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请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 1 行 业 深 度 报 告2022年 06月 30日洞 悉 光 伏 主 产 业 链 系 列 一 光 伏 电 池 片 N型 电 池 片 技 术 迭 代 拉 开 序 幕 ， 引领 行 业 降 本 增 效核 心 观 点电 池 片 是 光 伏 发 电 的 核 心 部 件 ， 其 技 术 路 线 和 工 艺 水 平 直 接 影 响 光 伏组 件 的 发 电 效 率 和 使 用 寿 命 。 电 池 片 是 通 过 将 硅 片 加 工 处 理 得 到 的 可 以 将太 阳 的 光 能 转 化 为 电 能 的 半 导 体 薄 片 ， 决 定 了 光 伏 系 统 的 发 电 能 力 ， 原 理是 光 生 伏 特 效 应 和 PN 结 。 电 池 片 上 游 主 要 包 括 原 材 料 硅 片 （ 占 电 池 片 总成 本 约 74-75） 和 核 心 辅 材 银 浆 （ 占 电 池 片 总 成 本 约 8） ； 电 池 片 下 游 为 光 伏 组 件 制 造 商 ， 电 池 片 约 占 组 件 总 成 本 50.1。N型 电 池 片 接 棒 P型 电 池 片 ， 成 为 下 一 代 主 流 技 术 。 P 型 电 池 片 仍 是主 流 技 术 路 线 ， 2021 年 PERC 电 池 市 占 率 达 91.2， 但 单 晶 PERC 电 池 量产 效 率 已 达 23.1， 逼 近 24.5的 极 限 效 率 ， 难 取 得 大 幅 提 升 。 N 型 电 池由 于 成 本 较 高 ， 量 产 规 模 较 小 ， 2021 年 市 占 率 3， 较 2020 年 基 本 持 平 。N 型 电 池 具 有 少 子 寿 命 高 、 光 致 衰 减 低 、 温 度 系 数 绝 对 值 低 、 弱 光 响 应 好等 优 点 ， 极 大 提 升 电 池 开 路 电 压 和 转 换 效 率 ， 有 望 成 为 下 一 代 主 流 技 术 。TOPCon 产 线 接 轨 PERC 产 线 ， 短 期 内 凭 借 成 本 优 势 产 业 化 进 度 最快 。 TOPCon 采 用 隧 穿 氧 化 层 钝 化 接 触 技 术 ， 在 电 池 背 面 制 备 超 薄 氧 化 硅后 再 沉 积 掺 杂 硅 薄 层 。 从 转 换 效 率 来 看 ， TOPCon 理 论 极 限 效 率 28.7，量 产 效 率 2424.5， 最 高 实 验 室 效 率 高 达 25.7， 效 率 提 升 空 间 大 。 从成 本 来 看 ， TOPCon 产 线 兼 容 PERC 产 线 ， 增 加 约 0.5-0.8 亿 元 /GW 即 可完 成 升 级 ； 新 建 TOPCon 产 线 设 备 投 资 成 本 约 2.2 亿 元 /GW， 较 其 他 N 型技 术 更 具 经 济 性 。 截 至 2021 年 底 ， TOPCon 的 非 硅 成 本 已 经 能 低 于 0.3 元 /瓦 ， 对 比 PERC 仍 然 有 0.18-0.22 元 /瓦 的 差 距 。 从 产 能 规 划 来 看 ， 预 计 2022年 TOPCon 落 地 产 能 有 望 超 50GW， TOPCon 总 产 能 规 划 约 162GW。HJT电 池 降 本 路 径 清 晰 ， 是 中 期 最 有 优 势 的 技 术 方 向 之 一 。 HJT 电池 由 掺 杂 不 同 的 两 种 不 同 材 料 （ 晶 体 硅 和 非 晶 硅 ） 组 成 ， 硅 片 和 非 晶 硅 组成 PN 结 ， 减 少 载 流 子 复 合 。 从 转 换 效 率 来 看 ， HJT 电 池 理 论 极 限 效 率 为28.5， 量 产 效 率 2424.5， 最 高 实 验 室 效 率 达 26.5。 从 成 本 来 看 ，我 们 测 算 HJT 生 产 成 本 较 PERC 每 瓦 高 0.18 元 ， 降 本 路 线 包 括 1） 设 备国 产 化 ； 2） 低 温 银 浆 国 产 化 ； 3） 工 艺 改 善 （ 多 主 栅 、 银 包 铜 、 激 光 转 印 ）降 低 银 浆 耗 量 ； 4） 靶 材 国 产 化 ， AZO 替 代 ； 5） 硅 片 薄 片 化 。 