工艺看，从制备工艺看，TOPCon相比相比PERC增加了薄膜沉积环节，增加了薄膜沉积环节，HJT的制备流程较为简洁，的制备流程较为简洁，IBC的制备相较传统的工的制备相较传统的工艺路线则更为多变，其改变主要体现在背电极的构型。艺路线则更为多变，其改变主要体现在背电极的构型。PERC（10步步）aHJT（6步步）c清洗制绒扩散（磷）激光SEPSG去除和背面刻蚀背面+正面SiNx激光开槽丝网印刷烧结背面AlOx电注入/光注入LPCVD：隧穿氧化层和i-Poly-Si离子注入退火LPCVD：隧穿氧化层和n-Poly-SiPECVD/PEALD/PVD隧穿氧化层和n-Poly-Si去PSG+绕镀清洗磷扩退火退火清洗TOPCon（11-14步步）清洗制绒扩散（硼）激光SE二次硼（退火）BSG去除和背面刻蚀正面+背面SiNx烧结正面AlOx电注入/光注入丝网印刷PECVD制备双面非晶硅HWCVD制备双面非晶硅清洗制绒PVD制备双面TCORPD制备双面TCO丝网印刷固化电注入/光注入b资料来源：灼识咨询IBCd清洗制绒扩散（硼）湿化学法丝网印刷烧结电注入/光注入磷掺杂湿化学法背面掩膜开槽背面沉积掩膜刻蚀SiNx钝化15各类电池各类电池技术正面平均转换效率变化趋势，技术正面平均转换效率变化趋势，2022-2030E232425262720222023E2024E2025E2027E2030E%XBC电池HJT电池TOPCon电池PERC电池关键分析关键分析截至2021年底，PERC电池技术仍是市场主流。然而其转换效率已逼近实验室效率极限。由于转换效率的瓶颈，各电池厂商都在努力追求技术上的改进和效率上的突破。目前N型电池已成为未来高转换效率的方向。TOPCon电池通过在背面覆盖一层沉积在超薄隧穿氧化硅层上的掺杂多晶硅薄层，形成了较好的钝化接触结构，促进电子在多晶硅层横向传输时被金属收集，从而有效地降低了表面复合和金属接触复合，提升了光电转换效率。HJT电池兼具晶硅与薄膜太阳能优势，表面钝化效果更好，其晶硅衬底的前后表面均实现了良好的钝化，并且隔绝了金属电极和硅材料的直接接触，进一步降低了载流子复合损失，提升了电池转化效率。XBC，即背接触光伏电池，其电池结构特点为正面沉积钝化和反射膜、无金属栅线，消除了栅线电极的遮光损失，目前转换效率较高且未来仍有较高提升空间。今后随着技术发展，TBC、HBC 等BC类组合电池技术有望不断取得进步。未来随着生产成本的降低及良率的提升，N型电池将会成为电池技术的主要发展方向。资料来源：CPIA、灼识咨询注：XBC为各类BC电池（背接触光伏电池）的统称，其基型为IBC（叉指状背接触电池）。随着新型高效电池技术的成熟及大规模应用，各类型光伏电池片的转换效率在不断提升。随着新型高效电池技术的成熟及大规模应用，各类型光伏电池片的转换效率在不断提升。N型高效电池在目前转型高效电池在目前转换效率和未来增长空间上全面优于换效率和未来增长空间上全面优于PERC，已成为电池技术的主要发展方向。，已成为电池技术的主要发展方向。16对比维度对比维度PERCTOPConHJTXBC理论极限转换效率理论极限转换效率24.5%28.7%128.5%29.1%实验室效率实验室效率24.5%26.7%226.81%3N/A平均量产转换效率平均量产转换效率23.2%-23.6%25.2%-25.7%25.3-26.0%26.5%4核心工艺数量核心工艺数量7道8道4道不同路线数量不一制备温度制备温度8501,10090(%)双面率相对较低温度系数温度系数-0.35%/-0.30%/-0.24%/-0.29%/衰减率衰减率首年衰减2%次年衰减0.45%首年衰减1%次年衰减0.4%首年衰减1%次年衰减0.25%首年衰减1%次年衰减0.35%5薄片化薄片化150m130m120m130mN型高效电池不仅在转换效率方面大幅优于型高效电池不仅在转换效率方面大幅优于PERC，在制备工艺、双面率、衰减率等方面也各有优势，例如，在制备工艺、双面率、衰减率等方面也各有优势，例如HJT核心制备工艺更简单，又如核心制备工艺更简单，又如TOPCon和和HJT双面率全面优于双面率全面优于PERC，N型高效电池的衰减率均低于型高效电池的衰减率均低于PERC。