中国光伏产业发展路线图（2019年版）-solarbe文库

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中国光伏产业发展路线图（ 2019 年版）中国光伏行业协会赛迪智库集成电路研究所中国光伏产业发展路线图 2019 年版指导单位工业和信息化部电子信息司承担单位中国光伏行业协会赛迪智库集成电路研究所咨询专家（按姓氏笔划排序）丁宁弓传河王文静王向东王威伟王莉王莉莉王栩生王跃林王琪王善良甘新业史旭松冯志强邢国强曲东升全杨刘亚峰刘松民刘琦江涛许洪华孙云纪振双严大洲李化阳李琼慧时璟丽吴越何胜汪晨宋登元张海涛张跃火陈嘉宗冰钟财富秦潇倪志春高连生高原唐霖黄碧斌盛建常传波董燕军舒耀兰魏红军编写组王世江、王亮、金艳梅、江华、李嘉彤、叶幸、韩鹏、强彦政 2019 年版中国光伏产业发展路线图支持单位国家发展改革委能源研究所中国科学院电工研究所南开大学国网能源研究院新能源与统计研究所水电水利规划设计总院阿特斯阳光电力集团有限公司北京鉴衡认证中心有限公司北京科诺伟业科技股份有限公司常州亚玛顿股份有限公司重庆神华薄膜太阳能科技有限公司大全集团有限公司东方日升新能源股份有限公司福建钧石能源有限公司国家电投光伏产业创新中心国家电投集团西安太阳能电力有限公司汉能控股集团有限公司杭州福斯特应用材料股份有限公司华为技术有限公司江苏固德威电源科技股份有限公司江苏劲威科技有限公司江苏日托光伏科技股份有限公司江苏润阳悦达光伏科技有限公司晋能清洁能源科技股份公司晶澳太阳能控股有限公司晶科电力科技股份有限公司晶科能源有限公司龙焱能源科技杭州有限公司隆基绿能科技股份有限公司洛阳中硅高科技有限公司内蒙古神舟硅业有限责任公司陕西天宏硅材料有限责任公司上海爱旭新能源股份有限公司上海海优威新材料股份有限公司上能电气股份有限公司深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司深圳科士达科技股份有限公司四川永祥股份有限公司苏州赛伍应用技术有限公司苏州腾晖光伏科技有限公司苏州中来光伏新材股份有限公司天合光能股份有限公司天津中环半导体股份有限公司通威集团有限公司协鑫（集团）控股有限公司新特能源股份有限公司亚洲硅业（青海）有限公司阳光电源股份有限公司英利集团有限公司浙江正泰新能源开发有限公司镇江环太硅科技有限公司镇江荣德新能源科技有限公司中国建材检验认证集团股份有限公司中山瑞科新能源有限公司序言在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。巴黎协定在 2016 年 11 月 4日生效，凸显了世界各国发展可再生能源产业的决心。习近平总书记多次强调，中国坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，将大力推进绿色低碳循环发展，采取有力行动应对气候变化，将于 2030 年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现， 2030 年单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60－ 65，非化石能源占一次能源消费比重达到 20左右。为实现上述目标，发展可再生能源势在必行。各种可再生能源中，太阳能以其清洁、安全、取之不尽、用之不竭等显著优势，已成为发展最快的可再生能源。开发利用太阳能对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设均具有重要意义。据国际能源署（ IEA）预测，到 2030 年全球光伏累计装机量有望达到 1721GW，到 2050 年将进一步增加至 4670GW，发展潜力巨大。经过十几年的发展，光伏产业已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的战略性新兴产业，也成为我国产业经济发展的一张崭新名片和推动我国能源变革的重要引擎。目前我国光伏产业在制造业规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列。习近平总书记在网络安全和信息化工作座谈会上指出，突破核心技术要“制定路线图、时间表、任务书，明确近期、中期、远期目标，遵循技术规律，分梯次、分门类、分阶段推进”。