1, Konečná poptávka po fotovoltaice: Poptávka po fotovoltaickém instalovaném výkonu je silná a poptávka po polysilikonu je obrácená na základě prognózy instalovaného výkonu
1.1.Spotřeba polysilikonu: Globálníobjem spotřeby neustále roste, zejména u výroby fotovoltaické energie
Posledních deset let celosvětověpolysilikonspotřeba nadále rostla a podíl Číny se dále rozšiřoval, v čele s fotovoltaickým průmyslem.Od roku 2012 do roku 2021 celosvětová spotřeba polysilikonu obecně vykazovala vzestupný trend, vzrostla z 237 000 tun na přibližně 653 000 tun.V roce 2018 byla v Číně zavedena nová fotovoltaická politika 531, která jasně snížila sazbu dotací na výrobu fotovoltaické energie.Nově instalovaná fotovoltaická kapacita meziročně klesla o 18 % a ovlivněna byla i poptávka po polysilikonu.Od roku 2019 zavedl stát řadu politik na podporu síťové parity fotovoltaiky.S rychlým rozvojem fotovoltaického průmyslu vstoupila poptávka po polysilikonu také do období rychlého růstu.Během tohoto období se podíl čínské spotřeby polysilikonu na celkové celosvětové spotřebě nadále zvyšoval, a to z 61,5 % v roce 2012 na 93,9 % v roce 2021, především díky rychle se rozvíjejícímu čínskému fotovoltaickému průmyslu.Z pohledu globálního vzorce spotřeby různých typů polysilikonu v roce 2021 budou křemíkové materiály používané pro fotovoltaické články tvořit minimálně 94 %, z toho solární polysilikon a granulovaný křemík 91 % a 3 %. Polysilikon elektronické kvality, který lze použít pro čipy, tvoří 94 %.Poměr je 6 %, což ukazuje, že v současné poptávce po polysilikonu dominuje fotovoltaika.Očekává se, že s oteplováním dvouuhlíkové politiky poroste poptávka po fotovoltaickém instalovaném výkonu a spotřeba a podíl solárního polysilikonu se bude nadále zvyšovat.
1.2.Křemíkový plátek: monokrystalický křemíkový plátek zaujímá hlavní proud a kontinuální Czochralského technologie se rychle vyvíjí
Přímým následným článkem polysilikonu jsou křemíkové destičky a Čína v současnosti dominuje celosvětovému trhu s křemíkovými destičkami.Od roku 2012 do roku 2021 se globální a čínská výrobní kapacita a produkce křemíkových plátků nadále zvyšovaly a fotovoltaický průmysl pokračoval v rozmachu.Křemíkové wafery slouží jako most spojující křemíkové materiály a baterie a nejsou nijak zatíženy výrobní kapacity, takže i nadále láká velké množství společností ke vstupu do tohoto odvětví.V roce 2021 se čínští výrobci křemíkových destiček výrazně rozšířiliVýrobakapacita na výkon 213,5 GW, což vedlo ke zvýšení celosvětové výroby křemíkových plátků na 215,4 GW.Podle stávající a nově navýšené výrobní kapacity v Číně se očekává, že si roční tempo růstu v příštích letech udrží 15-25 % a čínská výroba oplatek si stále zachová absolutní dominantní postavení ve světě.
Z polykrystalického křemíku lze vyrobit ingoty z polykrystalického křemíku nebo tyče z monokrystalického křemíku.Proces výroby ingotů z polykrystalického křemíku zahrnuje především metodu lití a metodu přímého tavení.V současnosti je hlavní metodou druhý typ a ztrátovost se v zásadě udržuje kolem 5 %.Metoda lití spočívá hlavně v tom, že se křemíkový materiál nejprve roztaví v kelímku a poté se odlije do jiného předehřátého kelímku za účelem chlazení.Řízením rychlosti ochlazování je ingot polykrystalického křemíku odléván technologií směrového tuhnutí.Proces tavení za tepla u metody přímého tavení je stejný jako u metody odlévání, při které se polysilikon nejprve přímo taví v kelímku, ale krok chlazení je odlišný od metody odlévání.Ačkoli jsou tyto dvě metody svou povahou velmi podobné, metoda přímého tavení potřebuje pouze jeden kelímek a vyrobený polysilikonový produkt je dobré kvality, což přispívá k růstu ingotů polykrystalického křemíku s lepší orientací a proces růstu je snadno proveditelný. automatizovat, což může provést vnitřní polohu krystalu Redukce chyb.V současné době přední podniky v průmyslu materiálů pro solární energii obecně používají metodu přímého tavení k výrobě ingotů polykrystalického křemíku a obsah uhlíku a kyslíku je relativně nízký, který je řízen pod 10 ppma a 16 ppma.Výrobě ingotů z polykrystalického křemíku bude i nadále dominovat metoda přímého tavení a ztrátovost se do pěti let udrží kolem 5 %.
