了解光伏产业链各环节及各环节主要企业？傲世皇朝平台怎么样！为减少碳排放与加强能源安全，在能源转型的当代，光伏发电是各国主要的能源替代方案。据PVinfolink预测，光伏装机未来十年或迎来十倍增长，预计2050年全球新增装机需求达1246~1491GW。而据隆基总裁李振国预测，到2030年，全球新增装机规模需达到每年1500GW~2000GW，并且需要持续30年的安装，才能真正对全球能源转型形成有效支撑。因此，光伏拥有巨大的市场空间，带来的巨大增长机会。

　　世界首个光伏电池诞生至今已有近 70 年历史，但中国光伏的大规模发展历史仅二十来年，由早期的在国际市场中两头受制，到现在的出口“新三样”之一，中国光伏在世界最为耀眼！我们来介绍一下光伏产业链的主要环节，并顺便介绍下我国光伏各个环节在世界的情况以及全球主要企业。

　　光伏产业链可以分成上、中、下游三部分，上游主要是硅料及硅片，中游则涵盖了电池片、组件、辅料以及支架、逆变器等系统部件，下游则是以电站为主的终端应用。

　　一、硅料硅料是一种半导体材料，半导体的意思就是导电性介于导体与绝缘体之间，电阻率大概在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内。现在主要应用在太阳能电池片，亦可用于制作半导体器件和集成电路，市场非常大。硅的元素符号是Si，自然界分布极广，普通的沙子就是不纯的二氧化硅，所以硅料的生产原材料主要就是石英砂或者石英石。石英石主要来源于石英矿，将石英矿进行提纯成工业硅就是硅料的生产。硅料纯度主要分为两种，一种是6N标准，也就是纯度99.9999%，还有一种9N标准，纯度99.9999999%，还有更高11个9的。之前的光伏P型电池，对纯度要求没那么高，所以主要用6N标准的硅料。芯片的底片也是硅料做的，由于集成度非常高，所以要用9N标准的硅料。但现在N型光伏电池要求硅料达到至少电子二级及以上水平。硅料环节是光伏产业链的最上游，是投资额度大、技术门槛高、成本控制难的生产环节。目前，主要生产技术为改良西门子法（多数企业用）和硅烷流化床法 （主要协鑫用），另外，吉利汽车的李书福与刘立新博士合作计划投资“硅物理提纯法”生产硅料，“硅物理提纯法”又称冶金法。不管是西门子法，还是流化床法，都属于化学方法。化学方法注定要比物理法生产的产品纯度更高。西门子法通过三氯氢硅（SiHCl3）和氢气发生还原反应（1080℃）制 备多晶硅，还原反应在钟罩式还原炉中进行，产生的高纯晶硅沉积在 呈 U 型的高温硅芯（载体）上，因此初始成品为硅棒状（又称“棒状 硅”），破碎后可用于下游拉晶。改良西门子法在西门子法的基础上增 加了尾气回收和冷氢化工艺，实现了闭环生产，不仅能降低能耗，还 减少了副产品对环境的污染，自多晶硅工业化发展至今，绝大部分企 业都采用改良西门子法生产多晶硅，是当下比较成熟稳定又兼具低成 本的技术路线。流化床法（Fluidised Bed Reactor，FBR）根据原材料不同可分为三 氯氢硅法和硅烷法两种，目前除瓦克使用三氯氢硅外，天宏瑞科 （REC 合资）和保利协鑫（收购 SunEdison FBR 资产）均使用硅烷法。硅烷流化床法通过使硅烷气体（SiH4）热分解（500~700℃）并沉积在硅籽晶（载体）表面形成颗粒硅，由于反应器（流化床炉）从 底部注入气体时流速较高，籽晶刚发生反应时处于悬浮状态，因此沉 积面积大、速率快，可有效降低电耗，当籽晶长大到一定重量（直径约 2mm）时将沉降到反应器底部，最终通过管道排出颗粒硅成品，可直接用于下游拉晶。电价对改良西门子法成本影响较大，在节能背景下颗粒硅更具成本优势。硅烷流化床法反应温度低、沉积效率高，先进产能综合电耗低至 20kWh/kg 以下，远低于改良西门子法的 55-60kWh/kg，未来受高电价和节能影响较小，相对改良西门子法显示出比较明显的电力成本优势。冶金法以工业硅为原料，采用湿法冶金、真空熔炼、氧化精炼、定向凝固、特种场熔炼等技术组合而制备多晶硅。冶金法的特点是在提纯过程中硅不参与任何化学反应，依靠硅与杂质物理性质的差异，通过冶金熔炼的方法将杂质去除，从而获得满足太阳能电池性能需求的多晶硅。按照计划，吉利多晶硅项目方向是6N(6个9，即99.9999%，几个9即是几N))太阳能级多晶硅。《湖北日报》于2023年3月23日报道：“吉利硅谷二期一万吨多晶硅项目车间已于日前试产。”目前具体进展情况没有更多的准确数据。理论上，物理法提纯法电耗更低、建设周期短、一次性投入成本低、“三废”少且易于处理，成本将远低于以上两种方法。硅料的制备方法除了以上三种外，还有硅石碳热还原法、电解法、气液沉积法等等，但目前都不是太阳能级硅料的主流技术路线。硅料是整个光伏市场最上游的重要环节，影响整个光伏市场的良好运作。依据各企业 2022 全年度的硅料产量，全球光伏硅料企业20强，除了德国瓦克（全球排名第7）、韩国OIC（全球排名第10）和美国Hemlock（全球排名第13）三家外，其他17家企业全部为中国企业，中国企业多晶硅产量占全球产量的76%。全球硅料企业TOP20硅料产量总和超过130万吨，其中通威、协鑫、大全、新特、东方希望等老牌硅片企业为排名前五的主要力量。按2022年的产能，瓦克、OIC与Hemlock三家的总产能约10.2万吨，略低于全球排名第五的东方希望集团，也就是他们三相加成一个企业也只能在中国排到第6名。第一名的通威2022年产能是34万吨，并且今年通威半年报的时候，产能达到了42万吨，稳居全球第一，而且计划到2024年，产能将达到80万吨，2026年达到100万吨，非常疯狂。多晶硅价格也是随着产能及市场需求波动较大，硅料2021年初约8.76万元/吨的成交价一路飙涨至年底约23.25，2022年12月约30.3万元/吨，目前价格约6.5万元/吨。图3、2019年来硅料价格走势

