
新余瑞晶太阳能光伏发电制作流程
一、光伏发电原理
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。
二、光伏组件制作过程
先给个流程概览,网上找的图,简单的可以把光伏产业链归类为上中下游三部分,其中下游是比较没前途的,大家可以忽略。
2.1. 从硅料到硅片
简单来讲就是将一大块硅料切片,中间涉及到的技术并不复杂,主要痛点在于生产设备的国产化,对了硅片的制作工艺和芯片晶圆类似,不过晶圆的精度要求更高,硅片的要求简单粗暴。
2.2. 从硅片到电池片
各种不同技术路线的制作过程有差异,以目前主流的单晶硅PERC电池制作流程为例,从硅片到电池片大概要经历:
1、制绒:让硅片表面粗糙,降低反射率
2、扩散:刷上一层磷,形成PN结(这一步技术含量很高哦)
3、刻蚀&边绝缘:去除侧表面PN结,防止短路
4、背部钝化:这是PERC电池片最重要的一个步骤,通过背部钝化,减小光的透射,从而提高光电转化率。
5、镀膜:氮化硅薄膜,减少反射,保护电池不被腐蚀等。
6、丝网印刷:印刷金属电极
7、烧结:烧结电极与硅片
8、分选:分选不同效率的电池
2.3. 从电池片到组件
目前A股光伏板块市值第一的隆基股份,就是做组件的了,一块光伏组件,其组成部分的作用如下:
光伏玻璃:保护电池片不被腐蚀,增加电池片使用寿命。
EVA胶膜:粘结电池与光伏玻璃,电池与背膜。
背膜:绝缘、防潮、抗紫外线、不透气,耐老化,耐腐蚀。
边框:保护组件、连接安装。
接线盒:引出汇流条。
三、光伏产业链
3.1. 硅料
工业用多晶硅可用于制作多晶硅硅片和单晶硅硅片,是基础原材料。
2020年前5家硅料生产公司市场份额占比达79%,由于硅料生产线建设周期较长,得益于过去一年光伏大量上马,硅料供不应求,2021年上半年价格长期处于高位。
预测未来半年硅料价格还将在高位运行,龙头企业毛利率提升。
3.2. 硅片
由于单晶硅硅片光电转换率较高已基本取代多晶硅硅片,2020年前5家硅片生产企业产能占全球市场份额达75.5%。
隆基股份是单晶硅硅片市场中无可争议的第一。
3.3. 电池片
通威股份连续多年占据电池片出货量全球第一的位置,2019年前5家产量占全球市场份额达30.3%。
作为硅料、电池片双龙头,得益于其硅料产量和已有的PERC电池片生产线,通威具有其他企业所不具备的成本优势。
3.4. 组件
隆基股份2020年组件出货量全球第一,其押注的单晶硅PERC电池路线证明在工业化应用中胜过多晶硅PERC和其他路线电池,在2020年超越晶科能源,成为全球第一。
晶科能源技术路线和生产线积累也不容小觑,可惜在美股上市,没办法买。
天合光能、晶澳和阿特斯基本位于第二梯队,但未来随着电池路线的变革,以上排名很容易发生变化。
3.4. 光伏生产设备及辅材
如果发现了一个金矿,淘金客也许能挖到金子一夜暴富,也许死在沙漠一文不值,但卖淘金工具的人一定挣得彭满钵满。
光伏组件生产制作过程中,涉及多道工序,而完成这些工序的设备生产企业也借着光伏行业的东风,利润保障。
重点可以关注硅片设备龙头——晶盛机电、电池片设备龙头——迈为股份,组件设备龙头—
—金辰股份。
而光伏组件生产和光伏电站建造过程中要用到的其他辅材龙头,阳光电源作为唯一在A股上市的逆变器龙头,具有一定的稀缺性。
四、未来技术路线
4.1. PERC电池
目前主流技术路线为单晶硅PERC电池。
代表厂家:隆基股份
优点:技术路线成熟,良品率高,市占率最高。
缺点:工业化生产的PERC电池(24%)已接近其光电转换率的极限(24.5%),未来几乎没有提升空间。
4.2. Topcon电池
2013年由德国提出,基底材料为N型硅,通过添加氧化物的形式来增加背板的反射,提高光电转换效率,本质上可以理解为PERC电池的升级版。
代表厂家:隆基股份、中来股份、晶科、天合光能等
优点:光电转换率极限更高(28.7%),衰减率更低,生产线可基于目前的PERC生产线升级改造而成。
缺点:成本目前较高,工序更为复杂,良品率低,现在生产的可商用Topcon电池转换率约24.5%。
4.3. HIT电池
1990年由日本提出,基底材料为N型硅,又名HJT/ SHJ/ HDT电池,通过在N型硅片基地添加非晶硅材料薄膜的形式来提高光电转换效率。
代表厂家:隆基股份、通威股份、迈为股份等
优点:工序简单,光电转换率高(27.5%),均为低温工艺,硅片更薄理论上未来成本更
低。
缺点:成本暂时较高,生产线需重新建设,无法在PERC基础上改造。
PS:还有个双面钝化电池路线,懒得讲了,双面钝化,成本很难做过以上两种技术路线。
4.4. BIPV(光伏建筑一体化)
推动BIPV是国家意志,目前主要是屋顶光伏的形式。
项目申报试点县(市、区)要具备丰富的屋顶资源、有较好的消纳能力,党政机关建筑屋顶总面积光伏可安装比例不低于50% ,学校、医院等不低于40% ,工商业分布式地不低于30%,农村居民屋顶不低于20% 。
按照能源局的发文,未来屋顶光伏的市场将难以想象得巨大,而基于BIPV的光伏屋顶和光伏幕墙技术,很有可能成为未来光伏发展的爆点。
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