Výroba tyčí z monokrystalického křemíku je založena především na Czochralského metodě, doplněné metodou vertikálního závěsného zónového tavení a produkty vyráběné těmito dvěma mají různé použití.Czochralského metoda využívá odolnost proti grafitu k ohřevu polykrystalického křemíku ve vysoce čistém křemenném kelímku v tepelném systému s přímou trubicí, aby se roztavil, poté se zárodečný krystal vloží do povrchu taveniny za účelem roztavení a zárodečný krystal se otočí a převrátí kelímek.očkovací krystal se pomalu zvedne nahoru a monokrystalický křemík se získá prostřednictvím procesů naočkování, amplifikace, soustružení ramen, růstu stejného průměru a konečné úpravy.Metoda tavení ve vertikální plovoucí zóně se týká fixace sloupcového vysoce čistého polykrystalického materiálu v komoře pece, pomalého pohybu kovové cívky ve směru polykrystalické délky a průchodu sloupcovým polykrystalickým materiálem a průchodu vysokovýkonného vysokofrekvenčního proudu v kovu. Část vnitřku spirály polykrystalického pilíře se roztaví a poté, co se spirála posune, tavenina rekrystalizuje a vytvoří jediný krystal.Vzhledem k různým výrobním procesům existují rozdíly ve výrobním zařízení, výrobních nákladech a kvalitě výrobků.V současné době mají produkty získané metodou zónového tavení vysokou čistotu a lze je použít pro výrobu polovodičových součástek, zatímco Czochralského metoda může splnit podmínky pro výrobu monokrystalického křemíku pro fotovoltaické články a má nižší cenu, takže je mainstreamovou metodou.V roce 2021 je tržní podíl metody přímého tahu asi 85 % a očekává se, že v příštích letech mírně vzroste.Tržní podíly v roce 2025 a 2030 se odhadují na 87 % a 90 %.Pokud jde o monokrystalický křemík s oblastním tavením, průmyslová koncentrace monokrystalického křemíku s oblastním tavením je ve světě relativně vysoká.akvizice), TOPSIL (Dánsko) .V budoucnu se rozsah výroby roztaveného monokrystalického křemíku výrazně nezvýší.Důvodem je, že související čínské technologie jsou ve srovnání s Japonskem a Německem relativně zaostalé, zejména kapacita vysokofrekvenčních topných zařízení a podmínky procesu krystalizace.Technologie taveného křemíkového monokrystalu v oblasti velkého průměru vyžaduje, aby čínské podniky pokračovaly ve vlastním zkoumání.
Czochralského metodu lze rozdělit na technologii kontinuálního tažení krystalů (CCZ) a technologii opakovaného tažení krystalů (RCZ).V současnosti je mainstreamovou metodou v oboru RCZ, která je ve fázi přechodu z RCZ na CCZ.Kroky tažení a podávání monokrystalu RZC jsou na sobě nezávislé.Před každým tažením musí být monokrystalický ingot ochlazen a vyjmut v komoře uzávěru, zatímco CCZ může realizovat podávání a tavení během tažení.RCZ je poměrně vyspělá a do budoucna je jen málo prostoru pro technologické zlepšení;zatímco CCZ má výhody snížení nákladů a zlepšení efektivity a je ve fázi rychlého rozvoje.Pokud jde o náklady, ve srovnání s RCZ, které trvá asi 8 hodin, než se vytáhne jeden prut, může CCZ výrazně zlepšit efektivitu výroby, snížit náklady na kelímek a spotřebu energie odstraněním tohoto kroku.Celkový výkon jedné pece je o více než 20 % vyšší než u RCZ.Výrobní náklady jsou o více než 10 % nižší než RCZ.Pokud jde o účinnost, CCZ může dokončit tažení 8-10 monokrystalických křemíkových tyčí během životního cyklu kelímku (250 hodin), zatímco RCZ může dokončit pouze asi 4 a účinnost výroby může být zvýšena o 100-150% .Kvalitativně má CCZ rovnoměrnější měrný odpor, nižší obsah kyslíku a pomalejší akumulaci kovových nečistot, proto je vhodnější pro přípravu monokrystalických křemíkových waferů typu n, které jsou rovněž v období rychlého rozvoje.V současné době některé čínské společnosti oznámily, že mají technologii CCZ a cesta granulárních křemíkových monokrystalických křemíkových plátků typu CCZ-n je v zásadě jasná a dokonce začaly používat 100% granulované křemíkové materiály..V budoucnu CCZ v podstatě nahradí RCZ, ale bude to vyžadovat určitý proces.
Výrobní proces monokrystalických křemíkových plátků je rozdělen do čtyř kroků: tahání, krájení, krájení, čištění a třídění.Vznik metody řezání diamantovým drátem výrazně snížil ztrátu při řezání.Proces tažení krystalu byl popsán výše.Proces krájení zahrnuje operace zkracování, kvadratura a zkosení.Krájení je použití krájecího stroje k řezání sloupcového křemíku na křemíkové plátky.Čištění a třídění jsou poslední kroky při výrobě křemíkových plátků.Metoda krájení diamantovým drátem má zjevné výhody oproti tradiční metodě krájení maltovým drátem, což se projevuje především v krátké časové spotřebě a nízkých ztrátách.Rychlost diamantového drátu je pětkrát vyšší než u tradičního řezání.Například při řezání jednoho plátku trvá řezání tradičním maltovým drátem asi 10 hodin a řezání diamantovým drátem jen asi 2 hodiny.Ztráta řezání diamantovým drátem je také relativně malá a vrstva poškození způsobená řezáním diamantovým drátem je menší než při řezání maltovým drátem, což vede k řezání tenčích křemíkových plátků.V posledních letech, aby se snížily ztráty při řezání a výrobní náklady, společnosti přešly na metody řezání diamantovým drátem a průměr sběrnic s diamantovým drátem je stále nižší a nižší.V roce 2021 bude průměr přípojnice diamantového drátu 43-56 μm a průměr přípojnice diamantového drátu používaného pro monokrystalické křemíkové destičky se značně sníží a bude nadále klesat.Odhaduje se, že v roce 2025 a 2030 budou průměry diamantových drátěných přípojnic používaných k řezání monokrystalických křemíkových plátků 36 μm a 33 μm, v daném pořadí, a průměry diamantových drátových přípojnic používaných k řezání polykrystalických křemíkových plátků budou 51 μm respektive 51 μm.Je to proto, že v polykrystalických křemíkových plátcích je mnoho defektů a nečistot a tenké dráty jsou náchylné k lámání.Proto je průměr přípojnice diamantového drátu používaného pro řezání polykrystalických křemíkových plátků větší než průměr monokrystalických křemíkových plátků, a protože tržní podíl polykrystalických křemíkových plátků postupně klesá, používá se pro polykrystalický křemík Zmenšení průměru diamantu drátěné přípojnice řezané na plátky se zpomalily.