从 产 能 规划 来 看 ， 预 计 2022 年 新 增 产 能 在 20-30GW， HJT 总 产 能 规 划 超 150GW。IBC电 池 优 势 与 挑 战 并 存 ， 叠 加 其 他 技 术 潜 力 大 。 IBC 电 池 正 面 无 金属 栅 线 ， 发 射 极 和 背 场 及 对 应 的 正 负 金 属 电 极 呈 叉 指 状 集 成 在 电 池 背 面 ，该 结 构 最 大 程 度 减 少 了 光 学 损 失 。 从 转 换 效 率 来 看 ， 传 统 IBC 电 池 的 效 率并 没 有 与 TOPCon 和 HJT 电 池 拉 开 差 距 ， 而 IBC 电 池 技 术 作 为 一 种 平 台 型 技 术 ， 叠 加 TOPCon/HJT 电 池 技 术 ， 即 TBC/HBC 电 池 ， 量 产 效 率 分 别为 24.525.5/2526.5。 从 成 本 来 看 ， IBC 电 池 目 前 成 本 高 ， 精 简 工艺 步 骤 ， 降 低 制 造 成 本 是 降 本 核 心 。 从 产 能 规 划 来 看 ， 头 部 厂 商 布 局 ， 预计 今 年 将 有 少 量 产 能 落 地 。投 资 建 议在 电 池 片 技 术 快 速 迭 代 背 景 下 ， 我 们 看 好 1） 能 进 行 全 产 业 链 配 套 同时 技 术 储 备 丰 富 的 一 体 化 组 件 龙 头 企 业 ， 相 关 标 的 隆 基 绿 能 、 晶 科 能 源 、晶 澳 科 技 、 天 合 光 能 ； 2） 电 池 片 龙 头 相 关 标 的 通 威 股 份 、 爱 旭 股 份 。风 险 提 示上 游 原 材 料 价 格 波 动 ； 政 策 落 地 不 及 预 期 ； N 型 电 池 片 研 发 不 及 预 期 。 评 级 推 荐 （ 维 持 ）报 告 作 者作 者 姓 名 段 小 虎资 格 证 书 S1710521080001电 子 邮 箱 duanxheasec.com.cn联 系 人 柴 梦 婷电 子 邮 箱 chaimteasec.com.cn股 价 走 势 相 关 研 究 光 伏 行 业 维 持 高 景 气 ， 各 板 块 分 化 显 著 2022.05.19 洞 悉 光 伏 辅 材 产 业 链 系 列 二 2022.04.21 新 能 源 车 2 月 销 量 好 于 预 期 ， 光 伏 中 上游 价 格 稳 中 有 升 2022.03.14 两 会 再 提 促 进 新 能 源 车 消 费 ， 光 伏 中 上游 价 格 稳 中 有 进 2022.03.07 洞 悉 光 伏 辅 材 产 业 链 系 列 一 2022.03.03 行业研究·新能源发电·证券研 究报告 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 2 新 能 源 发 电正 文 目 录1. 引 言 .62. 电 池 片 简 介 及 发 展 趋 势 .62.1. 定 义 电 池 片 是 光 伏 发 电 核 心 部 件 ， 其 技 术 路 线 和 工 艺 水 平 直 接 影 响 光 伏 系 统 发 电 效 率 和 使 用 寿 命 .62.2. 原 理 光 生 伏 特 效 应 与 PN结 .92.3. 分 类 根 据 衬 底 硅 片 类 型 ， 分 为 P型 电 池 片 和 N型 电 池 片 102.4. 生 产 流 程 主 要 概 括 为 6个 流 程 ， 不 同 种 类 电 池 生 产 流 程 有 所 差 异 .122.5. 发 展 趋 势 全 国 电 池 片 产 量 高 速 增 长 ， N型 电 池 技 术 效 率 跃 升 新 高 度 142.5.1. 全 国 电 池 片 产 量 高 速 增 长 ， 近 十 年 光 伏 电 池 片 产 量 CAGR为 33.5142.5.2. PERC电 池 产 能 占 比 91， 短 期 仍 然 占 据 主 流 地 位 .15 2.5.3. N 型 电 池 转 换 效 率 优 势 明 显 ， 将 成 为 下 一 代 技 术 方 向 203. TOPCon电 池 接 轨 PERC产 线 ， 产 业 化 进 度 最 快 .223.1. 简 介 采 用 量 子 隧 穿 效 应 ， LPCVD为 当 前 主 流 工 艺 路 线 .223.1.1. N型 硅 衬 底 ， 采 用 隧 穿 氧 化 层 钝 化 接 触 技 术 223.1.2. TOPCon技 术 概 念 起 源 于 2013年 ， 规 模 化 应 用 或 将 开 启 .233.1.3. 