　　二、硅片硅料做成硅棒或硅锭，用各种切割设备切割成片，最后的成品就是硅片。光伏硅片，是制备光伏晶硅电池的重要材料。硅片的制备工艺主要包括拉晶和切片，单晶炉和切片机为核心生产设备。光伏电池的N型和P型也是从拉晶就已经开始区分了，高纯片状硅掺入微量的硼，可制成P型硅半导体；掺入微量的磷，可制成N型硅半导体。N型硅片掺磷元素，磷与硅相溶性差，拉棒时磷易分布不均，因此，N型光伏电池的生产工艺要复杂。主流的硅片形状分为两种，一种是圆的，也叫晶圆，半导体芯片主要用这种，一种是方形的，光伏电池主要用这种（早期光伏电池也有圆片）。大尺寸、N 型技术及薄片化是光伏硅片技术的发展趋势。

　　硅料只做硅片前，还需要一个很麻烦的步骤，那就是“长晶”。“长”就是生长的意思，“晶”是晶体硅的意思。根据长晶方式不同，单晶硅制备技术可分为直拉法和区熔法，光伏领域主要使用直拉法。

　　现在基本上都用单晶硅，硅料经过高温后，就变成液体“熔汤”，盛放这个硅料液体的东西叫“坩埚”，坩埚放在设备的下面，然后把一个单晶体吊在熔汤的上面，这个单晶体有着种子的功能，所以也叫晶种或者籽晶。吊着晶种的杆子，可以旋转向上活动，这个就是上面提到的拉晶。

