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技术进步推进单晶电池扩大市场份额

发表于:2015-11-16 16:49:18     来源:隆基股份

历经前几年的光伏市场波动和抢装热潮,多晶以其低价和产能优势迅速抢占国内低端市场,而单晶以其品质优势主要外销欧美高端市场。然而,单晶比多晶毕竟拥有更多的技术进步空间,且技术进步速度不断加快,导致单晶逐步在低端市场扩大应用,特别是随着单晶产能的提升和硅片价格的持续下降,来自发电端投资回报意识的提升降低了盲目抢装,单晶组件最近几年在国内开始持续扩大装机量,并以发电端实实在在的对比优势逐步呈现,使得国内外光伏主流企业和投资商开始注意到单晶硅片相比多晶硅片具有更高的性价比,单晶代表着未来的趋势,这种认可度2015年以来开始呈现爆发之势。

典型的风向标是领先的薄膜和光伏项目开发商First Solar于2013年4月收购了产能100MW的美国单晶企业TetraSun;SolarCity于2014年6月收购Silevo并规划1GW单晶电池工厂;茂迪、昱晶及旭泓等台系电池厂纷纷扩张单晶硅电池产能;保利协鑫2015年5月也宣布将在宁夏投资10GW的单晶项目;全球最大的单晶硅材料供应商隆基股份计划在银川建设3GW单晶项目,并持续并购和更新建设单晶电池、组件生产线,在未来3-5年进一步扩展单晶产能。光伏主流企业在单晶技术路线上的频频扩张与投资,使得单晶市场的扩张蓄势待发。

根据TrendForce旗下新能源事业处EnergyTrend公布的最新数据,截止2015年10月份,全球光伏中单晶硅片比例进一步攀升至18%,而多晶硅片比例占比进一步萎缩至76%。全球单晶硅片在晶体硅光伏中的占比高于国内。价格方面,目前单晶硅片价格已从2015年年初的US$1.04降至US$0.92~0.93/pc,单晶电池片成本也连带下降。近期中国市场已出现主流单晶电池价格达到RMB 2.35/W,为市场首次出现单晶电池价格等于多晶电池价格,使得单晶硅片在组件端更高的性价比优势进一步凸显,单晶技术的快速进步在确保利润的前提下,价格快速下降并逼近多晶价格,并仍然具备比多晶更大的降价空间,在蓄势抢占多晶市场份额的同时,加速了光伏发电去补贴实现平价上网的步伐。

 


 

图1 EnergyTrend最新公布的单多晶份额对比数据

【单晶VS多晶】

一、 材料性能对比

单多晶的晶体生长工艺不同,单晶硅的晶面取向相同、无晶界,品质优异,而多晶硅的晶面取向不同、晶界繁杂、位错密布,晶格缺陷增多,导致单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、机械性能方面与单晶相比有显著差异。因此,两种材料的生产工艺与结构决定了单晶具有以下优势:

1) 单晶硅比多晶硅材料具有更低的晶格缺陷。

2) 单晶硅片比多晶硅片有更高的机械强度,更低的碎片率。

3) 单晶硅电池比多晶硅电池的少子寿命和转换效率更高,效率提升空间更大;

4) 单晶硅组件更高的集约性,更适用于屋顶等有限安装面积的分布式小型电站。

5) 单晶硅电站比多晶硅电站的实际发电量多5~6%以上,单晶硅电站长期衰减比多晶硅低至少3%以上,单晶硅电站投资回报率(IRR)比多晶电站至少高2.78%。

综上所述,单多晶材料性能对比,单晶VS多晶,行业公认单晶有绝对优势。

二、铸锭与拉晶成本对比

单晶拉棒与多晶铸锭成本均主要由设备折旧费、人工费、水电费、辅料费、原料损耗等构成,单炉产出是单晶拉棒与多晶铸锭成本差异的主要原因。目前,多晶铸锭主流炉型G6的投料量在800kg左右,已逐步接近规模与成本兼顾的临界值,在大型热场、坩埚等成本取得突破性下降前,单炉投料量进一步做大的实用区间有限。近年来,随着单晶领域连续拉晶、多次加料拉晶、大装料、快速拉晶、节能热场等技术的快速突破与推广应用,先进单晶制造商单炉投料量已经达到500kg以上,正在研发测试中的CCZ连续加料技术,能够实现边拉晶边加料,进一步大幅提高投料量和单炉产量,降低拉晶成本,在长晶环节逐渐逼近多晶铸锭;单晶领域通过提升单晶炉自动化、智能化控制水平,减少单晶生长过程中的人为干预和用工数量,从而提高成晶率并降低人工成本。单晶领域的不断快速进步,使得单晶方棒成本以更快的速度下降,并且单晶方棒与多晶方锭的成本差距在逐年缩小并逼近,如图2所示。


图2 单晶方棒与多晶方锭非硅成本下降趋势(元/kg)

综合来看,尽管单多晶都在进步,但多晶相对于单晶在晶体生长环节的传统成本优势正在下降。因此,铸锭与拉晶成本对比,单晶VS多晶,多晶勉强维持着一定的相对优势,多晶的对比优势在缩小。

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