我国作为全球光伏制造大国，应通过制定光伏产业发展路线图，引导我国光伏产业持续健康发展，为全球光伏产业发展做出应有贡献。在工业和信息化部指导下，中国光伏行业协会、赛迪智库集成电路研究所组织专家编制了中国光伏产业发展路线图（以下简称路线图）。路线图不仅提出了技术发展方向，也包含了产业、市场等多方面信息，反映了现阶段专家学者和企业家对光伏产业未来发展的共识。鉴于未来产业发展受到政策、技术、市场、企业、经济环境等因素影响存在较多不确定性，光伏产业的发展路线图将适时进行动态调整以保证其先进性，真正能起到行业引领作用，希望路线图能成为全球光伏产业发展的风向标。最后，祝愿中国光伏产业发展越来越好中国光伏行业协会副理事长兼秘书长前言光伏产业是我国具有国际竞争优势的战略性、朝阳性产业。近年来，在政策引导和市场需求双轮驱动下，我国光伏产业快速发展，产业规模迅速扩大，产业链各环节市场占有率多年位居全球首位，已经成为世界上重要的光伏大国。为引领产业发展方向，引导我国光伏产业“十三五”期间健康良性发展，在工业和信息化部电子信息司指导下，中国光伏行业协会、赛迪智库集成电路研究所已于 2016 年 -2018 年期间发布了三版中国光伏产业发展路线图。但光伏行业发展较快，特别是技术进步异常迅速，产业处于快速变革期。如单晶占比快速提升、硅片尺寸种类增多、 N 型电池逐步迈向产业化，双面、半片、 MBB、叠片等组件技术快速发展等。路线图（ 2018 年版）的部分预测数据需要根据行业发展最新情况进行修订，并且也需要根据新的发展情况对关键技术指标进行增减。为此，在工业和信息化部电子信息司指导下，中国光伏行业协会、赛迪智库集成电路研究所组织行业内专家在前三版基础上修订编制完成了中国光伏产业发展路线图（ 2019 年版）（以下简称路线图（ 2019 年版）），内容涵盖了光伏产业链上下游各环节，包括多晶硅、硅棒 /硅锭 /硅片、电池、组件、逆变器、系统等各环节共 62 个关键指标。路线图（ 2019 年版）根据 2019 年产业实际，结合技术演进进程以及企业技改现状，预测了 2020、 2021、 2022、 2023和 2025 年的发展目标。这些指标体现了产业、技术、市场等下一步发展方向和发展趋势，具有一定的前瞻性，供社会各界朋友参考。我们将根据产业发展变化情况，及时对路线图（ 2019 年版）进行修订，使其能够更及时、准确地反映产业的实际情况，更好地指导行业发展。路线图（ 2019 年版）在编写过程中得到了行业主管部门领导、行业专家、产业链各环节企业家的大力支持，在此一并表示感谢。由于时间仓促，且编写人员阅历和能力有限，如有不妥当之处，请不吝指正，以便我们在后续修订中进一步完善。中国光伏行业协会赛迪智库集成电路研究所 2020 年 2 月 27日 2019 年版中国光伏产业发展路线图目录一、路线图编制说明 . 1 （一）涵盖内容 . 1 （二）指标值的确定 . 1 二、中国光伏产业发展简况 2 三、产业链各环节关键指标 5 （一）多晶硅环节 .5 1、还原电耗 . 5 2、冷氢化电耗 5 3、综合电耗 6 4、水耗 7 5、蒸汽耗量 7 6、综合能耗 8 7、硅单耗 9 8、还原余热利用率 9 9、棒状硅和颗粒硅市场占比 . 10 10、三氯氢硅西门子法多晶硅生产线设备投资成本 . 11 11、人均产出量 11 （二）硅片环节 . 13 1、拉棒电耗 . 13 2、铸锭电耗 13 3、拉棒单炉投料量 14 4、铸锭投料量 15 5、铸锭收料率 15 6、硅片厚度 16 7、金刚线母线直径 17 8、单位方棒 /方锭在金刚线切割下的出片量 17 9、拉棒 /铸锭环节设备投资成本 . 18 10、不同类型硅片市场占比 19 11、不同尺寸硅片市场占比 19 （三）电池片环节 . 21 1、各种电池技术平均转换效率 * 21 2、各种电池技术市场占比 22 3、电池铝浆消耗量 . 23 4、电池银浆消耗量 . 23 5、电池片正面金属电极技术市场占比 . 24 6、栅线印刷技术市场占比 25 7、 P型电池片方块电阻 . 25 8、背钝化技术市场占比 26 9、电池正面细栅线宽度 27 10、各种主栅市场占比 . 27 11、电池线人均产出率 28 12、 PERC电池线投资成本 29 （四）组件环节 30 1、不同类型组件功率（ 60 片，全片） . 