　　熔汤的温度很高，晶种的温度低很多，所以这种温差就会让熔汤里面的硅料逐渐在晶种周围凝固。凝固的同时，提拉杆会慢慢地旋转向上提，所以会逐渐形成一根硅棒。这个过程像是植物的生长，所以就叫“长晶”，由于有拉的动作，也叫拉晶。

　　硅棒出来后，会经过“滚圆设备”加工成想要的圆形尺寸。当然除了硅棒外，硅锭现在也有。

　　6、切片流程图硅棒（或硅锭）经截断、开方、磨倒、切片4道工艺形成单晶硅片。切片为核心加工环节，金刚线技术进步助力硅片实现薄片化。

　　目前，光伏硅片越来越大、越来越薄。硅片越薄，意味着成本越低，因为同样一根硅棒，能切出更多硅片，也就是所谓的“出片率”更高，未来肯定还会更薄。硅片领域也是光伏生产环节里面技术难度最高的一环。因此，目前硅片玩家不是那么多。中国硅片行业基本等于全球的硅片行业。2022年全国硅片产量约为357GW，国内硅片产量全球占比超过97%，处于绝对领先地位。2022年国内硅片企业名义产能677GW，同时拟扩建产能370GW，名义产能较为过剩，但高端产能较低。

　　隆基绿能以近86GW的成绩居第一，但TCL中环也说自己已经成为硅片老大，隆基绿能和TCL中环产能占比超50% ，双寡头格局依然显著。

　　隆基绿能、TCL中环、晶科能源、晶澳科技、高景太阳能、弘元绿能（原名“上机数控”）、双良节能、京运通、美科股份、宇泽半导体等。

　　硅片价格目前M10单晶硅片主流成交价格至2.30元/片；G12单晶硅片目前主流成交价格为3.3元/片，今年年初对应的价格为6元多与8元多，价格已经不止“腰斩”。但相对于多晶硅料，硅片价格下跌幅度稍微缓和。目前硅片价格还在2元/片以上，企业还是有钱赚的，比如隆基的硅片毛利率17.6%，中环的硅片毛利率19%。

　　三、电池片作为产业链中游的第一个环节，也是光伏发电的核心部件。单晶硅太阳能电池具有更好的太阳光子吸收能力，一直被国际认定为首选材料。随着近几年，TOPCon和异质结（HJT）技术的突破，使单晶硅太阳能电池的效率频频超过25%，隆基绿能更是在2022年创造了26.81%效率的异质结太阳能电池纪录。在2016年之前，光伏电池技术主要还是Al-BSF，在2017年后，单晶PERC电池钝化膜取代了传统的全铝背场，让转化率提高了1%，瞬间成为主流，一直到现在都是主流。不过PERC电池的理论转化率极限值是24.5%，目前量产的转化率平均已经达到23%。由于PERC电池已经接近技术瓶颈，现在主流企业都在发力N型电池。从几年下半年起，N型电池开始放量。N型电池目前主流是TOPCon电池，产能规模也越来越大，同时IBC电池和HJT电池也是现在大家都在研发的路线、晶硅光伏电池主要技术路线电池的行业数据没什么意义，因为主要是各光伏企业自己做成组件出售。