光伏电池技术路径对比光伏电池技术路径对比资料来源：灼识咨询注：各类电池片的转换效率仅供参考，组件的转换效率对比更为直接。薄片化数据截至2023年上半年。注1：双面TOPCon，单面POLY TOPCon约为27.1%。注2：参考中来股份在自主研发的J-TOPCon3.0 POPAID技术和M10尺寸N型电池片的基础上实现的实验室转换效率。注3：参考隆基绿能自主研发的硅异质结电池转换效率。注4：参考爱旭ABC量产平均转换效率。注5：参考爱旭ABC组件衰减率。17全球光伏电池产能近年大幅增加，中国持续占据全球最大份额。亚太地区产能由于部分政策原因近年增速加快，全球光伏电池产能近年大幅增加，中国持续占据全球最大份额。亚太地区产能由于部分政策原因近年增速加快，但目前整体产能仍十分有限。未来，包括中国在内的全球主要光伏生产地区产能都将延续快速增长的势头。但目前整体产能仍十分有限。未来，包括中国在内的全球主要光伏生产地区产能都将延续快速增长的势头。全球光伏电池产能，按地区划分，全球光伏电池产能，按地区划分，2018-2027E05001,0001,5002,0002,500201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E中国亚太（不含中国）欧洲美洲其他地区关键分析关键分析近年来，随着中国光伏产业的快速发展，中国光伏电池片产能增长迅猛。在头部企业持续扩张的背景下，中国光伏电池片产能高速增长，全球光伏产业供应持续以中国为核心。部分国家如美国愈发重视建立本土光伏产业链以维护能源安全、获得绿色低碳经济话语权，美国近年对针对中国光伏产品进口出台了一系列政策进行阻碍，以期重振其本土光伏制造业。相关政策包括对光伏产业各环节的补贴和税收优惠，在此空前补贴力度的刺激下，大量新建光伏电池产能计划推出，未来有望刺激美国本土光伏电池产能持续增长。但目前仍然以亚太（不含中国）地区进口光伏产品为主。随着欧洲扩大建设新光伏电池厂，且亚洲重要电池厂商扩大该地区业务，欧洲光伏电池产能将进一步提升。当前全球各地区光伏电池平均产能利用率大多都低于70%，不少厂商的产能尚未完全释放。GW资料来源：灼识咨询注：基于2023年上半年市场情况而做出的预测。18光伏产业技术革新加快，光伏产业技术革新加快，N型高效电池产能显著增加。型高效电池产能显著增加。TOPCon为当前部分头部产商首选；随着为当前部分头部产商首选；随着HJT电池工艺的电池工艺的逐渐成熟及成本持续下降，市占也有望不断增加；逐渐成熟及成本持续下降，市占也有望不断增加；BC为平台技术，在未来经济性凸显后，市占有望大幅提升。为平台技术，在未来经济性凸显后，市占有望大幅提升。全球光伏电池产能，按技术路径划分，全球光伏电池产能，按技术路径划分，2018-2027E95.1%94.2%94.3%93.8%86.9%63.7%46.6%28.8%20.6%17.4%4.9%5.8%5.7%6.2%13.1%36.3%53.4%71.2%79.4%82.6%201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E关键分析关键分析过去几年，PERC电池基于其强大的性价比优势，在光伏电池产业中占据主导地位，其产能一度领跑全行业。但随着新型高效太阳能电池技术的涌现与发展，以及对电池更高转换效率的需求，各大厂商逐渐转向其他类电池布局，PERC电池产能占比下降。TOPCon方面，当前部分头部光伏厂商大力布局TOPCon电池，产能快速增加。HJT方面，由于HJT生产线与目前主流的PERC电池工艺与产线互不兼容，部分光伏厂商对HJT投资仍较为谨慎。然而HJT较TOPCon的优势是其效率提升空间相对较大，虽然前期投资大，但从中长期角度上来看具有一定的发展潜力。随着HJT电池工艺的逐渐成熟与良率的提升，多家光伏电池制造商已经率先部署HJT电池的产业化线路，预计未来产能将不断增加。BC方面，随着头部企业押注BC电池后市场热度高涨。BC作为平台技术，在未来经济性凸显和技术成熟后，产能有望大幅提升。GW资料来源：灼识咨询注：产能为名义产能。N型包括TOPCon、HJT、XBC。