光伏硅片行业上游多晶硅及下游电池片发展情况
思瀚产业研究院    2024-09-14

（1）上游多晶硅行业情况

①多晶硅规模生产企业向中国集中发展

多晶硅料是信息产业和太阳能电池产业的基础原材料，由石英砂加工的冶金级硅精炼而来，处于光伏行业的上游环节，是用于制造基于晶体硅的电池组件的重要原材料。

多晶硅材料可以先被铸成硅锭，切割成片后加工成多晶硅硅片；也可以熔炉后植入单晶硅籽晶，拉伸为晶棒，切割成片加工成为单晶硅硅片。

随着光伏行业快速规模化发展，市场对硅料的需求猛增，太阳能级多晶硅价格从2004 年的 40 美元/kg 左右暴涨到 2008 年的近 450 美元/kg。2008 年受金融危机以及多晶硅技术进步带来成本降低、产能陆续释放的影响，多晶硅价格暴跌。2009 年多晶硅被列为产能过剩行业，由此限制了我国多晶硅项目的扩产，此后随着全球经济的回暖，许多国家加大了对于光伏行业的支持，市场对于多晶硅的需求有所回升。

我国多晶硅产业相对国外起步较晚，早期国内光伏企业主要集中在硅片、光伏电池和光伏组件加工等环节，而附加值较高的上游原材料多晶硅环节由于受到国外技术封锁，长期高度依赖进口。2005 年，我国首条 300 吨/年多晶硅产业化示范线建成，标志着多晶硅规模化生产技术体系的形成，打破了国外的技术封锁。而四川新光年产千吨多晶硅产线 2007 年的投产，则标志着我国迈入了千吨级生产技术，开始规模化生产。

由于我国多晶硅生产具有效率高和成本低的优势，近年来全球多晶硅产业呈现出明显聚集中国的发展趋势。2013 年至今，在旺盛的市场需求推动下，随着多晶硅技术进步迅速，生产成本大幅下降，规模优势增强，我国光伏装机容量持续扩大。根据中国光伏行业协会数据，2022 年我国多晶硅产量约 82.7 万吨，同比增长 63.4%，连续十二年位居全球首位。

②产能逐渐释放，多晶硅产品价格维持高位后将有一定下行空间

2018 年至 2020 年上半年，受多晶硅生产成本下降、光伏行业补贴政策及市场供需变动影响，多晶硅产品价格总体呈现持续下降的趋势。2020 年下半年起，在国家“双碳”战略支持下，下游光伏发电企业装机需求逐步恢复、同时硅片厂商新增产能快速释放，上下游产能错配，多晶硅供不应求，价格快速上涨并维持高位。2022 年 11 月，多晶硅产品价格年内首次回调，随着新增产能逐步释放，供应链供需矛盾有望获得缓解，硅料价格将存在一定下行空间。

③下游电池技术升级，硅片用料品质要求提升

一方面，自 2015 年开始，随着单晶技术实现突破，单晶硅片成本大幅降低，PERC电池技术的突破，进一步推动了单晶硅片对多晶硅片的替代，同时单晶硅片由于其优质的性能，对于多晶硅纯度提出较高的要求。

另一方面，虽然 P 型电池由于成本优势及较高的性价比仍为市场主流产品，但由于 N 型电池较 P 型电池衰减更慢、转换效率更高，具有双面率高、温度系数低、无光衰、弱光性等性能优势，随着 N 型电池的成本逐渐下降，技术逐渐成熟，未来市场将以 N 型光伏电池为主。在硅料使用上，P 型硅片使用太阳能或电子 3 级以上的多晶硅原料，而 N 型硅片对多晶硅料纯度要求更高，必须使用电子 2 级以上的多晶硅原料，与半导体集成电路用电子 1 级标准接近，对多晶硅品质要求将会更高。

（2）下游电池片行业情况

PERC 电池技术因其具有高效率、低成本的高性价比优势，2022 年市场占有率为88%，仍为行业主流地位。N 型电池（TOPCon、异质结电池）具有转换效率高、温度系数低、双面率高、易于薄片化等优点，已突破 26%的实验室转化效率，N 型技术持续取得突破。

目前，TOPCon、异质结是 N 型电池主要技术路线，国内光伏电池龙头企业普遍对其进行技术储备，其中 TOPCon 已进入正式量产阶段；异质结主要处于小试、中试等应用试验阶段，即将进入正式量产阶段。

作为下一代电池技术，TOPCon、异质结电池均使用性能更优的 N 型硅片所生产。因 N 型硅片具有少数载流子寿命较长、金属杂质敏感度较低等优势，由其制备而来的 N型电池片具有更高的光电转换效率及长期稳定性；但其制备技术相对复杂，且目前制造成本较高，还未大规模产业化。根据中国光伏行业协会数据，2022 年 N 型电池市场占比约 10%。

随着供应链配套以及生产工艺的陆续成熟，新一代技术的电池片性价比将会进一步提高，市场份额有望持续提升，推动光伏终端度电成本进一步下降。

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