　　产能超过10GW的公司就有15家以上，生产的企业多，因为很多公司生产的电池都是给自己用。

　　隆基绿能、天合光能、晶科能源、晶澳科技和阿特斯等组件产商电池片产能都不小，分别为110GW、75GW、75GW、70GW和35GW。中国光伏电池片产量在全球占比约83%。通威股份截至2022年底，通威电池片产能70吉瓦，到2023年底电池片产能将达到80-100吉瓦。通威股份已经连续6年电池出货量全球第一，在电池技术路线选择上，根本不存在什么选择，全都做，所有技术路线通威都在布局。爱旭股份截至2022年底，公司电池片产能42.5吉瓦，爱旭正在加快珠海6.5吉瓦ABC电池项目的产能爬坡，力争年内形成18.5吉瓦ABC（高效背接触）电池。根据这一规划，其2023年电池产能将达61吉瓦。钧达股份2022年, 钧达电池片产能规模由年初8.5吉瓦提升至年末17.5吉瓦(P型9.5吉瓦,N型8吉瓦)。到2023年底，公司光伏电池的总产能将达53.5吉瓦，其中N型TOPCon产能将达44吉瓦。作为下一代技术的HJT电池方面，电池总产能排名第8的东方日升，截至2022 年底，公司拥有电池片产能15吉瓦，2023年将有15GWHJT电池片项目投产，形成30GW电池片产能。其中，HJT电池产能至少有15吉瓦，与华晟新能源看齐。HJT龙头华晟新能源排名第10，到2022年底HJT电池产能2.7吉瓦，2023年产能将达15吉瓦，未来5年规划产能40吉瓦。由于电池片主要是企业自用较多，市场价格数据没有那么精确，今年年初大概在1元/瓦左右，目前大概约0.4元/瓦。四、光伏组件组件是光伏产品最后一个环节，直接用来建电站。技术难度也是最低的。将一定数量的单片电池采用串、并联的方式密封成太阳电池组件，以避免电池电极和互连线受到腐蚀，另外封装也避免了电池碎裂，方便了户外安装，封装质量的好坏决定了太阳电池组件的使用寿命及可靠性。

　　光伏组件的参与企业非常多，不过一年的出货量在10GW以上的，也就只有头部那十来家。中国光伏组件产量占全球近80%。第三方机构发布的2023上半年光伏组件Top10出货榜单及近年数据显示，晶科能源、天合光能、隆基绿能、晶澳科技、阿特斯、通威股份、正泰新能、东方日升、一道新能和环晟光伏这几家是国内10强榜单常客，另TCL中环也有较大的竞争力。由于阿特斯控股公司在加拿大，视为加拿大企业，是前十品牌里唯一外国品牌，另外美国的First Solar在世界排名也比较靠前，是可接近前十的外国企业。

　　今年年初单晶PERC组件均价约1.9元/W，目前组件价约0.9元/瓦。

　　目前，火热的钙钛矿光伏，属新一代高效薄膜电池，已经有钙钛矿组件开始小批量试产。

　　单结钙钛矿电池主要有三种结构，分为正式介孔、正式平面和反式平面结构，反式平面结构优势较大。

　　反式 结构的钙钛矿电池制备简单、成本低，并且无需高温烧结，是目前的主流结构。

　　钙钛矿电池技术还可以多成钙钛矿电池结合做成钙钛矿叠层电池，也可与硅电池结合成钙钛矿-晶硅叠层电池。

　　今年11月30日，钙钛矿企业协鑫光电宣布，在279mm×370mm的面积基础上，其钙钛矿叠层组件效率达到26.17%。该公司称之为全球第一块真正意义上的钙钛矿叠层组件。协鑫光电表示，将力争在1mx2m这一面积上突破26%的效率，并据此进行商业化应用。

　　另一钙钛矿企业极电光能也在11月27日宣布，经检测机构TÜV南德测试，其1.2mx0.6m商用尺寸钙钛矿组件全面积效率达到18.2%，对应的最大功率131.07瓦，孔径(AP)面积效率高达19.55%。极电光能称，无论是全面积效率，还是孔径面积效率，这都是当前商用尺寸钙钛矿组件效率的行业最高纪录。

　　全面积是指根据正面投影或反射所测定的电池总面积；孔径面积是指仅包含太阳电池的所有必要构成部分的区域面积。

　　极电光能公司表示，商用钙钛矿组件效率突破18%，对于钙钛矿行业来说有着特殊的意义，意味着钙钛矿组件的商业化更近了一步。根据推算，由于钙钛矿组件温度系数低、弱光发电能力强，若效率达到18%，其实际发电量已经可以比肩传统晶硅组件。