N型P型19一全球光伏行业概览二全球光伏电池片市场分析三三全球全球TOPCon电池片产能及设备市场分析电池片产能及设备市场分析四全球HJT电池片产能及设备市场分析五热点分析-全球HJT电池片降本路径及主要厂商分析六热点分析-全球XBC电池片市场未来展望及主要厂商分析20TOPCon技术路线成为了业内部分玩家的首选，技术路线成为了业内部分玩家的首选，TOPCon名义产能近年大幅增加。晶科、晶澳、捷泰、正泰、一名义产能近年大幅增加。晶科、晶澳、捷泰、正泰、一道等玩家目前的道等玩家目前的TOPCon名义产能占总名义产能之比均大于名义产能占总名义产能之比均大于50%。主要玩家的主要玩家的TOPCon电池片产能，电池片产能，2023E关键分析关键分析光伏行业经历着技术发展和市场需求的动态变化。2022年下半年，部分光伏企业已实现了N型TOPCon电池大规模量产，TOPCon产业化进展迅速，光伏行业由P型向N型技术升级的序幕加速拉开。初步估算，23年底TOPCon行业名义产能超过350GW，在规划中的产能超250GW。未来几年，TOPCon产能将超过PERC产能。新一轮行业竞争中，拥有电池片环节核心技术能力、优于同业的成本控制能力、稳健的财务情况的玩家，将获得更为有利的市场竞争地位。注：名义产能指预计的2023年底名义产能。规划产能是基于2023年前三季度的统计数据。产能数据均为预计值，或与各企业实际名义产能和披露的名义产能有所偏差。资料来源：灼识咨询643825443016253010179510965552%24%82%75%31%100%22%19%28%60%100%100%24%63%63%50%40%88%100%54%7%010203040506070809010011012071%晶科30晶澳41通威0捷泰6正泰17天合5一道0隆基20阿特斯0中润111东磁3中来6Waaree0润阳2亿晶4协鑫62阿达尼0腾晖0赛拉弗32Renew02尚德11英利12068664456333030301712121136101085552210GW规划产能名义产能TOPCon名义产能占总名义产能之比21LPCVD 路线路线PECVD 路线路线PVD工作原理工作原理将一种或数种气态物质，在较低压力下，用热能激活，使其发生热分解或化学反应，沉积在衬底表面形成所需的薄膜。借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。在真空条件下，用物理的方法（真空溅射镀膜）使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。图示图示优点优点工艺成熟，控制简单容易厚度均匀性好，致密度高原位掺杂，绕镀轻微，冷壁成膜速率快原位掺杂，无绕镀，冷壁成膜速率快缺点缺点成膜速率慢，有绕镀，需要高温石英器件沉积严重厚度均匀性偏差气泡问题，膜层致密度不高设备成本高，靶材用量大成膜速度成膜速度5-8 nm/min（intrinsic）;1-3 nm/min（in-situ doping）10 nm/min（in-situ doping）10 nm/min（in-situ doping）掺杂方式掺杂方式二次掺杂磷扩散/离子注入结合退火原位掺杂原位掺杂薄膜绕镀薄膜绕镀绕镀，需增加额外刻蚀，且刻蚀控制较为复杂轻微绕镀易清洗无绕镀工艺时间工艺时间本征多晶硅沉积（120min）磷扩散 or 离子注入结合退火掺杂非晶硅沉积（20-40min）晶化退火（30min）未知产品良率产品良率90%-98%预期或较LPCVD高97%设备需求设备需求扩散炉/离子注入机/退火炉，刻蚀机晶化处理需退火炉，取决于技术方案的配套设备隧穿氧化层需PECVD制备，晶化处理需退火炉 取决于技术方案的配套设备常见问题常见问题绕镀，石英器件沉积严重气泡，掉粉Uptime（正常运行和可用的时间比例）低厂商列举厂商列举拉普拉斯，SEMCO，Tempress，普乐，捷佳伟创，北方华创，赛瑞达等捷佳伟创，赛瑞达，金辰，CT、微导等杰太TOPCon 镀膜设备参考镀膜设备参考TOPCon设备市场分析：设备市场分析：TOPCon的薄膜沉积设备按照工艺原理的不同，可以分为的薄膜沉积设备按照工艺原理的不同，可以分为CVD（化学气相沉积）与（化学气相沉积）与PVD（物理气相沉积）两大类。