多 种 技 术 路 线 并 进 ， LPCVD工 艺 为 当 前 主 流 .243.2. 转 换 效 率 理 论 转 换 效 率 高 达 28.7， 量 产 效 率 为 2424.5243.3. 成 本 端 兼 容 PERC产 线 设 备 ， 大 硅 片 银 铝 浆 进 一 步 推 动 成 本 下 降 263.3.1. 兼 容 并 延 长 PERC产 线 的 生 命 周 期 ， 短 期 看 最 具 性 价 比 .263.3.2. 非 硅 成 本 逐 渐 逼 近 PERC， 良 率 仍 有 提 升 空 间 273.4. 产 能 规 划 预 计 2022年 TOPCon落 地 产 能 有 望 超 过 50GW284. HJT电 池 颠 覆 性 技 术 异 军 突 起 ， 产 业 化 降 本 路 径 清 晰 明 确 .304.1. 简 介 采 用 异 质 结 替 代 同 质 结 ， 异 质 结 电 池 诞 生 逾 30年 30 4.1.1. 异 质 结 替 代 同 质 结 ， 本 征 富 氢 非 晶 硅 膜 为 核 心 工 艺 304.1.2. HJT电 池 技 术 起 源 于 1974年 ， 国 内 厂 商 加 快 产 业 化 步 伐 .314.2. 转 换 效 率 理 论 转 换 效 率 为 28.5， 量 产 效 率 为 2424.5324.3. 成 本 端 成 本 仍 处 高 位 ， 多 种 降 本 路 线 齐 头 并 进 354.3.1. 高 成 本 导 致 竞 争 力 不 足 ， 限 制 HJT电 池 规 模 化 生 产 354.3.2. 材 料 端 银 浆 、 靶 材 、 硅 片 都 是 HJT电 池 未 来 主 要 的 降 本 路 径 374.3.3. 设 备 端 国 产 替 代 加 速 ， 未 来 HJT设 备 有 望 降 至 3亿 元 /GW394.4. 产 能 规 划 预 计 2022年 新 增 产 能 20-30GW.395. IBC电 池 平 台 型 长 期 电 池 技 术 路 线 ， 国 内 仍 难 实 现 大 规 模 量 产 415.1. 简 介 采 用 交 叉 指 式 背 接 触 结 构 ， XBC为 当 前 热 门 发 展 方 向 415.1.1. 正 面 无 金 属 栅 线 ， 优 势 与 挑 战 并 存 415.1.2. IBC电 池 技 术 起 源 于 1975年 ， XBC为 当 前 热 门 发 展 方 向 425.1.3. 制 作 工 艺 制 程 步 骤 复 杂 ， 工 艺 难 度 大 43 5.2. 转 换 效 率 经 典 IBC效 率 溢 价 难 以 覆 盖 成 本 溢 价 ， TBCHBC吸 引 产 业 转 型 455.3. 成 本 端 精 简 工 艺 步 骤 和 降 低 制 造 成 本 是 降 本 核 心 ， XBC降 本 路 线 与 融 合 前 的 技 术 具 有 相 关 性 .485.4. 产 能 规 划 头 部 厂 商 布 局 ， 预 计 今 年 少 量 产 能 落 地 486. 相 关 标 的 .496.1. 隆 基 绿 能 .496.1.1. 光 伏 组 件 一 体 化 龙 头 ， 全 面 布 局 零 碳 赛 道 496.1.2. 业 绩 维 持 高 速 增 长 ， 盈 利 能 力 稳 定 506.1.3. 增 资 扩 产 单 晶 电 池 片 ， 光 伏 电 池 转 换 效 率 屡 创 新 高 516.2. 通 威 股 份 .52 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 3 新 能 源 发 电6.2.1. 全 球 电 池 片 龙 头 ， HJT、 TOPCon新 技 术 加 速 研 发 526.2.2. 业 绩 维 持 高 速 增 长 ， 现 金 流 大 幅 增 加 536.2.3. 单 晶 PERC电 池 平 均 非 硅 成 本 持 续 下 降 ， HJT、 TOPCon新 技 术 加 速 研 发 556.3. 晶 科 能 源 .566.3.1. 全 球 组 件 龙 头 ， 专 注 光 伏 中 游 制 造 环 节 566.3.2. 营 业 收 入 稳 步 增 长 ， 毛 利 率 保 持 稳 定 576.3.3. TOPCon电 池 研 发 能 力 领 先 ， N型 电 池 片 开 始 放 量 596.4. 晶 澳 科 技 .596.4.1. 