V současné době se křemíkové destičky dělí především na dva typy: polykrystalické křemíkové destičky a monokrystalické křemíkové destičky.Monokrystalické křemíkové destičky mají výhody dlouhé životnosti a vysoké účinnosti fotoelektrické konverze.Polykrystalické křemíkové destičky se skládají z krystalových zrn s různou orientací krystalové roviny, zatímco monokrystalické křemíkové destičky jsou vyrobeny z polykrystalického křemíku jako suroviny a mají stejnou orientaci krystalové roviny.Vzhledově jsou polykrystalické křemíkové destičky a monokrystalické křemíkové destičky modro-černé a černohnědé.Vzhledem k tomu, že tyto dva jsou vyřezány z polykrystalických křemíkových ingotů a monokrystalických křemíkových tyčí, jsou tvary čtvercové a kvazi-čtvercové.Životnost polykrystalických křemíkových waferů a monokrystalických křemíkových waferů je asi 20 let.Pokud je způsob balení a prostředí použití vhodné, může životnost dosáhnout více než 25 let.Obecně lze říci, že životnost monokrystalických křemíkových plátků je o něco delší než životnost polykrystalických křemíkových plátků.Kromě toho jsou monokrystalické křemíkové destičky také o něco lepší v účinnosti fotoelektrické konverze a jejich hustota dislokací a kovové nečistoty jsou mnohem menší než u destiček z polykrystalického křemíku.Kombinovaný účinek různých faktorů činí životnost minoritních nosičů monokrystalů desítkykrát vyšší než životnost polykrystalických křemíkových plátků.Tím se ukazuje výhoda účinnosti konverze.V roce 2021 bude nejvyšší konverzní účinnost polykrystalických křemíkových waferů kolem 21 % a monokrystalických křemíkových waferů dosáhne až 24,2 %.
Kromě dlouhé životnosti a vysoké účinnosti konverze mají monokrystalické křemíkové destičky také výhodu ztenčování, což vede ke snížení spotřeby křemíku a nákladů na křemíkové destičky, ale dávejte pozor na zvýšení míry fragmentace.Ztenčení křemíkových plátků pomáhá snižovat výrobní náklady a současný proces krájení může plně vyhovět potřebám ztenčování, ale tloušťka křemíkových plátků musí také splňovat potřeby následné výroby článků a komponent.Obecně platí, že tloušťka křemíkových desek v posledních letech klesá a tloušťka polykrystalických křemíkových desek je výrazně větší než tloušťka monokrystalických křemíkových desek.Monokrystalické křemíkové destičky se dále dělí na křemíkové destičky typu n a křemíkové destičky typu p, zatímco křemíkové destičky typu n zahrnují hlavně použití TOPCon Battery a HJT baterie.V roce 2021 je průměrná tloušťka polykrystalických křemíkových plátků 178 μm a nedostatečná poptávka v budoucnu povede k jejich dalšímu ztenčování.Proto se předpokládá, že tloušťka bude mírně klesat od roku 2022 do roku 2024 a tloušťka zůstane po roce 2025 přibližně 170 μm;průměrná tloušťka monokrystalických křemíkových destiček typu p je asi 170 μm a očekává se, že v letech 2025 a 2030 klesne na 155 μm a 140 μm. Mezi monokrystalickými křemíkovými destičkami typu n se tloušťka křemíkových destiček používá pro články HJT 150 μm a průměrná tloušťka křemíkových plátků typu n používaných pro články TOPCon je 165 μm.135 μm.
Kromě toho výroba polykrystalických křemíkových waferů spotřebuje více křemíku než monokrystalické křemíkové wafery, ale výrobní kroky jsou relativně jednoduché, což přináší polykrystalické křemíkové wafery nákladové výhody.Polykrystalický křemík, jako běžná surovina pro polykrystalické křemíkové destičky a monokrystalické křemíkové destičky, má různou spotřebu při výrobě těchto dvou, což je způsobeno rozdíly v čistotě a výrobních krocích těchto dvou.V roce 2021 je spotřeba křemíku polykrystalického ingotu 1,10 kg/kg.Očekává se, že omezené investice do výzkumu a vývoje povedou v budoucnu k malým změnám.Spotřeba křemíku táhla je 1,066 kg/kg a je zde určitý prostor pro optimalizaci.Očekává se, že v roce 2025 bude činit 1,05 kg/kg a 1,043 kg/kg v roce 2030.V procesu tažení monokrystalů lze dosáhnout snížení spotřeby křemíku tažnou tyčí snížením ztrát při čištění a drcení, přísnou kontrolou výrobního prostředí, snížením podílu primerů, zlepšením kontroly přesnosti a optimalizací klasifikace. a technologie zpracování degradovaných křemíkových materiálů.I když je spotřeba křemíku u polykrystalických křemíkových plátků vysoká, výrobní náklady na polykrystalické křemíkové pláty jsou relativně vysoké, protože ingoty z polykrystalického křemíku se vyrábějí litím ingotů tavením za tepla, zatímco ingoty z monokrystalického křemíku se obvykle vyrábějí pomalým růstem v Czochralského monokrystalických pecích, která spotřebovává poměrně vysokou energii.Nízký.V roce 2021 budou průměrné výrobní náklady monokrystalických křemíkových plátků přibližně 0,673 juanů/W a náklady na výrobu polykrystalických křemíkových plátků budou 0,66 juanů/W.
