隨著全球碳中和進程不斷加速,，疊加光伏發(fā)電成本持續(xù)下行,，經(jīng)濟性不斷提升,，光伏裝機需求高增長確定性較強。
我們將對光伏全產(chǎn)業(yè)鏈進行全面及深入的研究,，旨在基于長期看好光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的情況下,，作出深入研究并為投資者提供參考,。
光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游包括原料高純度多晶硅材料的生產(chǎn)，單晶硅和多晶硅的制造,，硅片的生產(chǎn),；中游包括光伏電池片，光伏組件（玻璃,、支架、膠膜等）以及逆變器環(huán)節(jié),；下游是光伏發(fā)電的應(yīng)用端包括光伏電站和分布式發(fā)電,。
本篇報告將聚焦于光伏產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)迭代速度最快的中游電池片環(huán)節(jié)，將PERC,、TOPCon,、HJT、IBC電池的原理,、結(jié)構(gòu),、發(fā)展歷史、（略）線,、轉(zhuǎn)換效率,、成本構(gòu)成及各企業(yè)對各種類產(chǎn)能規(guī)劃進行全面梳理。
定義：電池片是光伏發(fā)電核心部件,，（略）線和
（略）發(fā)電效率和使用壽命
電池片是光伏發(fā)電的核心部件,，（略）線和工藝水平直接影響光伏組件的發(fā)電效率和使用壽命。
光伏電池片位于光伏產(chǎn)業(yè)鏈中游,，是通過將單/多晶硅片加工處理得到的可以將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能的半導體薄片,。
從電池片的必要性來看，光伏發(fā)電的原理（詳細闡述見2.2章節(jié)）來自于半導體的光電效應(yīng),，通過光照使不均勻半導體或半導體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差,，是由光子（光波）轉(zhuǎn)化為電子、光能量轉(zhuǎn)化為電能量后形成電壓和電流的過程,。
上游環(huán)節(jié)生產(chǎn)出來的硅片無法導電,，經(jīng)過加工處理得到的電池片決定了光伏組件的發(fā)電能力。
從電池片的重要性來看,，發(fā)電效率和使用壽命是光伏組件價值的核心參數(shù)：
1）電池片的轉(zhuǎn)換效率是其受光照時的最大輸出功率和入射光功率的比值,，（略）發(fā)電效率的核心因素。轉(zhuǎn)換效率更高的電池片有著更高的輸出功率,，用其封裝形成的光伏組件的整體功率也會更高,；
2）電池片生產(chǎn)工藝的缺陷往往會導致單體電池片的內(nèi)阻不均勻從而極易產(chǎn)生熱斑現(xiàn)象，熱斑效應(yīng)是指單體電池片被小的物體遮蓋,，導致其所產(chǎn)生的電流變小,，成為負載,，輕則燒毀電池片，嚴重的會引起整片電池組件的燃燒,，對組件使用壽命危害非常大,。
從這個維度來看，電池片的生產(chǎn)工藝水平直接影響光伏組件的使用壽命,。
電池片上游主要包括原材料硅片和核心輔材銀漿,。
從光伏電池片產(chǎn)業(yè)鏈上游來看，電池片主要原材料為硅片,，主要輔材為銀漿,、鋁漿和化學試劑，主要動力為電力,。
1）硅片：硅片是電池片主要原材料,，在硅料價格持續(xù)上漲的背景下，硅片環(huán)節(jié)憑借其良好的價格傳導能力且相對穩(wěn)定的競爭格局,，維持較好盈利能力,；
2）銀漿：銀漿為電池片結(jié)構(gòu)中的核心電極材料，目前光伏銀漿需求隨著光伏行業(yè)的發(fā)展持續(xù)增長,，但受制于高技術(shù)門檻,，海外（略）場份額較大，尚有較大的國產(chǎn)替代空間,。
從電池片成本構(gòu)成來看,，根據(jù)Solarzoom數(shù)據(jù)，硅片占電池片成本最高,，約為74-75%,；銀漿是除硅片外電池片成本占比第二高的材料，約占電池片總成本的8%,，占電池片非硅成本的33%,，主要能源電力約占總成本的5%。
電池片下游為光伏組件制造商,。
從光伏電池片產(chǎn)業(yè)鏈下游來看,，電池片主要與光伏玻璃、其他封裝材料（背板,、EVA膠膜等）共同封裝形成太陽能電池組件,，組件再與逆變器、（略）,。
從電池片占組件成本比重來看,，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，2021年電池片占組件成本比重為50.1%,，同比-6.7pct,，主要系硅料硅片,、組件端的雙重壓力和供需關(guān)系影響導致電池片價格承壓下行，但電池片仍為光伏組件成本的最核心組成部分,，也是光伏組件降本的主要途徑,。
原理：光生伏特效應(yīng)與PN結(jié)
太陽能電池工作的原理為光生伏特效應(yīng)和PN結(jié)。
光生伏特效應(yīng)是指當物體受到光照時,，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應(yīng),，該效應(yīng)是光伏發(fā)電的原理。
電池片基本構(gòu)造是運用P型與N型半導體接合而成,，半導體最基本的材料是“硅”,，純凈的硅是不導電的，但可以通過在硅中摻雜來改變分子結(jié)構(gòu)：在硅晶體中摻入硼元素,，即可做成P型半導體；摻入磷元素,，即可做成N型半導體,。