光 伏 组 件 一 体 化 龙 头 ， 垂 直 一 体 化 率 高 达 80.596.4.2. 业 绩 维 持 高 速 增 长 ， 盈 利 能 力 趋 向 稳 定 606.4.3. PERC电 池 奠 定 坚 实 基 础 ， 6.5GWTOPCon电 池 放 量 在 即 .626.5. 天 合 光 能 .62 6.5.1. 光 伏 组 件 国 际 化 领 军 者 ， 出 货 量 常 年 全 球 领 先 626.5.2. 业 绩 亮 眼 增 长 可 期 ， 费 用 率 控 制 得 当 持 续 下 降 646.5.3. 研 发 和 量 产 效 率 行 业 领 先 ， 开 启 TOPCon电 池 产 业 化 进 程 666.6. 爱 旭 股 份 .666.6.1. 光 伏 电 池 后 起 之 秀 ， 产 品 创 新 引 领 行 业 发 展 666.6.2. 业 绩 持 续 高 速 增 长 ， 费 用 管 控 效 果 显 著 686.6.3. 研 发 技 术 优 势 凸 显 ， 高 效 ABC电 池 引 领 组 件 技 术 迭 代 .707. 风 险 提 示 .71图 表 目 录图 表 1. 光 伏 产 业 链 梳 理 6 图 表 2. 传 统 光 伏 电 池 片 结 构 示 意 图 7图 表 3. 单 晶 单 面 光 伏 电 池 片 成 本 结 构 8图 表 4. 单 晶 双 面 光 伏 电 池 片 成 本 结 构 8图 表 5. 光 伏 组 件 成 本 构 成 8图 表 6. 本 节 术 语 概 览 9图 表 7. PN结 内 部 电 场 .10图 表 8. 光 生 伏 特 效 应 10图 表 9. 本 节 术 语 概 览 10图 表 10. 电 池 片 技 术 路 线 图 11图 表 11. 本 节 术 语 概 览 12图 表 12. 陷 光 原 理 12图 表 13. 传 统 电 池 片 生 产 工 艺 流 程 13图 表 14. 各 种 电 池 工 艺 步 骤 14 图 表 15. 2011-2021年 中 国 电 池 片 产 量 .15图 表 16. 本 节 术 语 概 览 15图 表 17. PERC电 池 与 常 规 BSF电 池 结 构 对 比 .16图 表 18. PERC电 池 生 产 工 艺 流 程 .17图 表 19. PERC电 池 发 展 历 程 .18图 表 20. PERC电 池 量 产 效 率 变 化 趋 势 .19图 表 21. PERC电 池 最 高 效 率 变 化 趋 势 .19图 表 22. 2016-2021不 同 技 术 路 线 电 池 渗 透 率 19图 表 23. 2021-2030年 电 池 技 术 市 场 占 比 变 化 趋 势 20 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 4 新 能 源 发 电图 表 24. 2012-2030E 年 国 内 电 池 片 量 产 转 换 效 率 发 展 趋 势 21图 表 25. 本 节 术 语 概 览 22图 表 26. TOPCon电 池 结 构 图 .22图 表 27. TOPCon电 池 发 展 历 程 .23图 表 28. TOPCon主 要 工 艺 技 术 路 线 .24图 表 29. 不 同 电 子 /空 穴 选 择 性 接 触 材 料 组 成 的 电 池 极 限 效 率 （ ISFH测 算 版 本 ） .25图 表 30. 不 同 电 子 /空 穴 选 择 性 接 触 材 料 组 成 的 电 池 极 限 效 （ 隆 基 最 新 测 算 版 本 ） 25图 表 31. N型 TOPCon最 高 效 率 记 录 26图 表 32. TOPCon与 PERC电 池 技 术 工 艺 及 设 备 改 造 情 况 27图 表 33. TOPCon电 池 成 本 结 构 .28图 表 34. 头 部 电 池 厂 商 TOPCon扩 产 计 划 及 进 度 单 位 GW（ 截 至 2022年 6月 ） .29图 表 35. 本 节 术 语 概 览 30 图 表 36. HJT异 质 结 电 池 结 构 图 31图 表 37. HJT电 池 发 展 历 程 32图 表 38. HJT最 高 转 换 效 率 （ 国 际 认 证 ） 33图 表 39. HJT最 高 转 换 效 率 （ 非 国 际 认 证 ） 33图 表 40. 各 种 类 电 池 温 度 系 数 34图 表 41. HJT电 池 与 TOPCon电 池 工 艺 步 骤 比 较 .35图 表 42. 