30 2、单 /双面组件市场占比 . 30 3、全片、半片和叠瓦组件市场占比 . 31 4、不同边框晶硅组件市场占比 32 5、不同电池片互联技术的组件市场占比 . 32 6、电池到组件封装损失（ CTM）值（ 60 片电池组件） 33 7、优化器组件市场占比 33 8、 3.2mm组件封装用钢化镀膜玻璃透光率 . 34 9、不同材质正面盖板组件市场占比 35 10、不同前盖板玻璃厚度的组件市场占比 35 11、不同封装材料的市场占比 . 36 12、不同背板材料市场占比 . 37 13、组件生产成本 . 37 14、组件人均产出率 . 38 15、组件生产线投资成本 . 39 （五）薄膜太阳能电池 /组件 40 1、 CdTe薄膜太阳能电池 /组件转换效率 40 2、 CIGS薄膜太阳能电池 /组件转换效率 40 3、 Ⅲ -Ⅴ 族薄膜太阳能电池转换效率 . 41 （六）逆变器 42 1、不同类型逆变器市场占比 . 42 2、不同类型逆变器中国效率 42 （七）系统环节 43 1、全球光伏新增装机量 . 43 2、国内光伏新增装机量 43 3、光伏应用市场 . 44 4、我国光伏系统初始全投资及运维成本 . 45 2019 年版中国光伏产业发展路线图 5、不同等效利用小时数 LCOE估算 . 47 6、不同系统电压等级市场占比 48 7、跟踪系统市场占比 . 49 8、新建光伏电站系统 PR值 . 50 1 光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业。大力发展光伏产业，对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要意义。我国已将光伏产业列为国家战略性新兴产业之一，在产业政策引导和市场需求驱动的双重作用下，全国光伏产业实现了快速发展，已经成为我国为数不多可参与国际竞争并取得领先优势的产业。光伏产业链构成如下图所示。图 1 光伏产业链构成一、路线图编制说明（一）涵盖内容路线图编制以为国家制定产业政策提供支撑、为行业技术发展指明方向、为企业战略决策提供参考为主要目标，基于当前光伏技术和产业发展现状，从光伏产业链多晶硅、硅棒 /硅锭、硅片、电池、组件、逆变器、系统等各个环节抽取出可代表该领域发展水平的指标，这些指标涵盖产业、技术、市场等各个层面。（二）指标值的确定本次路线图的修订，在前三版的基础上，秉持客观性、科学性、广泛性和前瞻性的原则，再次通过调查问卷、现场调研、专家研讨等形式，广泛征求意见尤其是重点企业和专家的建议，由此确定各环节关键指标 2019-2025 年发展现状与趋势。本次修订问卷调查主要以产业链各环节主要光伏企业为主，同时，多次通过邮件等书面形式广泛征求企业和专家意见，并组织 2 次以上专家现场研讨会，对各个指标的合理性及必要性等进行详尽分析，以此确定指标取值。考虑到未来发展的不确定性会增加指标值预判的难度，路线图在制定过程中力求准确预测近期的发展方向，中远期的预测更多代表行业各界对未来的一种趋势反映。今后，我们仍将定期对路线图进行更新，以不断逼近“真值”，更好地及时地反映行业发展情况，并有效指导行业发展。 2 二、中国光伏产业发展简况多晶硅方面， 2019 年，全国多晶硅产量达 34.2 万吨，同比增长 32.0。截至 2019 年底，国内年产量在万吨以上的企业有 6家，其产量约 28.7万吨，占总产量的 83.9。 2020年随着多晶硅产能增量的释放，产量预计将达到 39 万吨。图 2 2010-2020 年全国多晶硅产量情况（单位万吨）硅片方面， 2019年全国硅片产量约为 134.6GW，同比增长 25.7。截至 2019年底，产能超 2GW的企业有 12 家，产量约占总产量的 89.3，全球前十大生产企业均位居中国大陆。随着头部企业加速扩张，预计 2020 年全国硅片产量将达到 159GW。图 3 2010-2020 年全国硅片产量情况（单位 GW） 34.2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020e 134.6 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020e 3 晶硅电池片方面， 2019 年，全国电池片产量约为 108.6GW，同比增长 27.8。