　　今年11月初，隆基绿能(601012.SH)宣布，经美国国家可再生能源实验室(NREL)认证，其自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%，首次超越晶硅单结电池的肖克利-奎伊瑟(S-Q)理论效率极限值，成为目前全球晶硅—钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。

　　光伏应用中的钙钛矿材料是人工设计的晶体材料，选择灵活，可以通过人工设计不断寻找性能更好、成本更低的材料，不断改进设 计从而提升电池性能。

　　因此，钙钛矿太阳能电池与晶硅电池的竞争，是成千上万种钙钛矿材料和一种晶硅材料的竞争。

　　由于叠层钙钛矿电池的理论转换效率最高能达50%，是目前晶硅电池的 2 倍左右。

　　京东方(000725.SZ)日前启动了钙钛矿光伏项目。11月初，比亚迪(002594.SZ)在调研活动中也表示，将积极布局钙钛矿电池技术。随后，华晟新能源也在C轮融资之时表示，将投入对于异质结-钙钛矿叠层电池等前沿技术的研发。

　　根据纤纳光电、 协鑫纳米、牛津光伏等三家公司公布的数据，以达到 1GW 产能需要的投资金额来对比， 晶硅电池在四个不同工厂内分别加工硅料、硅片、电池、组件，此过程需要至少耗时 3 天，晶硅的硅料、硅片、电池、组件全部加起来，需要大约 11.6 亿元的投资规模，而钙 钛矿实现 1 GW 产能需要的投资金额约为 5 亿元左右，是晶硅的 1/2 左右。

　　另外，由于光伏组件有一定的寿命以及光伏电站运行期间有组件的意外损坏，因此，组件的回收急需发展。目前，组件回收厂主要处理的是两种板子，一种是质量差的二手板子，玻璃碎了，没法再用；另一种是二手倒卖不赚钱的板子。在郑州物理回收处理产线上，机器手首先会拆掉光伏板背面的接线盒，流水线运行过程中工人会把接线盒扔到箱子里，接着旋转光伏板，拆掉四周的边框，运行到玻璃去除机处，用滚轮碾碎表面的光伏玻璃，产出玻璃碴，工人检查表面没有玻璃残余后，机器碾碎光伏电池，残渣进入传送带，被送到各种分选机里挑选出金属物质。

　　据悉，该回收设备每8小时可拆出9吨玻璃、1.2吨铝、0.36吨硅、0.12吨铜，0.48千克银。铝制框架被送往铝精炼厂；废塑料可作为燃料使用在水泥厂；回收后的硅可以在贵金属工业被再利用；剩下的缆线和接头会被压碎后以铜珠的形式出售，每吨光伏板毛利润1113元。

　　物理法虽然操作简单，但是资源回收效率低，将组件打碎后，胶膜成分仍然掺杂在回收材料中，金属材料纯度往往不高。可是高纯度的化学处理法不仅成本高昂，而且会对环境造成污染，违背回收初衷。未来随着政策、资金、人才的倾斜，技术有望进一步突破。

　　光伏逆变器不属于光伏组件的材料或部件，但是是光伏电站里面重要的一个产品。光伏逆变器可以将光伏组件产生的直流电压转换为市电频率交流电的电力电子设备。在光伏电站里面不显眼，成本占比也不大，但也是光伏发电系统中的核心设备。其发展主要依赖于半导体器件技术、电力电子技术以及现代控制技术的发展。2022年，全球光伏逆变器前式的企业分别是阳光电源、华为、古瑞瓦特、锦浪科技、SMA、Power Electronics、SolarEdge、上能电气、固德威、首航新能源等，其中排名第5、6、7名的是外国企业，中国企业占比没有光伏组件那么明显。2023年以来，海内外政策红利加持，逆变器市场迎来大爆发，与此同时，国内各大光伏逆变器企业加快拓展海外市场，凭借产品质量和价格成本优势，也占据着国际主导地位。未来，全球光伏逆变器出货量将继续高速增长。