2022年 PERC电 池 与 HJT电 池 成 本 对 比 .36图 表 43. HJT成 本 结 构 37图 表 44. HJT非 硅 成 本 结 构 37图 表 45. 高 低 温 银 浆 对 比 37图 表 46. 不 同 技 术 银 浆 耗 量 （ mg/片 ） .38图 表 47. N型 硅 片 厚 度 变 化 趋 势 （ μm） .39图 表 48. HJT电 池 规 划 产 能 统 计 （ 截 至 2022年 6月 ） 40 图 表 49. 本 节 术 语 概 览 41图 表 50. IBC电 池 结 构 图 .41图 表 51. IBC电 池 发 展 历 程 .43图 表 52. IBC电 池 工 艺 流 程 .44图 表 53. FFE结 构 的 IBC空 穴 电 流 模 拟 .44图 表 54. FSF结 构 的 IBC空 穴 电 流 模 拟 44图 表 55. SunPower公 司 IBC电 池 发 展 历 程 .45图 表 56. IBC电 池 工 艺 路 线 .46图 表 57. HBC电 池 结 构 .46图 表 58. SunPower的 TBC电 池 结 构 47图 表 59. 各 电 池 技 术 效 率 对 比 47图 表 60. 各 电 池 技 术 路 线 成 本 对 比 48图 表 61. XBC电 池 产 能 规 划 统 计 （ 截 至 2022年 6月 ） .49 图 表 62. 隆 基 绿 能 历 史 沿 革 49图 表 63. 隆 基 绿 能 股 权 结 构 50图 表 64. 隆 基 绿 能 历 年 营 收 变 动 趋 势 50图 表 65. 隆 基 绿 能 历 年 归 母 净 利 润 变 动 趋 势 50图 表 66. 隆 基 绿 能 毛 利 率 与 净 利 率 变 动 趋 势 51图 表 67. 隆 基 绿 能 期 间 费 用 率 变 动 趋 势 51图 表 69. 通 威 股 份 历 史 沿 革 53图 表 70. 通 威 股 份 股 权 结 构 53 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 5 新 能 源 发 电图 表 71. 通 威 股 份 历 年 营 收 变 动 趋 势 54图 表 72. 通 威 股 份 历 年 归 母 净 利 润 变 动 趋 势 54图 表 73. 通 威 股 份 毛 利 率 与 净 利 率 变 动 趋 势 55图 表 74. 通 威 股 份 期 间 费 用 率 变 动 趋 势 55图 表 76. 晶 科 能 源 历 史 沿 革 56图 表 77. 晶 科 能 源 股 权 结 构 57图 表 78. 晶 科 能 源 历 年 营 收 变 动 趋 势 57图 表 79. 晶 科 能 源 历 年 归 母 净 利 润 变 动 趋 势 57图 表 80. 晶 科 能 源 毛 利 率 与 净 利 率 变 动 趋 势 58图 表 81. 晶 科 能 源 期 间 费 用 率 变 动 趋 势 58图 表 83. 晶 澳 科 技 历 史 沿 革 59图 表 84. 晶 澳 科 技 股 权 结 构 60 图 表 85. 晶 澳 科 技 历 年 营 收 变 动 趋 势 61图 表 86. 晶 澳 科 技 历 年 归 母 净 利 润 变 动 趋 势 61图 表 87. 晶 澳 科 技 毛 利 率 与 净 利 率 变 动 趋 势 61图 表 88. 晶 澳 科 技 期 间 费 用 率 变 动 趋 势 61图 表 90. 天 合 光 能 历 史 沿 革 63图 表 91. 天 合 光 能 股 权 结 构 64图 表 92. 天 合 光 能 历 年 营 收 变 动 趋 势 65图 表 93. 天 合 光 能 历 年 归 母 净 利 润 变 动 趋 势 65图 表 94. 天 合 光 能 毛 利 率 与 净 利 率 变 动 趋 势 65图 表 95. 天 合 光 能 期 间 费 用 率 变 动 趋 势 65图 表 97. 爱 旭 股 份 历 史 沿 革 67图 表 98. 爱 旭 股 份 股 权 结 构 68图 表 99. 爱 旭 股 份 历 年 营 收 变 动 趋 势 68 图 表 100. 爱 旭 股 份 历 年 归 母 净 利 润 变 动 趋 势 .68图 表 101. 爱 旭 股 份 毛 利 率 与 净 利 率 变 动 趋 势 .69图 表 102. 