中國粉體網(wǎng)訊 太陽能作為重要的新能源，目前主要通過光伏發(fā)電的形式被利用，滿足社會發(fā)展提出的綠色環(huán)保、節(jié)能減排等要求。所謂太陽能光伏發(fā)電，實際就是利用半導(dǎo)體界面光生伏特效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，能源生產(chǎn)過程具有低污染、低消耗等特點。

光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池、逆變轉(zhuǎn)換裝置、蓄電池等多個部分構(gòu)成，根據(jù)需要安裝光伏電池板后，電池能夠感受光吸收，通過化學(xué)能產(chǎn)生自由移動帶電離子，在自由閉合電路中移動，進而產(chǎn)生電流。

光伏 圖源：pixabay

1、我國光伏領(lǐng)域核心技術(shù)分析

我國太陽能光伏領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展過程主要是以半導(dǎo)體器件為基礎(chǔ)、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)為重點、光伏照明及太陽能電池相關(guān)技術(shù)為熱點、光伏建筑一體化等應(yīng)用技術(shù)為擴展方向而逐步發(fā)展。在目前的發(fā)展成熟期，重要技術(shù)領(lǐng)域幾乎向全時期技術(shù)發(fā)展重點領(lǐng)域靠齊，即我國太陽能光伏技術(shù)體系逐漸在這一時期成型主要涉及太陽能熱系統(tǒng)、照明裝置及系統(tǒng)、電能存儲裝置、一般清潔等。

在成熟期，半導(dǎo)體器件代表領(lǐng)域的交叉影響貢獻率已經(jīng)明顯下降，光能與電能的轉(zhuǎn)換、照明裝置及系統(tǒng)、太陽能電池相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)整個技術(shù)系統(tǒng)的核心地位。

2、光伏TOPCon單晶硅電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨技術(shù)發(fā)展，人們開始使用多晶硅、單晶硅和薄膜太陽能電池有效提高電池光能轉(zhuǎn)換效率，并且降低了發(fā)電和生產(chǎn)成本。

目前，我國光伏電池組件技術(shù)從材料到設(shè)備已構(gòu)建起成熟完整的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)技術(shù)達到全球領(lǐng)先水平。目前，已開發(fā)出PERC晶體硅電池、TOPCon單晶硅電池、HJT單晶硅電池、IBC單晶硅電池等多種晶體硅光伏電池。

其中，具有更高效率極限（28.2%～28.7%）的隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon，N型）電池成為研究重點，其效率極限高于目前主流的HIT電池（效率約為25%）與PERC電池（理論極限效率為24.5%），是最接近晶體硅太陽能電池理論極限效率（29.43%）的晶硅電池。

TOPCon電池結(jié)構(gòu)

目前晶科能源N-TOPCon實驗室的效率已達到26.10%。量產(chǎn)效率方面，以晶科能源和晶澳科技為首的“雙晶”中試線上的量產(chǎn)效率分別達到了24.70%與24.80%，先導(dǎo)智能官微公告GW級TOPCon量產(chǎn)效率突破25%，較目前PERC頭部企業(yè)23.8%的量產(chǎn)效率提高了1%左右。此外，TOPCon與現(xiàn)有主流PERC產(chǎn)線兼容，在面臨大規(guī)模PERC產(chǎn)線設(shè)備資產(chǎn)折舊計提壓力的情況下，通過升級改造產(chǎn)線，可以延長設(shè)備的使用周期，從單GW產(chǎn)線投資分析看，轉(zhuǎn)型為TOPCon路線需增加2.2億～2.5億元，而轉(zhuǎn)型為HJT路線需增加4億～4.5億元，使得TOPCon技術(shù)在降低成本和提高效率方面的優(yōu)勢更加明顯。

此外，大尺寸、薄片化和N型，已在業(yè)內(nèi)逐漸達成共識，有望成為下一代主流路線。大尺寸主要與高功率有關(guān)，要實現(xiàn)700w+組件功率，需要使用210mm大尺寸組件。中國光伏行業(yè)協(xié)會預(yù)測，到2030年，210mm尺寸硅片將占據(jù)70%的市場份額。而薄片化能有效減少單片耗硅量，從而降低生產(chǎn)成本，也是重要發(fā)展趨勢。據(jù)測算，如行業(yè)內(nèi)全規(guī)格單晶硅片從175μm全面轉(zhuǎn)換到160μm厚度，預(yù)計可節(jié)省6.8%的硅使用量。

在光伏行業(yè)技術(shù)快速迭代的背景下，TOPCon電池兼顧了成本和光電轉(zhuǎn)化效率，是未來光伏電池生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主流方向之一。

3、光伏電池用石英砂市場展望

光伏產(chǎn)業(yè)需要消耗大量的高純石英,生產(chǎn)1kg適合制造太陽能電池的硅,需要約15kg高純石英。在單晶硅的生產(chǎn)過程中高純石英砂的消耗要高出單晶硅產(chǎn)量的5%左右。

我國高純石英砂消費結(jié)構(gòu)

但目前光伏電池環(huán)節(jié)的虧損正愈發(fā)突出，其是否還能繼續(xù)帶動高純石英砂產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展？剛剛結(jié)束的2023年，光伏產(chǎn)業(yè)鏈價格就整體呈波動下行態(tài)勢。不過，光伏價格下行風(fēng)險在P型硅料或組件為代表的舊技術(shù)端，更加明顯。以N型為代表的新技術(shù)路線，作為未來的行業(yè)主流，有望率先走出下行周期。

2022年-2023年中國單晶硅片（182mm/165μm）現(xiàn)貨價格（平均價）走勢圖（單位：美元/片）

據(jù)粉體網(wǎng)編輯了解，硅業(yè)分會對電池環(huán)節(jié)的描述是“目前成本控制較好的電池企業(yè)做N型電池片略有毛利”。近期，N型硅片開工較為穩(wěn)定，硅料企業(yè)維持正常交付，甚至出現(xiàn)了個別“催單”N型硅料的現(xiàn)象。受市場需求推動，硅料企業(yè)普遍重新調(diào)整了N型硅料生產(chǎn)占比，一線大廠的N型硅料比例已超50%，且仍有持續(xù)提升的趨勢。目前來看，N型硅料產(chǎn)能尚未完全覆蓋下游需求，處于緊缺狀態(tài)，推測N型硅料價格維持堅挺，并可能出現(xiàn)小幅度反彈。

結(jié)語

我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)步入成熟階段，先進且成熟的核心技術(shù)有望帶動產(chǎn)業(yè)鏈向好，這是“科技是第一生產(chǎn)力”的最好注釋。

參考來源：

劉子龍，等：TOPCon光伏電池技術(shù)研究進展綜述，中國聯(lián)合工程有限公司

侯麗新，等：鈣鈦礦光伏電池產(chǎn)業(yè)化進展和挑戰(zhàn)，中國樂凱集團有限公司

趙璞，等：基于專利分析的我國太陽能光伏領(lǐng)域核心技術(shù)識別及演化研究，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）

張艷紅，等：高純石英的發(fā)展現(xiàn)狀、消費及市場預(yù)測，中國建筑材料工業(yè)規(guī)劃研究院

TCL中環(huán)2023年度業(yè)績預(yù)告

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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