电池片产量超过 2GW的企业有 20 家，其产量占总产量的 77.7，集中度进一步提高。预计 2020年全国电池片产量将超过 128GW。图 4 2010-2020 年全国电池片生产情况（单位 GW）组件方面， 2019 年，全国组件产量达到 98.6GW，同比增长 17.0，以晶硅组件为主。组件产量超过 2GW的企业有 13 家，其产量占总产量的 65.6，集中度进一步提高。预计 2020年组件产量将超过 115GW。图 5 2010-2020 年全国太阳能组件生产情况（单位 GW）光伏市场方面， 2019 年全国新增光伏并网装机容量 30.1GW，同比下降 32。累计光伏并网装机容量超过 204GW，新增和累计装机容量均为全球第一。全年光伏发电量约为 2242.6 亿 108.6 0 20 40 60 80 100 120 140 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020e 98.6 0 20 40 60 80 100 120 140 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020e 4 千瓦时，约占全国全年总发电量的 3.1。预计 2020 年光伏新增装机量超过 35GW，较 2019年有所回升，累计装机有望达到约 240GW。图 6 2010-2020 年全国太阳能光伏发电装机累计容量（单位 GW）产品效率方面， 2019 年，规模生产的单多晶电池平均转换效率分别为 22.3和 19.3。单晶电池均采用 PERC 技术，平均转换效率较 2018 年提高 0.5 个百分点，领先企业转换效率达到 22.6。多晶电池主要应用于户用市场和印度、巴西等海外市场，因市场需求减缓，技术创新动力不足。图 7 2008-2019 年国内电池片量产转换效率发展趋势 204.3 0 50 100 150 200 250 300 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E 19.3 22.3 10 12 14 16 18 20 22 24 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 多晶电池片单晶电池片黑硅多晶 PERC单晶 5 三、产业链各环节关键指标（一）多晶硅环节 1 1、还原电耗多晶硅还原是指三氯氢硅和氢气发生还原反应生成高纯硅料的过程，其电耗包括硅芯预热、沉积保温、结束换气等工艺过程中的电力消耗。由于市场对于单晶拉棒所用致密料的需求不断增大， 2019年全国多晶硅平均还原电耗较 2018 年有小幅提升，为 50kWh/kg-Si，对应的致密料占比约为 65-70。若单炉产出 80为致密料，则还原电耗约为 55kWh/kg-Si。未来随着气体配比的不断优化、大炉型的投用和稳定生产、以及单晶厂家对于菜花料的试用，还原电耗仍将呈现持续下降趋势，到 2025年还原电耗有望下降至 45kWh/kg-Si。图 8 2019-2025 年还原电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si） 2、冷氢化电耗冷氢化技术是把多晶硅生产过程中的副产物四氯化硅 SiCl4转化为三氯氢硅 SiHCl3的技术，其电耗包括物料供应、氢化反应系统、冷凝分离系统和精馏系统的电力消耗。各企业在物料供应环节使用不同的加热方式，如电加热、蒸汽加热、天然气加热等，因此各企业冷氢化电耗存在差异。 2019年，行业冷氢化平均电耗在 5.5kWh/kg-Si左右，同比下降 3.5，到 2025年有望下降至 5kWh/kg-Si以下。技术进步的手段包括反应催化剂的开发、提高工艺环节中热能回收利用率、提高反应效率等。预计未来冷氢化电耗仍将稳步下降。 ------------------- 1多晶硅生产各环节工序划分、能源消耗种类、计量和计算方法按多晶硅企业单位产品能源消耗限额 GB29447- 执行。 