爱 旭 股 份 期 间 费 用 率 变 动 趋 势 69 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 6 新 能 源 发 电1.引 言随 着 全 球 碳 中 和 进 程 不 断 加 速 ， 叠 加 光 伏 发 电 成 本 持 续 下 行 ， 经 济 性不 断 提 升 ， 光 伏 装 机 需 求 高 增 长 确 定 性 较 强 。 我 们 将 对 光 伏 全 产 业 链 进 行全 面 及 深 入 的 研 究 ， 旨 在 基 于 长 期 看 好 光 伏 产 业 链 发 展 的 情 况 下 ， 作 出 深入 研 究 并 为 投 资 者 提 供 参 考 。 光 伏 产 业 链 上 游 包 括 原 料 高 纯 度 多 晶 硅 材 料的 生 产 ， 单 晶 硅 和 多 晶 硅 的 制 造 ， 硅 片 的 生 产 ； 中 游 包 括 光 伏 电 池 片 ， 光伏 组 件 （ 玻 璃 、 支 架 、 胶 膜 等 ） 以 及 逆 变 器 环 节 ； 下 游 是 光 伏 发 电 的 应 用 端 包 括 光 伏 电 站 和 分 布 式 发 电 。 本 篇 报 告 将 聚 焦 于 光 伏 产 业 链 中 技 术 迭 代速 度 最 快 的 中 游 电 池 片 环 节 ， 将 PERC、 TOPCon、 HJT、 IBC 电 池 的 原 理 、结 构 、 发 展 历 史 、 工 艺 路 线 、 转 换 效 率 、 成 本 构 成 及 各 企 业 对 各 种 类 产 能规 划 进 行 全 面 梳 理 。图 表 1. 光 伏 产 业 链 梳 理 资 料 来 源 海 优 新 材 招 股 说 明 书 ， 东 亚 前 海 证 券 研 究 所2.电 池 片 简 介 及 发 展 趋 势2.1.定 义 电 池 片 是 光 伏 发 电 核 心 部 件 ， 其 技 术 路 线 和工 艺 水 平 直 接 影 响 光 伏 系 统 发 电 效 率 和 使 用 寿 命电 池 片 是 光 伏 发 电 的 核 心 部 件 ， 其 技 术 路 线 和 工 艺 水 平 直 接 影 响 光 伏组 件 的 发 电 效 率 和 使 用 寿 命 。 光 伏 电 池 片 位 于 光 伏 产 业 链 中 游 ， 是 通 过 将单 /多 晶 硅 片 加 工 处 理 得 到 的 可 以 将 太 阳 的 光 能 转 化 为 电 能 的 半 导 体 薄 片 。从 电 池 片 的 必 要 性 来 看 ， 光 伏 发 电 的 原 理 （ 详 细 阐 述 见 2.2 章 节 ） 来 自 于 半 导 体 的 光 电 效 应 ， 通 过 光 照 使 不 均 匀 半 导 体 或 半 导 体 与 金 属 结 合 的 不 同 部位 之 间 产 生 电 位 差 ， 是 由 光 子 （ 光 波 ） 转 化 为 电 子 、 光 能 量 转 化 为 电 能 量后 形 成 电 压 和 电 流 的 过 程 。 上 游 环 节 生 产 出 来 的 硅 片 无 法 导 电 ， 经 过 加 工处 理 得 到 的 电 池 片 决 定 了 光 伏 组 件 的 发 电 能 力 。 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 7 新 能 源 发 电从 电 池 片 的 重 要 性 来 看 ， 发 电 效 率 和 使 用 寿 命 是 光 伏 组 件 价 值 的 核 心参 数 1） 电 池 片 的 转 换 效 率 是 其 受 光 照 时 的 最 大 输 出 功 率 和 入 射 光 功 率 的比 值 ， 是 直 接 影 响 光 伏 组 件 乃 至 整 个 光 伏 发 电 系 统 发 电 效 率 的 核 心 因 素 。转 换 效 率 更 高 的 电 池 片 有 着 更 高 的 输 出 功 率 ， 用 其 封 装 形 成 的 光 伏 组 件 的整 体 功 率 也 会 更 高 ； 2） 电 池 片 生 产 工 艺 的 缺 陷 往 往 会 导 致 单 体 电 池 片 的 内阻 不 均 匀 从 而 极 易 产 生 热 斑 现 象 ， 热 斑 效 应 是 指 单 体 电 池 片 被 小 的 物 体 遮盖 ， 导 致 其 所 产 生 的 电 流 变 小 ， 成 为 负 载 ， 轻 则 烧 毁 电 池 片 ， 严 重 的 会 引起 整 片 电 池 组 件 的 燃 烧 ， 对 组 件 使 用 寿 命 危 害 非 常 大 。 