Jak se tloušťka křemíkového plátku zmenšuje a průměr přípojnice diamantového drátu se zmenšuje, výkon křemíkových tyčí/ingotů stejného průměru na kilogram se zvýší a počet monokrystalických křemíkových tyčí o stejné hmotnosti bude vyšší. z ingotů polykrystalického křemíku.Pokud jde o výkon, výkon použitý každým křemíkovým plátkem se liší podle typu a velikosti.V roce 2021 je produkce monokrystalických čtvercových tyčí typu p o velikosti 166 mm asi 64 kusů na kilogram a produkce polykrystalických čtvercových ingotů je asi 59 kusů.Mezi monokrystalickými křemíkovými destičkami typu p je výstup monokrystalických čtvercových tyčinek o velikosti 158,75 mm asi 70 kusů na kilogram, výstup monokrystalických čtvercových tyčinek typu p o velikosti 182 mm je asi 53 kusů na kilogram a výstup p -typ 210mm velikost monokrystalových tyčinek na kilogram je asi 53 kusů.Výkon hranaté tyče je asi 40 kusů.Od roku 2022 do roku 2030 kontinuální ztenčování křemíkových plátků nepochybně povede ke zvýšení počtu křemíkových tyčí/ingotů o stejném objemu.Menší průměr přípojnice diamantového drátu a střední velikost částic také pomohou snížit ztráty při řezání, čímž se zvýší počet vyrobených plátků.Množství.Odhaduje se, že v letech 2025 a 2030 je produkce monokrystalických čtvercových tyčí typu p o velikosti 166 mm asi 71 a 78 kusů na kilogram a produkce polykrystalických čtvercových ingotů je asi 62 a 62 kusů, což je způsobeno nízkým trhem podíl polykrystalických křemíkových plátků Je obtížné způsobit významný technologický pokrok.Existují rozdíly ve výkonu různých typů a velikostí křemíkových plátků.Podle ohlašovacích údajů je průměrný výkon 158,75 mm křemíkových plátků přibližně 5,8 W/kus, průměrný výkon křemíkových plátků o velikosti 166 mm je přibližně 6,25 W/kus a průměrný výkon 182 mm křemíkových plátků je přibližně 6,25 W/kus. .Průměrný výkon křemíkového plátku o velikosti je přibližně 7,49 W/kus a průměrný výkon křemíkového plátku o velikosti 210 mm je přibližně 10 W/kus.
V posledních letech se křemíkové wafery postupně vyvíjely směrem k velkým rozměrům a velké rozměry přispívají ke zvýšení výkonu jednoho čipu, čímž se snižují nekřemíkové náklady na články.Při úpravě velikosti křemíkových plátků je však také třeba zvážit přizpůsobení a standardizaci před a po proudu, zejména zátěž a problémy s vysokým proudem.V současné době existují na trhu dva tábory ohledně budoucího směru vývoje velikosti křemíkové destičky, a to velikosti 182 mm a velikosti 210 mm.Návrh 182 mm je především z pohledu vertikální průmyslové integrace, založené na zvážení instalace a přepravy fotovoltaických článků, výkonu a účinnosti modulů a synergie mezi upstream a downstream;zatímco 210 mm je hlavně z pohledu výrobních nákladů a nákladů na systém.Výkon 210mm křemíkových plátků se zvýšil o více než 15 % v procesu tažení tyčí v jedné peci, náklady na výrobu navazujících baterií se snížily o přibližně 0,02 juanů/W a celkové náklady na výstavbu elektrárny se snížily o přibližně 0,1 juanů/ W.V příštích letech se očekává postupná eliminace křemíkových plátků o velikosti pod 166 mm;problémy s přizpůsobením 210mm křemíkových plátků proti proudu a po proudu budou postupně efektivně vyřešeny a náklady se stanou důležitějším faktorem ovlivňujícím investice a výrobu podniků.Tržní podíl 210mm křemíkových waferů se proto zvýší.Stálý vzestup;182mm křemíkový plátek se stane hlavním proudem na trhu díky svým výhodám ve vertikálně integrované výrobě, ale s průlomovým vývojem 210mm křemíkové technologie nanášení křemíkových plátků ustoupí 182mm.Kromě toho je obtížné pro větší velikosti křemíkových plátků široce používat na trhu v příštích několika letech, protože náklady na pracovní sílu a riziko instalace velkých křemíkových plátků se značně zvýší, což je obtížné kompenzovat úspora výrobních nákladů a systémových nákladů..V roce 2021 budou velikosti křemíkových plátků na trhu zahrnovat 156,75 mm, 157 mm, 158,75 mm, 166 mm, 182 mm, 210 mm atd. Mezi nimi velikost 158,75 mm a 166 mm představovala 50 % z celkových 156,7 mm a velikost snížena na 5 %, která budou v budoucnu postupně nahrazována;166 mm je řešení s největší velikostí, které lze upgradovat pro stávající výrobní linku baterií, což bude největší velikost za poslední dva roky.Pokud jde o velikost přechodu, očekává se, že podíl na trhu bude v roce 2030 nižší než 2 %;kombinovaná velikost 182 mm a 210 mm bude v roce 2021 představovat 45 % a podíl na trhu se v budoucnu rychle zvýší.Očekává se, že celkový podíl na trhu v roce 2030 přesáhne 98 %.