43 45 47 49 51 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 6 图 9 2019-2025 年冷氢化电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si） 3、综合电耗综合电耗是指工厂生产单位多晶硅产品所耗用的全部电力，包括合成、电解制氢、精馏、还原、尾气回收和氢化等环节的电力消耗。 2019年，全国多晶硅平均综合电耗已降至 70kWh/kg- Si，与上年基本持平。未来随着生产装备技术提升、系统优化能力提高、生产规模增大等，预计至 2025年还有 5以上的下降空间。图 10 2019-2025 年综合电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si） 4.9 5.1 5.3 5.5 5.7 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 64 66 68 70 72 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 7 4、水耗水耗是指生产单位多晶硅产品所需要补充的水量，水的消耗主要包括蒸发、清洗等。 2019年，多晶硅平均水耗在 0.13t/kg-Si 的水平，同比下降 7.1。西部地区如新疆、内蒙等由于水资源匮乏、水费高、环保等原因，多采用空冷，水耗进一步下降，多在 0.1t/kg-Si 左右。预计到 2025 年，通过余热利用降低蒸发量，精馏塔排出的物料再回收利用降低残液处理水耗等措施，可将耗水量控制在 0.09t/kg-Si的水平。图 11 2019-2025 年水耗变化趋势（单位 t/kg-Si） 5、蒸汽耗量蒸汽耗量是指生产单位多晶硅产品所补充的蒸汽量，不考虑余热利用所产生的蒸汽，蒸汽的补充主要用于精馏、冷氢化等环节。受地域气候条件、能源价格及使用能源类别等因素影响，蒸汽消耗数据在不同企业间差别较大， 2019年企业蒸汽耗量在 9-30kg/kg-Si之间，均值为 28kg/kg- Si 左右，同比下降 9.7。随着企业还原余热利用率提升、精馏系统优化、压力等级优化等， 2020 年大部分企业蒸汽耗量将降至 25kg/kg-Si 以下。 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 8 图 12 2019-2025 年蒸汽耗量变化趋势（单位 kg/kg-Si） 6、综合能耗多晶硅综合能耗包括多晶硅生产过程中所消耗的电力、蒸汽、水等（多晶硅生产各环节工序划分、能源消耗种类、计量和计算方法按多晶硅企业单位产品能源消耗限额 GB29447-2012 执行）。 2019 年多晶硅企业综合能耗平均值为 12.5kgce/kg-Si。随着技术进步和能源的综合利用，到 2025年预计可降到 10.1 kgce/kg-Si。图 13 2019-2025 年综合能耗变化趋势（单位 kgce/kg-Si） 14 18 22 26 30 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 9 7、硅单耗硅单耗指生产单位高纯硅产品所耗费的硅量，主要包括合成、氢化工序，外购硅粉、三氯氢硅、四氯化硅等含硅物料全部折成纯硅计算，外售氯硅烷等按含硅比折成纯硅计算，从总量中扣除。 2019 年，行业硅耗在 1.11kg/kg-Si 水平，基本与 2018 年持平。随着氢化水平的提升，副产物回收利用率的增强，预计到 2025 年将降低到 1.06kg/kg-Si。图 14 2019-2025 年硅单耗变化趋势（单位 kg/kg-Si） 8、还原余热利用率还原余热利用率是指回收利用还原工艺中热量占还原工艺能耗比。 2019 年，多晶硅行业还原余热利用率平均水平在 80。随着多晶硅工厂大炉型的使用以及节能技术的进步，余热利用率有望进一步提升。 1.02 1.04 1.06 1.08 1.10 1.12 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 10 图 15 2019-2025 年还原余热利用率变化趋势 9、棒状硅和颗粒硅市场占比当前主流的多晶硅生产技术主要有三氯氢硅西门子法和硅烷流化床法，产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。