从 这 个 维 度 来 看 ，电 池 片 的 生 产 工 艺 水 平 直 接 影 响 光 伏 组 件 的 使 用 寿 命 。 图 表 2. 传 统 光 伏 电 池 片 结 构 示 意 图 资 料 来 源 全 球 光 伏 ， 东 亚 前 海 证 券 研 究 所电 池 片 上 游 主 要 包 括 原 材 料 硅 片 和 核 心 辅 材 银 浆 。 从 光 伏 电 池 片 产 业链 上 游 来 看 ， 电 池 片 主 要 原 材 料 为 硅 片 ， 主 要 辅 材 为 银 浆 、 铝 浆 和 化 学 试剂 ， 主 要 动 力 为 电 力 。 1） 硅 片 硅 片 是 电 池 片 主 要 原 材 料 ， 在 硅 料 价 格 持续 上 涨 的 背 景 下 ， 硅 片 环 节 凭 借 其 良 好 的 价 格 传 导 能 力 且 相 对 稳 定 的 竞 争格 局 ， 维 持 较 好 盈 利 能 力 ； 2） 银 浆 银 浆 为 电 池 片 结 构 中 的 核 心 电 极 材 料 ，目 前 光 伏 银 浆 需 求 随 着 光 伏 行 业 的 发 展 持 续 增 长 ， 但 受 制 于 高 技 术 门 槛 ，海 外 厂 商 市 场 份 额 较 大 ， 尚 有 较 大 的 国 产 替 代 空 间 。 从 电 池 片 成 本 构 成 来看 ， 根 据 Solarzoom 数 据 ， 硅 片 占 电 池 片 成 本 最 高 ， 约 为 74-75； 银 浆 是除 硅 片 外 电 池 片 成 本 占 比 第 二 高 的 材 料 ， 约 占 电 池 片 总 成 本 的 8， 占 电 池片 非 硅 成 本 的 33， 主 要 能 源 电 力 约 占 总 成 本 的 5。 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 8 新 能 源 发 电图 表 3. 单 晶 单 面 光 伏 电 池 片 成 本 结 构 图 表 4. 单 晶 双 面 光 伏 电 池 片 成 本 结 构 资 料 来 源 Solarzoom， 东 亚 前 海 证 券 研 究 所 资 料 来 源 Solarzoom， 东 亚 前 海 证 券 研 究 所电 池 片 下 游 为 光 伏 组 件 制 造 商 。 从 光 伏 电 池 片 产 业 链 下 游 来 看 ， 电 池片 主 要 与 光 伏 玻 璃 、 其 他 封 装 材 料 （ 背 板 、 EVA 胶 膜 等 ） 共 同 封 装 形 成 太阳 能 电 池 组 件 ， 组 件 再 与 逆 变 器 、 支 架 等 共 同 构 成 光 伏 电 站 发 电 系 统 。 从电 池 片 占 组 件 成 本 比 重 来 看 ， 根 据 华 经 产 业 研 究 院 ， 2021 年 电 池 片 占 组 件成 本 比 重 为 50.1， 同 比 -6.7pct， 主 要 系 硅 料 硅 片 、 组 件 端 的 双 重 压 力 和 供需 关 系 影 响 导 致 电 池 片 价 格 承 压 下 行 ， 但 电 池 片 仍 为 光 伏 组 件 成 本 的 最 核心 组 成 部 分 ， 也 是 光 伏 组 件 降 本 的 主 要 途 径 。图 表 5. 光 伏 组 件 成 本 构 成 资 料 来 源 华 经 产 业 研 究 院 ， 东 亚 前 海 证 券 研 究 所 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 9 新 能 源 发 电2.2.原 理 光 生 伏 特 效 应 与 PN结图 表 6. 本 节 术 语 概 览术 语 定 义光 生 伏 特 效 应 当 物 体 受 到 光 照 时 ， 物 体 内 的 电 荷 分 布 状 态 发 生 变 化 而 产 生 电 动 势 和 电 流 的 一 种 效 应 。P 型 硅 纯 净 的 硅 本 身 不 导 电 ， 掺 杂 硼 的 硅 即 P 型 硅 。 硅 最 外 层 有 4 个 电 子 ， 而 硼 最 外 层 有 3 个 电子 ， 故 P 型 硅 又 称 正 电 荷 载 流 子 型 硅 。空 穴 带 正 电 的 P 型 硅 外 层 有 4 个 电 子 ， 当 它 掺 杂 外 层 有 3 个 电 子 的 硼 ， 在 与 硅 成 键 时 留 下 1 个额 外 的 开 放 空 间 ， 即 空 穴 。N 型 硅 纯 净 的 硅 本 身 不 导 电 ， 掺 杂 磷 的 硅 即 N 型 硅 。 