V posledních letech se podíl monokrystalického křemíku na trhu neustále zvyšoval a zaujímal hlavní pozici na trhu.Od roku 2012 do roku 2021 vzrostl podíl monokrystalického křemíku z méně než 20 % na 93,3 %, což je významný nárůst.V roce 2018 jsou křemíkové destičky na trhu převážně polykrystalické křemíkové destičky, které tvoří více než 50 %.Hlavním důvodem je, že technické výhody monokrystalických křemíkových plátků nemohou pokrýt nákladové nevýhody.Od roku 2019, kdy účinnost fotoelektrické konverze monokrystalických křemíkových plátků výrazně převýšila účinnost polykrystalických křemíkových plátků a výrobní náklady monokrystalických křemíkových plátků s technologickým pokrokem nadále klesaly, podíl monokrystalických křemíkových plátků na trhu nadále rostl. hlavním proudem na trhu.produkt.Očekává se, že podíl monokrystalických křemíkových plátků dosáhne v roce 2025 přibližně 96 % a tržní podíl monokrystalických křemíkových plátků dosáhne v roce 2030 97,7 %. (Zdroj zprávy: Future Think Tank)
1.3.Baterie: Na trhu dominují baterie PERC a vývoj baterií typu n zvyšuje kvalitu produktů
Střední článek řetězce fotovoltaického průmyslu zahrnuje fotovoltaické články a moduly fotovoltaických článků.Zpracování křemíkových plátků na články je nejdůležitějším krokem při realizaci fotoelektrické konverze.Zpracování konvenčního článku z křemíkového plátku vyžaduje asi sedm kroků.Nejprve vložte křemíkový plátek do kyseliny fluorovodíkové, aby se na jeho povrchu vytvořila semišová struktura podobná pyramidě, čímž se sníží odrazivost slunečního světla a zvýší se absorpce světla;druhá je, že fosfor je difundován na povrch jedné strany křemíkového plátku za vzniku PN přechodu a jeho kvalita přímo ovlivňuje účinnost článku;třetí je odstranit PN přechod vytvořený na straně křemíkového plátku během fáze difúze, aby se zabránilo zkratu článku;Na straně, kde je vytvořen PN přechod, je potažena vrstva filmu z nitridu křemíku pro snížení odrazu světla a zároveň zvýšení účinnosti;pátý je tisk kovových elektrod na přední a zadní stranu křemíkového plátku pro sběr menšinových nosičů generovaných fotovoltaikou;Obvod natištěný ve fázi tisku je sintrován a formován a je integrován s křemíkovým plátkem, to znamená s článkem;nakonec jsou klasifikovány články s různou účinností.
Krystalické křemíkové články jsou obvykle vyrobeny z křemíkových plátků jako substrátů a lze je rozdělit na články typu p a články typu n podle typu křemíkových plátků.Mezi nimi buňky typu n mají vyšší účinnost konverze a v posledních letech postupně nahrazují buňky typu p.Křemíkové destičky typu P se vyrábějí dopováním křemíku borem a křemíkové destičky typu n jsou vyrobeny z fosforu.Proto je koncentrace prvku boru v křemíkové destičce typu n nižší, čímž se inhibuje vazba komplexů bor-kyslík, zlepšuje se životnost minoritního nosiče křemíkového materiálu a zároveň nedochází k fotoindukovanému zeslabení. v baterii.Kromě toho jsou menšinovými nosiči typu n díry, menšinovými nosiči typu p jsou elektrony a průřez většiny atomů nečistot pro díry je menší než průřez elektronů.Proto je životnost minoritního nosiče článku typu n vyšší a rychlost fotoelektrické konverze je vyšší.Podle laboratorních údajů je horní hranice konverzní účinnosti článků typu p 24,5 % a účinnost konverze článků typu n až 28,7 %, takže články typu n představují směr vývoje budoucí technologie.V roce 2021 mají buňky typu n (především heterojunkční buňky a buňky TOPCon) relativně vysoké náklady a rozsah hromadné výroby je stále malý.Současný podíl na trhu je asi 3 %, což je v podstatě stejně jako v roce 2020.
V roce 2021 se výrazně zlepší konverzní účinnost článků typu n a očekává se, že v příštích pěti letech bude větší prostor pro technologický pokrok.V roce 2021 bude velkovýroba monokrystalických článků typu p využívat technologii PERC a průměrná účinnost konverze dosáhne 23,1 %, což je nárůst o 0,3 procentního bodu ve srovnání s rokem 2020;účinnost konverze polykrystalických černých křemíkových článků pomocí technologie PERC dosáhne 21,0 % ve srovnání s rokem 2020. Roční nárůst o 0,2 procentního bodu;konvenční zlepšení účinnosti polykrystalických černých křemíkových článků není silné, účinnost konverze v roce 2021 bude asi 19,5 %, pouze o 0,1 procentního bodu vyšší a prostor pro budoucí zlepšení účinnosti je omezený;průměrná účinnost konverze ingotových monokrystalických PERC článků je 22,4 %, což je o 0,7 procentního bodu méně než u monokrystalických PERC článků;průměrná konverzní účinnost článků TOPCon typu n dosahuje 24 % a průměrná účinnost konverze heteropřechodových článků dosahuje 24,2 %, přičemž oba tyto články byly ve srovnání s rokem 2020 výrazně zlepšeny, a průměrná účinnost konverze článků IBC dosahuje 24,2 %.S rozvojem technologií v budoucnu mohou také technologie baterií, jako jsou TBC a HBC, pokračovat v pokroku.V budoucnu, se snížením výrobních nákladů a zlepšením výtěžnosti, budou baterie typu n jedním z hlavních směrů vývoje bateriové technologie.
Z hlediska cesty technologie baterií prošla iterativní aktualizace technologie baterií především prostřednictvím BSF, PERC, TOPCon na základě vylepšení PERC a HJT, nové technologie, která podvrací PERC;TOPCon lze dále kombinovat s IBC za vzniku TBC a HJT lze také kombinovat s IBC a stát se HBC.Monokrystalické články typu P využívají především technologii PERC, polykrystalické články typu p zahrnují polykrystalické články z černého křemíku a monokrystalické články ingotu, přičemž monokrystalické články typu P se týkají přidání monokrystalických očkovacích krystalů na základě konvenčního procesu polykrystalického ingotu, směrové tuhnutí. je vytvořen čtvercový křemíkový ingot a křemíkový plátek smíchaný s monokrystalem a polykrystalickým je vyroben řadou procesů zpracování.Protože v podstatě využívá cestu polykrystalické přípravy, je zařazen do kategorie polykrystalických článků typu p.Články typu n zahrnují především monokrystalické články TOPCon, monokrystalické články HJT a monokrystalické články IBC.V roce 2021 budou novým hromadným výrobním linkám stále dominovat výrobní řady článků PERC a tržní podíl článků PERC se dále zvýší na 91,2 %.Protože se poptávka po produktech pro venkovní a domácí projekty soustředila na vysoce účinné produkty, tržní podíl baterií BSF v roce 2021 klesne z 8,8 % na 5 %.