（物理气相沉积）两大类。CVD可以提供更高的膜层质量和更好的接触特性，是目前市场主流。可以提供更高的膜层质量和更好的接触特性，是目前市场主流。反应气体反应气体SiH4热场热场多晶硅薄膜多晶硅薄膜載硅片衬底硅片衬底载版载版分子自由程长分子自由程长等离子体等离子体场场SiH4H2PH3反应气体反应气体掺杂非晶硅掺杂非晶硅薄膜薄膜硅片衬底硅片衬底载版载版正极正极基底基底磁场磁场电子电子目标原子目标原子氩离子氩离子靶材靶材负极负极资料来源：Infolink、灼识咨询122LPCVD单双插介绍单双插介绍LPCVD单插单插LPCVD双插双插（掩膜法）（掩膜法）LPCVD双插双插（添加剂法）（添加剂法）流程流程分析分析 不能双插的原因不能双插的原因 磷扩环节绕扩到前面的磷会使BSG变成BPSG 去PSG环节HF对BPSG腐蚀速度较BSG快，正面较薄的BPSG区域在RCA环节易被抛光 厂商列举厂商列举：时创 作用作用：保护正面BSG，避免RCA环节局部区域抛光 优势优势：正面BSG保护性强 劣势劣势：需要引入正面涂覆和退货成膜设备，厂商多停留在试验极端，仍未导入量产 厂商列举厂商列举：时创，拓邦 作用作用：保护正面BSG和边缘BPSG 优势优势：无需引入新的工序，核心是各环节工艺与添加剂的配合，更易被接受 劣势劣势：各环节工艺参数与添加剂的配合要求高清洗制绒扩散(硼)激光SE二次硼(退火)去BSG+背面刻蚀SiO2+i-Poly-Si磷扩去PSG+RCA正面AIOx正面+背面SiNx金属化正面掩膜LPCVD技术成膜质量高，设备产能较大，同时易于维护。技术成膜质量高，设备产能较大，同时易于维护。LPCVD设备分为单双插，双插可同时处理多个硅片，设备分为单双插，双插可同时处理多个硅片，在生产效率和成本效益方面或更优在生产效率和成本效益方面或更优，部分部分电池片厂商正寻求采用电池片厂商正寻求采用LPCVD双插技术替代单插技术双插技术替代单插技术以提高生产效率以提高生产效率。资料来源：Infolink、灼识咨询2清洗制绒扩散(硼)激光SE二次硼(退火)去BSG+背面刻蚀SiO2+i-Poly-Si磷扩去PSG+RCA正面AIOx正面+背面SiNx金属化清洗制绒扩散(硼)激光SE二次硼(退火)去BSG+背面刻蚀SiO2+i-Poly-Si磷扩去PSG+RCA(添加剂)正面AIOx正面+背面SiNx金属化23TempressSEMCO拉普拉斯拉普拉斯普乐普乐北方华创北方华创松煜松煜红太阳红太阳赛瑞达赛瑞达Centrotherm赛瑞达赛瑞达红太阳红太阳捷佳伟创捷佳伟创金辰金辰微导微导杰太杰太工艺路线工艺路线2合12合12合12合12合12合12合12合13合13合13合13合13合13合13合1隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2隧穿SiO2（热氧）（热氧）（热氧）（热氧）（热氧）（热氧）（热氧）（热氧）（PECVD）（PECVD）（PECVD）（PECVD）（热氧/PECVD）（PEALD/PECVD）（PECVD）+ex-situ Polyex-situ Polyex-situ Polyex-situ Polyex-situ Polyex-situ Polyex-situ Polyex-situ Polyin-situ Polyin-situ Polyin-situ Polyin-situ Polyin-situ Polyin-situ Polyin-situ Poly（LPCVD）（LPCVD）（LPCVD）（LPCVD）（LPCVD）（LPCVD）（LPCVD）（LPCVD）（PECVD）（PECVD）（PECVD）（PECVD）（PECVD）（PECVD）（PVD）模式模式管式管式管式管式管式管式管式管式管式管式管式管式管式管式板式原位掺杂原位掺杂可选可选可选可选可选可选可选可选是是是是是是是硅片尺寸硅片尺寸-156-220156-210156-210156-230166-230-166-230166-230156-210156-210156-210