磷 最 外 层 有 5 个 电 子 ， 其 中 4 个 用 于 与 相 邻硅 原 子 结 合 ， 剩 下 1 个 额 外 的 自 由 电 子 ， 故 N 型 硅 又 称 负 电 荷 载 流 子 型 硅 。 PN 结 在 一 块 完 整 的 硅 片 上 ， 用 不 同 的 掺 杂 工 艺 使 其 一 边 形 成 N 型 半 导 体 ， 另 一 边 形 成 P 型 半 导体 ， 我 们 称 两 种 半 导 体 的 交 界 面 附 近 的 区 域 为 PN 结 。空 间 电 荷 区 当 P 型 和 N 型 硅 层 状 掺 杂 时 ， 在 其 交 界 处 发 生 电 子 和 空 穴 的 扩 散 运 动 空 穴 由 P 区 向 N区 扩 散 ， 电 子 则 由 N 区 向 P 区 扩 散 ， 随 着 扩 散 的 进 行 ， P 区 空 穴 减 少 ， 出 现 了 一 层 带 负 电的 离 子 区 ， 而 N 区 电 子 减 少 ， 出 现 了 一 层 带 正 电 的 离 子 区 ， 这 样 在 它 们 的 交 接 处 形 成 空 间电 荷 区 。电 位 差 衡 量 单 位 电 荷 在 静 电 场 中 由 于 电 势 不 同 所 产 生 的 能 量 差 的 物 理 量 。光 生 电 压 在 有 光 照 （ 无 论 是 太 阳 光 ， 还 是 其 它 发 光 体 产 生 的 光 照 ） 情 况 下 ， 电 池 吸 收 光 能 ， 电 池 两端 出 现 异 号 电 荷 的 积 累 ， 即 产 生 “ 光 生 电 压 ” 。内 建 电 场 半 导 体 中 由 于 内 部 的 作 用 而 形 成 的 电 场 ， 不 是 外 加 电 场 。 资 料 来 源 维 基 百 科 ， 东 亚 前 海 证 券 研 究 所 太 阳 能 电 池 工 作 的 原 理 为 光 生 伏 特 效 应 和 PN 结 。 光 生 伏 特 效 应 是 指当 物 体 受 到 光 照 时 ， 物 体 内 的 电 荷 分 布 状 态 发 生 变 化 而 产 生 电 动 势 和 电 流的 一 种 效 应 ， 该 效 应 是 光 伏 发 电 的 原 理 。 电 池 片 基 本 构 造 是 运 用 P 型 与 N型 半 导 体 接 合 而 成 ， 半 导 体 最 基 本 的 材 料 是 “ 硅 ” ， 纯 净 的 硅 是 不 导 电 的 ，但 可 以 通 过 在 硅 中 掺 杂 来 改 变 分 子 结 构 在 硅 晶 体 中 掺 入 硼 元 素 ， 即 可 做成 P 型 半 导 体 ； 掺 入 磷 元 素 ， 即 可 做 成 N 型 半 导 体 。 电 池 片 发 电 即 是 利 用P 型 半 导 体 有 个 空 穴 （ P 型 半 导 体 少 了 一 个 带 负 电 荷 的 电 子 ， 可 视 为 多 了 一个 正 电 荷 ） ， 与 N 型 半 导 体 多 了 一 个 自 由 电 子 的 电 位 差 来 产 生 电 流 ， 当 太阳 光 照 射 到 半 导 体 的 PN 结 时 ， 就 会 在 PN 结 的 两 边 出 现 光 生 电 压 ， 进 而 将硅 原 子 中 的 电 子 激 发 出 来 ， 产 生 电 子 和 空 穴 的 对 流 ， 这 些 电 子 和 空 穴 均 会 受 到 内 建 电 场 影 响 ， 分 别 被 N 型 及 P 型 半 导 体 吸 引 ， 而 聚 集 在 两 端 。 在 此情 境 下 ， 将 两 端 外 部 用 电 极 连 接 起 来 ， 形 成 一 个 回 路 ， 即 可 产 生 电 流 ， 这就 是 太 阳 电 池 发 电 的 原 理 。 请 仔 细 阅 读 报 告 尾 页 的 免 责 声 明 10 新 能 源 发 电图 表 7. PN结 内 部 电 场 图 表 8. 光 生 伏 特 效 应 资 料 来 源 CSDN， 东 亚 前 海 证 券 研 究 所 资 料 来 源 索 比 光 伏 网 ， 东 亚 前 海 证 券 研 究 所2.3.分 类 根 据 衬 底 硅 片 类 型 ， 分 为 P型 电 池 片 和 N型电 池 片图 表 9. 本 节 术 语 概 览术 语 定 义光 至 衰 减 （ LightInducedDegradation, LID） 光 伏 电 池 及 组 件 在 光 照 过 程 中 引 起 的 功 率 衰 减 现 象 。 P 型 电 池 光 致 衰 减 的 主 要 原 因
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