1.4.Moduly: Náklady na články tvoří hlavní část a výkon modulů závisí na článcích
Výrobní kroky fotovoltaických modulů zahrnují především propojování a laminování článků a články tvoří hlavní část celkových nákladů na modul.Vzhledem k tomu, že proud a napětí jednoho článku jsou velmi malé, je třeba články propojit pomocí sběrnic.Zde jsou zapojeny do série, aby se zvýšilo napětí, a poté zapojeny paralelně, aby se získal vysoký proud, a poté jsou fotovoltaické sklo, EVA nebo POE, bateriový list, EVA nebo POE, zadní list utěsněny a tepelně lisovány v určitém pořadí. a nakonec chráněn hliníkovým rámem a silikonovým těsnícím okrajem.Z hlediska složení výrobních nákladů komponent tvoří materiálové náklady 75 %, přičemž hlavní místo zaujímají výrobní náklady, výkonové náklady a mzdové náklady.Cena materiálů je vedena cenou buněk.Podle oznámení mnoha společností tvoří články asi 2/3 celkových nákladů na fotovoltaické moduly.
Fotovoltaické moduly se obvykle dělí podle typu článku, velikosti a množství.Existují rozdíly ve výkonu různých modulů, ale všechny jsou ve fázi růstu.Výkon je klíčovým ukazatelem fotovoltaických modulů, který představuje schopnost modulu přeměnit sluneční energii na elektřinu.Ze statistiky výkonu různých typů fotovoltaických modulů je vidět, že při stejné velikosti a počtu článků v modulu je výkon modulu monokrystal typu n > monokrystal typu p > polykrystalický;Čím větší je velikost a množství, tím větší je výkon modulu;u monokrystalových modulů TOPCon a heteropřechodových modulů stejné specifikace je výkon druhého z nich větší než výkon prvního.Podle prognózy CPIA se výkon modulu v příštích několika letech zvýší o 5-10W ročně.Balení modulů navíc přinese určitou ztrátu výkonu, včetně ztráty optické a elektrické.První je způsoben propustností a optickým nesouladem obalových materiálů, jako je fotovoltaické sklo a EVA, a druhý se týká především použití solárních článků v sérii.Ztráta obvodu způsobená odporem svařovací pásky a samotné přípojnice a ztráta proudového nesouladu způsobená paralelním spojením článků, celková ztráta výkonu obou těchto dvou článků představuje asi 8 %.
1.5.Fotovoltaická instalovaná kapacita: Politiky různých zemí jsou zjevně řízeny a v budoucnu existuje obrovský prostor pro novou instalovanou kapacitu
Svět v podstatě dosáhl konsensu o čistých nulových emisích v rámci cíle ochrany životního prostředí a postupně se objevila ekonomika superponovaných fotovoltaických projektů.Země aktivně zkoumají rozvoj výroby energie z obnovitelných zdrojů.V posledních letech se země po celém světě zavázaly snížit emise uhlíku.Většina hlavních producentů skleníkových plynů formulovala odpovídající cíle v oblasti obnovitelné energie a instalovaná kapacita obnovitelné energie je obrovská.Na základě cíle regulace teploty 1,5℃ IRENA předpovídá, že celosvětová instalovaná kapacita obnovitelné energie dosáhne v roce 2030 10,8 TW. Podle údajů WOODMac navíc úroveň nákladů na elektřinu (LCOE) na výrobu solární energie v Číně, Indii, Spojené státy a další země je již nyní nižší než nejlevnější fosilní energie a v budoucnu bude dále klesat.Aktivní prosazování politik v různých zemích a ekonomika výroby fotovoltaické energie vedly v posledních letech ke stálému nárůstu kumulativní instalované kapacity fotovoltaiky ve světě a v Číně.Od roku 2012 do roku 2021 se kumulativní instalovaný výkon fotovoltaiky ve světě zvýší ze 104,3 GW na 849,5 GW a kumulativní instalovaný výkon fotovoltaiky v Číně se zvýší z 6,7 GW na 307 GW, což je více než 44násobný nárůst.Nově instalovaná fotovoltaická kapacita v Číně navíc představuje více než 20 % celkové světové instalované kapacity.V roce 2021 je nově instalovaná čínská fotovoltaická kapacita 53 GW, což představuje asi 40 % nově instalované světové kapacity.Je to způsobeno především hojným a rovnoměrným rozložením zdrojů světelné energie v Číně, dobře rozvinutým směrem proti proudu a po proudu a silnou podporou národních politik.Během tohoto období hrála Čína obrovskou roli ve výrobě fotovoltaické energie a kumulativní instalovaný výkon činil méně než 6,5 %.vyskočila na 36,14 %.
Na základě výše uvedené analýzy CPIA poskytla prognózu nově rostoucích fotovoltaických instalací od roku 2022 do roku 2030 po celém světě.Odhaduje se, že za optimistických i konzervativních podmínek bude celosvětově nově instalovaná kapacita v roce 2030 činit 366 a 315 GW a nově instalovaná kapacita Číny bude 128, 105 GW.Níže budeme předpovídat poptávku po polysilikonu na základě rozsahu nově instalované kapacity každý rok.