三氯氢硅西门子法生产工艺相对成熟， 2019 年采用此方法生产出的棒状硅约占全国总产量的 97.5，未来仍将是主流生产工艺。但 N 型电池的发展将扩大颗粒硅的市场需求，一旦颗粒硅解决生产稳定性、一致性、规模化以及产品质量的问题，不排除颗粒硅市场份额会出现快速增长。图 16 2019-2025 年棒状硅和颗粒硅市场占比变化趋势 76 78 80 82 84 86 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 0 25 50 75 100 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年棒状硅颗粒硅 11 10、三氯氢硅西门子法多晶硅生产线设备投资成本随着生产装备技术的进步、单体规模的提高和工艺水平的提升，三氯氢硅西门子法多晶硅生产线设备投资成本逐年下降。 2019 年投产的万吨级多晶硅生产线设备投资成本已降至 1.1 亿元 / 千吨的水平。预计到 2020 年，千吨投资可下降至 1.04 亿元，较之前的预测下降幅度有所收窄，主要是考虑到物价上涨的因素。图 17 2019-2025 年三氯氢硅西门子法多晶硅生产线设备投资成本变化趋势（单位亿元 /千吨） 11、人均产出量随着多晶硅工艺技术瓶颈不断突破，工厂自动化水平的不断提升，多晶硅工厂的人均产出也快速提升。 2019 年多晶硅生产线人均产出量为 35 吨 /年，同比增长 25。随着国内智能制造水平的提升，以及多晶硅单线生产规模的增大，未来多晶硅工厂的人均产出量将保持稳定提高，到 2025年提高到 50吨 /年。 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 12 图 18 2019-2025 年多晶硅生产线人均产出量变化趋势（单位吨 /年） 30 35 40 45 50 55 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 13 （二）硅片环节 2 1、拉棒电耗单晶拉棒电耗是指直拉法生产单位合格单晶硅棒所消耗的电量，可以通过改善热场、保温性能、提升设备自动化、智能化程度、提高连续拉棒技术等方法，降低拉棒生产能耗。 2019年，拉棒平均电耗水平从 2018年的 33.5kWh/kg-Si 降低为 29.1kWh/kg-Si（方棒）。预计到 2025 年，有望下降至 21.6kWh/kg-Si。图 19 2019-2025 年拉棒电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si） 2、铸锭电耗铸锭电耗是指通过定向凝固技术生产硅锭（大方锭）所消耗的电量。 2019 年，光伏行业铸锭的电耗为 7.0kWh/kg-Si。 2020 年，铸锭炉以技改为主，企业主要铸锭炉机型为 G7 系统，新增设备虽采用 G8系统，但新增动力不强。随着铸锭炉的升级带来的投料量提高以及保温设计的改善，铸锭电耗有望进一步下降。 ------------------- 2 本环节指标均以生产 M2 尺寸单晶硅片、多晶硅片（包括 157mm 尺寸）为基准。 10 15 20 25 30 35 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 14 图 20 2019-2025 年铸锭电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si（大方锭）） 3、拉棒单炉投料量拉棒单炉投料量是指一只坩埚用于多次拉棒生产的总投料量，其中坩埚使用时间为关键因素之一。 2019 年，拉棒单炉投料量约为 1300kg，较 2018 年的 950kg有大幅提升，先进设备单炉投料量达到 1600kg左右。随着坩埚制作工艺、拉棒技术的不断提升，坩埚使用的优化，投料量仍有较大增长空间。图 21 2019-2025 年拉棒单炉投料量变化趋势（单位 kg） 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 400 800 1,200 1,600 2,000 2,400 2,800 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 15 4、铸锭投料量铸锭投料量是指用于铸锭的单只坩埚的最大装料量。 