　　六、光伏电站光伏电站作为产业链的末端，是光伏在生活中实际应用的场景。一个光伏电站是由许多块光伏组件通过排列固定后形成光伏阵列，再通过逆变器、变配电设备等与电网相连，实现并网发用电。另外，离网光伏电站也有少量应用。

　　根据国家能源局最新数据，截至今年10月底全国光伏累计装机5.36亿千瓦。今年1－10月光伏发电新增装机1.4256亿千瓦；太阳能发电完成投资2694亿元，同比增长71.2%。今年1－10月光伏发电量为4898亿千瓦时，全国总供电量为65398亿千瓦时，光伏发电量占比约7.49%。从2013年起我国新增光伏发电并网装机容量连续10年稳居世界首位。2015年起，我国光伏累计装机容量一直保持世界第一。

　　光伏电站投资建设企业可以说是极多，大型集中式光伏电站主要是一些传统能源企业以及阳光电源这类头部光伏企业。但是分布式光伏电站市场的投资建设企业可以说多如牛毛，单东莞一个地级市，每月备案光伏项目的投资主体就达到了一百几十家（见文末链接文章）。光伏产业要正常发展，必须要光伏电站投资企业能赚到钱，因此光伏发电收益相对较稳定，加上分布式光伏电站投资只要有资金并有有经验的人员操盘，基本都能做起来，所以参与则极多。也正是应为光伏电站投资者多、装机量大，带动了整个产业的飞速发展。

　　全球光伏电站产业，来自中国的国家电投、中国华能、国家能源集团、中国华电、中国大唐、中节能太阳能、三峡新能源等多家国企央企现身榜单，展现出央国企在电站开发运营领域拥有重要影响力。国内民营阵营中，阳光新能源、创维集团、正泰新能源、中环、通威新能源、天合智慧能源等也给行业带来不小的惊喜。从PVBL2023全球光伏品牌价值（电站开发/投资）20强榜单看，全球市场光伏电站投资企业外企占据三席，分别是位列第7名的NextEra（美国）、第12名的Total Energies（法国）以及第18名的BayWare（德国），其他都是中企。

　　自从工业革命以来，以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源，有力的推动了人类历史文明的进程，造就了繁荣昌盛的工业文明。但化石能源的持续使用温室气体大量排放也在透支着人类的未来。加快推动可再生能源发展，推动能源生产和消费转型升级，加速推进新一轮能源革命已经迫在眉睫。根据国际可再生能源署的预测，全球光伏累计装机量需要从2018年480GW增长到2050年的8500GW，全球才有机会实现巴黎协议的减排目标。这意味着全球每年新增光伏装机将需增长到2050年370GW。

　　但是，光伏、风电等新能源都具有显著的波动性特点。因此，伴随着新能源的发展，我们需要同步发展特高压技术、智能电网、智能配电网、智能微网、火电灵活化改造、抽水蓄能、储能等技术等。特别是火电灵活化改造，在新能源出力充足时火电出力下降；新能源出力减少时火电及时补充上去。这样就能保障电力供应的稳定性，目前国家的容量电价政策也为这个目标实现提供了经济可行性。技术方面，黄河水电实现了水光互补稳定出力

　　在12月7日的中国·浙江（宁海）光伏、储能产业发展研讨会上，发改委下面的能源研究所说：“未来以光伏、风电为代表的新能源将成为主力电源。”这个必将实现。

　　另外，随着技术的进步，电力需求必然会消耗越来越大，如AI计算需要更多的数据中心，全球目前的数据中心耗电量大概是400太瓦左右，约占全球最终电力需求的3%。但按AI目前的发展速度，有机构估计到2030年还需增长10倍左右。另外还有其他领域的电力替代，如电动车辆替代等，更需电力发展。新能源的装机量需求可能将比目前预料的量更大。

　　我们可以很骄傲的是，化石能源推动的历史基本由欧美工业革命引领，而可再生的清洁能源发展，是中国牵引、中国推动、中国制造，这是全球和全人类能源转型、可持续发展的一个里程碑式时代的开始。

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