1.6.Prognóza poptávky po polysilikonu pro fotovoltaické aplikace
Od roku 2022 do roku 2030 lze na základě předpovědi CPIA pro celosvětově nově navýšené fotovoltaické instalace podle optimistických i konzervativních scénářů předvídat poptávku po polysilikonu pro fotovoltaické aplikace.Články jsou klíčovým krokem k realizaci fotoelektrické přeměny a křemíkové destičky jsou základními surovinami článků a přímo za polysilikonem, takže jsou důležitou součástí předpovídání poptávky po polysilikonu.Vážený počet kusů na kilogram křemíkových tyčí a ingotů lze vypočítat z počtu kusů na kilogram a podílu křemíkových tyčí a ingotů na trhu.Poté lze podle výkonu a tržního podílu křemíkových waferů různých velikostí získat vážený výkon křemíkových waferů a následně odhadnout potřebný počet křemíkových waferů podle nově instalované fotovoltaické kapacity.Dále lze hmotnost požadovaných křemíkových tyčí a ingotů získat podle kvantitativního vztahu mezi počtem křemíkových plátků a váženým počtem křemíkových tyčí a křemíkových ingotů na kilogram.Dále v kombinaci s váženou spotřebou křemíku křemíkových tyčí/křemíkových ingotů lze konečně získat poptávku po polysilikonu pro nově instalovanou fotovoltaickou kapacitu.Podle výsledků prognózy bude celosvětová poptávka po polysilikonu pro nové fotovoltaické instalace v posledních pěti letech nadále stoupat, přičemž vrcholu dosáhne v roce 2027 a poté v příštích třech letech mírně klesne.Odhaduje se, že za optimistických a konzervativních podmínek v roce 2025 bude celosvětová roční poptávka po polysilikonu pro fotovoltaické instalace činit 1 108 900 tun, respektive 907 800 tun, a celosvětová poptávka po polysilikonu pro fotovoltaické aplikace v roce 2030 bude za optimistických podmínek 1 042 100 tun. ., 896 900 tun.Podle Čínypodíl na celosvětovém instalovaném výkonu fotovoltaiky,Čínská poptávka po polysilikonu pro fotovoltaické použití v roce 2025se očekává 369 600 tun a 302 600 tun za optimistických a konzervativních podmínek a 739 300 tun a 605 200 tun v zámoří.
2, Koncová poptávka po polovodičích: Rozsah je mnohem menší než poptávka ve fotovoltaické oblasti a lze očekávat budoucí růst
Kromě výroby fotovoltaických článků lze polysilikon použít také jako surovinu pro výrobu čipů a používá se v oblasti polovodičů, kterou lze dále rozdělit na výrobu automobilů, průmyslovou elektroniku, elektronické komunikace, domácí spotřebiče a další obory.Proces od polysilikonu k čipu je rozdělen hlavně do tří kroků.Nejprve se polysilikon roztáhne na monokrystalické křemíkové ingoty a poté se nařeže na tenké křemíkové plátky.Křemíkové destičky se vyrábějí řadou operací broušení, srážení hran a leštění., která je základní surovinou polovodičové továrny.Nakonec je křemíkový plátek řezán a laserem vyryt do různých obvodových struktur, aby se vyrobily čipové produkty s určitými vlastnostmi.Mezi běžné křemíkové destičky patří hlavně leštěné destičky, epitaxní destičky a destičky SOI.Leštěný plátek je materiál pro výrobu čipů s vysokou rovinností získaný leštěním křemíkového plátku k odstranění poškozené vrstvy na povrchu, který lze přímo použít k výrobě čipů, epitaxních plátků a křemíkových plátků SOI.Epitaxní wafery se získávají epitaxním růstem leštěných waferů, zatímco SOI křemíkové wafery jsou vyráběny lepením nebo iontovou implantací na leštěné waferové substráty a proces přípravy je relativně obtížný.
Prostřednictvím poptávky po polysilikonu na straně polovodičů v roce 2021 v kombinaci s prognózou agentury ohledně tempa růstu polovodičového průmyslu v příštích několika letech lze zhruba odhadnout poptávku po polysilikonu v oblasti polovodičů od roku 2022 do roku 2025.V roce 2021 bude celosvětová výroba polysilikonu elektronické kvality činit asi 6 % celkové produkce polysilikonu a solárního polysilikonu a granulovaného křemíku bude tvořit asi 94 %.Většina polysilikonu elektronické kvality se používá v oblasti polovodičů a další polysilikon se v podstatě používá ve fotovoltaickém průmyslu..Dá se tedy předpokládat, že množství polysilikonu použitého v polovodičovém průmyslu v roce 2021 je asi 37 000 tun.Navíc podle budoucího tempa růstu polovodičového průmyslu předpovídaného FortuneBusiness Insights se bude poptávka po polysilikonu pro použití v polovodičích v letech 2022 až 2025 zvyšovat ročním tempem 8,6 %. Odhaduje se, že v roce 2025 bude poptávka po polysilikonu v oblasti polovodičů bude kolem 51 500 tun.(Zdroj zprávy: Future Think Tank)
3, Dovoz a vývoz polysilikonu: dovoz výrazně převyšuje vývoz, přičemž vyšší podíl tvoří Německo a Malajsie
V roce 2021 bude asi 18,63 % čínské poptávky po polysilikonu pocházet z dovozu a rozsah dovozu daleko převyšuje rozsah vývozu.Od roku 2017 do roku 2021 dominuje ve struktuře dovozu a vývozu polysilikonu dovoz, což může být způsobeno silnou navazující poptávkou po fotovoltaickém průmyslu, která se v posledních letech rychle rozvíjela, a jeho poptávka po polysilikonu představuje více než 94 % celková poptávka;Kromě toho společnost dosud nezvládla technologii výroby vysoce čistého polysilikonu elektronické kvality, takže některé polysilikony požadované průmyslem integrovaných obvodů se stále musí spoléhat na dovoz.Podle údajů pobočky Silicon Industry pokračoval pokles objemu dovozu v letech 2019 a 2020. Zásadním důvodem poklesu dovozu polysilikonu v roce 2019 bylo podstatné zvýšení výrobní kapacity, která vzrostla z 388 000 tun v roce 2018 na 452 000 tun v roce 2019. Zároveň OCI, REC, HANWHA Některé zámořské společnosti, například některé zámořské společnosti, se kvůli ztrátám stáhly z polysilikonového průmyslu, takže dovozní závislost polysilikonu je mnohem nižší;ačkoli se výrobní kapacita v roce 2020 nezvýšila, dopad epidemie vedl ke zpoždění výstavby fotovoltaických projektů a ve stejném období se snížil počet objednávek polysilikonu.V roce 2021 se bude čínský fotovoltaický trh rychle rozvíjet a zjevná spotřeba polysilikonu dosáhne 613 000 tun, což povede k oživení objemu dovozu.V posledních pěti letech se čistý objem dovozu polysilikonu do Číny pohyboval mezi 90 000 a 140 000 tunami, z toho asi 103 800 tun v roce 2021. Očekává se, že čistý objem dovozu polysilikonu do Číny zůstane od roku 20222 do 20252 na úrovni 100 000 tun ročně.