2019 年，铸锭炉单炉平均投料量为 1100kg左右，通过升级为 G7系统，较 2018年的 900kg有大幅提升。 2017年行业已经出现 G8 系统的应用，但随着市场中多晶硅片需求下滑， G8系统未能快速普及， 2019年我国铸锭炉以 G6 或 G7 系统为主。铸锭单晶的产业化应用将推动铸锭技术的进步以及 G8 系统的应用，促进铸锭投料量也将随之提高。图 22 2019-2025 年铸锭单炉投料量变化趋势（单位 kg） 5、铸锭收料率铸锭收料率是指铸锭后得到的合格小方锭量与投料量的比值，与铸锭机型或全 /半熔技术有关，铸锭最高收料率约为 68-69。 2019 年，铸锭多晶收料率在 65-66之间，铸锭单晶收料率约为 50。随着长晶技术的提升，铸锭单晶收料率有望进一步提升。 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 16 图 23 2019-2025 年多晶铸锭收料率变化趋势 6、硅片厚度薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率。目前硅片切片技术已完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求。硅片厚度对电池片的自动化、良率、转换效率等均有影响。 2019 年，多晶硅片平均厚度为 180μm， P 型单晶硅片平均厚度在 175μm左右， N型硅片平均厚度为 170μm。硅片厚度较 2018 年均呈下降趋势，多晶硅片厚度下降速度略慢。 N型单晶硅片目前厚度基本与 P型单晶硅片一致，主要用于 TOPCon 电池的制作。随着硅片尺寸的增大，硅片厚度下降速度将减缓。用于异质结电池的硅片厚度约为 150μm，随着异质结电池技术的应用，硅片厚度降速将进一步加快。图 24 2019-2025 年硅片厚度变化趋势（单位 μm） 64 65 66 67 68 69 70 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 100 120 140 160 180 200 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年多晶硅片厚度单晶硅片厚度 -P型硅片单晶硅片厚度 -N型硅片 17 7、金刚线母线直径切割线母线直径及研磨介质粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和介质粒度有利于降低切削损耗和生产成本。 2019 年，金刚线母线直径为 55-60μm，较 2018 年普遍降低 5μm，并呈不断下降趋势。由于多晶硅片中缺陷及杂质等多于单晶硅片，用于多晶硅片的金刚线母线直径大于单晶硅片。随着多晶铸锭质量的提高及金刚线母线产品质量的提高，预计未来用于单晶硅片和多晶硅片的金刚线母线直径趋于一致。图 25 2019-2025 年金刚线母线直径变化趋势（单位μ m） 8、单位方棒 /方锭在金刚线切割下的出片量随着金刚线母线直径及磨粒粒径的降低，以及硅片厚度下降，每公斤方棒 /方锭的出片量将增加。 2019 年每公斤单晶方棒出片量约为 67片，多晶方锭出片量约为 65 片，较 2018年增加 2 片。 30 40 50 60 70 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年金刚线母线直径 -多晶金刚线母线直径 -单晶 18 图 26 2019-2025 年每公斤方棒 /方锭在金刚线切割下的出片量变化趋势（单位片） 9、拉棒 /铸锭环节设备投资成本 2019年，拉棒和铸锭环节设备投资成本（包括机加环节）分别为 6.1万元 /吨和 2.6 万元 /吨，较 2018 年均小幅下降。随着单晶拉棒设备供应能力提高及技术进步，设备投资成本呈逐年下降趋势。但铸锭设备技改降本动力不足，以及设备生产商利润空间有限，未来设备投资成本下降速度将减缓。图 27 2019-2025 年拉棒 /铸锭环节设备投资成本变化趋势（单位万元 /吨） 50 60 70 80 90 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年单晶硅片出片量多晶硅片出片量 0 2 4 6 8 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年拉棒环节铸锭环节 19 10、不同类型硅片市场占比 2019 年，单晶硅片市场占比约 65，其中 P 型单晶硅片市场占比由 2018 年的 39.5增长为 60， N 型单晶硅片约为 5，较 2018 年基本持平。随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比也将逐年增高，预计 2022 年单晶硅片（ P 型 N型）市场占比将达到 80。多晶硅片的市场份额由 2018 年的 55下降至 2019 年的 32.5，未来呈逐步下降趋势。铸锭单晶技术在 2018 年有了技术突破， 2019 年逐步放量，市场占比达到 2.5，未来市场份额有望进一步扩大。图 28 2019-2025 年不同类型硅片市场占比变化趋势 11、不同尺寸硅片市场占比为获得更高组件功率以降低单位成本，企业纷纷发布 158.75mm、 161.7mm、 163mm、 166mm 以及 210mm 等大尺寸硅片，且逐步投入到下游制造中。 2019 年，市场仍然以 156.75mm 尺寸为主，市场占比约 61； 158.75mm 尺寸是现有电池及组件生产线最易升级的方案， 2020 年市占比有望超过 40； 161.7mm 尺寸主要以出口韩国为主； 160-166mm尺寸通过新投产或现有电池、组件产线技改，未来两年市场占比呈增长趋势； 210mm尺寸需投入新的电池、组件生产线，新投产线主要采用 210mm、 166mm等尺寸可兼容的产线。 0 25 50 75 100 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 N型单晶硅片 P型单晶硅片铸锭单晶硅片多晶硅片 20 图 29 2019-2025 年不同尺寸硅片市场占比变化趋势注 156.75mm 尺寸硅片包括 M2 单晶硅片、标准多晶硅片、 157mm 多晶硅片； 160-166mm 尺寸硅片主要包括 161.7mm 全方片、 161.7mm 类方片、 163mm 类方片、 166mm 类方片硅片。 0 25 50 75 100 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2025年 156.75mm尺寸 158.75mm尺寸 160-166mm尺寸 210mm尺寸 21 （三）电池片环节 3 表 1 太阳电池结构列表名称不同电池结构和制备技术 Al-BSF 铝背场电池（ Aluminium Back Surface Field）为改善太阳能电池的效率，在 p-n 结制备完成后，在硅片的背光面沉积一层铝膜，制备 P层，称为铝背场电池。 PERC 发射极钝化和背面接触（ Passivated Emitter and Rear Contact）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。 PERT 发射极钝化和全背面扩散（ Passivated Emitter Rear Totally-diffused ） PERC技术的改进型，在形成钝化层基础上进行全面的扩散，加强钝化层效果。 HJT 具有本征非晶层的异质结（ Heterojunction with Intrinsic Thin Layer）在电池片里同时存在晶体和非晶体级别的硅，非晶硅的出现能更好地实现钝化效果。 IBC 交指式背接触（ Interdigitated Back Contact）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。 TOPCon 隧穿氧化层钝化接触（ Tunnel Oxide Passivated Contact）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。 1、各种电池技术平均转换效率 * 2019 年，规模化生产的单多晶电池平均转换效率分别为 22.3和 19.3。单晶电池均采用 PERC 技术，平均转换效率较 2018年提高 0.5个百分点