Čínský dovoz polysilikonu pochází hlavně z Německa, Malajsie, Japonska a Tchaj-wanu v Číně a celkový dovoz z těchto čtyř zemí bude v roce 2021 činit 90,51 %. Asi 45 % čínského dovozu polysilikonu pochází z Německa, 26 % z Malajsie, 13,5 % z Japonska a 6 % z Tchaj-wanu.Německo vlastní světový polysilikonový gigant WACKER, který je největším zdrojem zámořského polysilikonu, který v roce 2021 představuje 12,7 % celkové globální výrobní kapacity;Malajsie má velké množství polysilikonových výrobních linek od jihokorejské OCI Company, která pochází z původní výrobní linky v Malajsii TOKUYAMA, japonské společnosti získané OCI.Existují továrny a některé továrny, které OCI přesunula z Jižní Koreje do Malajsie.Důvodem přemístění je, že Malajsie poskytuje volný prostor továrny a náklady na elektřinu jsou o třetinu nižší než v Jižní Koreji;Japonsko a Tchaj-wan, Čína mají společnosti TOKUYAMA, GET a další společnosti, které zaujímají velký podíl na výrobě polysilikonu.místo.V roce 2021 bude produkce polysilikonu činit 492 000 tun, což bude nově instalovaná fotovoltaická kapacita a poptávka po výrobě čipů 206 400 tun, respektive 1 500 tun, a zbývajících 284 100 tun bude hlavně použito pro následné zpracování a exportováno do zámoří.V navazujících spojích polysilikonu se exportují hlavně křemíkové destičky, články a moduly, mezi nimiž je vývoz modulů obzvláště významný.V roce 2021 bylo vyrobeno 4,64 miliardy křemíkových plátků a 3,2 miliardy fotovoltaických článků.vyvezenoz Číny, s celkovým exportem 22,6 GW a 10,3 GW, a export fotovoltaických modulů je 98,5 GW, s velmi malým dovozem.Pokud jde o složení exportní hodnoty, export modulů v roce 2021 dosáhne 24,61 miliardy USD, což představuje 86 %, následované křemíkovými destičkami a bateriemi.V roce 2021 dosáhne globální produkce křemíkových plátků, fotovoltaických článků a fotovoltaických modulů 97,3 %, 85,1 % a 82,3 %.Očekává se, že se globální fotovoltaický průmysl bude v příštích třech letech nadále soustřeďovat v Číně a objem výroby a exportu každého článku bude značný.Proto se odhaduje, že od roku 2022 do roku 2025 bude množství polysilikonu používaného pro zpracování a výrobu navazujících produktů a vyváženého do zahraničí postupně narůstat.Odhaduje se odečtením zámořské produkce od zámořské poptávky po polysilikonu.V roce 2025 se odhaduje, že polysilikon vyrobený zpracováním na následné produkty vyveze z Číny 583 000 tun do cizích zemí.
4, Souhrn a Outlook
Globální poptávka po polysilikonu se soustřeďuje především ve fotovoltaické oblasti a poptávka v oblasti polovodičů není řádová.Poptávka po polysilikonu je řízena fotovoltaickými instalacemi a postupně se přenáší na polysilikon prostřednictvím spojení fotovoltaické moduly-článek-wafer, čímž se vytváří poptávka po něm.V budoucnu, s rozšiřováním globální fotovoltaické instalované kapacity, je poptávka po polysilikonu obecně optimistická.Optimisticky, Čína a zámoří nově navýšené fotovoltaické instalace způsobující poptávku po polysilikonu v roce 2025 budou činit 36,96 GW a 73,93 GW a poptávka za konzervativních podmínek rovněž dosáhne 30,24 GW a 60,49 GW.V roce 2021 bude celosvětová nabídka a poptávka po polysilikonu napjatá, což povede k vysokým globálním cenám polysilikonu.Tato situace může pokračovat až do roku 2022 a po roce 2023 se postupně změní ve fázi uvolněné nabídky. Ve druhé polovině roku 2020 začal dopad epidemie slábnout a expanze navazující výroby vedla k poptávce po polysilikonu a některé přední společnosti plánovaly rozšířit výrobu.Cyklus expanze trvající více než jeden a půl roku však vyústil v uvolnění výrobních kapacit na konci let 2021 a 2022, což mělo za následek nárůst o 4,24 % v roce 2021. Existuje mezera v nabídce 10 000 tun, takže ceny vzrostly ostře.Předpokládá se, že v roce 2022 bude za optimistických a konzervativních podmínek instalovaného výkonu fotovoltaiky mezera mezi nabídkou a poptávkou -156 500 tun a 2 400 tun a celková nabídka bude stále ve stavu relativně nedostatku.V roce 2023 a dále zahájí výrobu nové projekty, které byly zahájeny na konci roku 2021 a začátkem roku 2022, a dosáhnou nárůstu výrobní kapacity.Nabídka a poptávka se budou postupně uvolňovat a ceny mohou být pod tlakem dolů.V návaznosti je třeba věnovat pozornost vlivu rusko-ukrajinské války na globální energetický vzorec, který může změnit globální plán pro nově instalované fotovoltaické kapacity, což ovlivní poptávku po polysilikonu.
(Tento článek je pouze pro reference zákazníků UrbanMines a nepředstavuje žádné investiční poradenství)