電池片發(fā)電即是利用P型半導體有個空穴（P型半導體少了一個帶負電荷的電子，可視為多了一個正電荷）,，與N型半導體多了一個自由電子的電位差來產(chǎn)生電流,，當太陽光照射到半導體的PN結(jié)時，就會在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)光生電壓,，進而將硅原子中的電子激發(fā)出來,，產(chǎn)生電子和空穴的對流，這些電子和空穴均會受到內(nèi)建電場影響,，分別被N型及P型半導體吸引,，而聚集在兩端。
在此情境下,，將兩端外部用電極連接起來,，（略），即可產(chǎn)生電流,，這就是太陽電池發(fā)電的原理,。
核心觀點
電池片是光伏發(fā)電的核心部件，（略）線和工藝水平直接影響光伏組件的發(fā)電效率和使用壽命,。
電池片是通過將硅片加工處理得到的可以將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能的半導體薄片,，（略）的發(fā)電能力，原理是光生伏特效應(yīng)和PN結(jié),。
電池片上游主要包括原材料硅片（占電池片總成本約74%-75%）和核心輔材銀漿（占電池片總成本約8%）,；電池片下游為光伏組件制造商，電池片約占組件總成本50.1%,。
N型電池片接棒P型電池片,，成為下一代主流技術(shù),。
P（略）線，2021年P(guān)ERC（略）占率達91.2%,，但單晶PERC電池量產(chǎn)效率已達23.1%,，逼近24.5%的極限效率，難取得大幅提升,。
N型電池由于成本較高,，量產(chǎn)規(guī)模較小，2021年市占率3%,，較2020年基本持平,。
N型電池具有少子壽命高、光致衰減低,、溫度系數(shù)絕對值低,、弱光響應(yīng)好等優(yōu)點，（略）電壓和轉(zhuǎn)換效率,，有望成為下一代主流技術(shù),。
TOPCon產(chǎn)線接軌PERC產(chǎn)線，短期內(nèi)憑借成本優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)化進度最快,。
TOPCon采用隧穿氧化層鈍化接觸技術(shù),，在電池背面制備超薄氧化硅后再沉積摻雜硅薄層。
從轉(zhuǎn)換效率來看,，TOPCon理論極限效率28.7%,，量產(chǎn)效率24%~24.5%，最高實驗室效率高達25.7%,，效率提升空間大,。
從成本來看，TOPCon產(chǎn)線兼容PERC產(chǎn)線,，增加約0.5-0.8億元/GW即可完成升級,；新建TOPCon產(chǎn)線設(shè)備投資成本約2.2億元/GW，較其他N型技術(shù)更具經(jīng)濟性,。
截至2021年底,，TOPCon的非硅成本已經(jīng)能低于0.3元/瓦，對比PERC仍然有0.18-0.22元/瓦的差距,。
HJT（略）徑清晰,，是中期最有優(yōu)勢的技術(shù)方向之一。
HJT電池由摻雜不同的兩種不同材料（晶體硅和非晶硅）組成,，硅片和非晶硅組成PN結(jié),，減少載流子復合。
從轉(zhuǎn)換效率來看,，HJT電池理論極限效率為28.5%,，量產(chǎn)效率24%~24.5%,，最高實驗室效率達26.5%。
從成本來看,，我們測算HJT生產(chǎn)成本較PERC每瓦高0.18元,，（略）線包括：
1）設(shè)備國產(chǎn)化；
2）低溫銀漿國產(chǎn)化,；
3）工藝改善（多主柵,、銀包銅、激光轉(zhuǎn)?。┙档豌y漿耗量,；
4）靶材國產(chǎn)化，AZO替代,；
5）硅片薄片化,。從產(chǎn)能規(guī)劃來看，預計2022年新增產(chǎn)能在20-30GW,，HJT總產(chǎn)能規(guī)劃超150GW,。
IBC電池優(yōu)勢與挑戰(zhàn)并存，疊加其他技術(shù)潛力大,。
IBC電池正面無金屬柵線，發(fā)射極和背場及對應(yīng)的正負金屬電極呈叉指狀集成在電池背面,，該結(jié)構(gòu)最大程度減少了光學損失,。
從轉(zhuǎn)換效率來看，傳統(tǒng)IBC電池的效率并沒有與TOPCon和HJT電池拉開差距,，而IBC（略）型技術(shù),，疊加TOPCon/HJT電池技術(shù)，即TBC/HBC電池,，量產(chǎn)效率分別為24.5%~25.5%/25%~26.5%,。
從成本來看，IBC電池目前成本高,，精簡工藝步驟,，降低制造成本是降本核心。從產(chǎn)能規(guī)劃來看,，頭部廠商布局,，預計今年將有少量產(chǎn)能落地。
中氫和航（Zhonghydrogenhe-hang）致力于成為中國碳中和綠色制造最佳轉(zhuǎn)型合作伙伴,。（略）,，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)伙伴生態(tài)，將創(chuàng)新的碳中和綠色技術(shù)和ESG體系相結(jié)合,，構(gòu)建工業(yè)綠色制造可持續(xù)發(fā)展解決方案,。截至目前,，中氫和航【喀塔爾（Katar）】已與160多家企業(yè)深度合作，與生態(tài)伙伴共同構(gòu)建了20多個碳中和綠色技術(shù)場景化解決方案,，為中國工業(yè)（略）,。
中氫和航自成立以來，就只做了一件事：在生產(chǎn)制造領(lǐng)域,，讓技術(shù)回歸本源,，讓污染回歸虛無。為的是實現(xiàn)三大目標：①通過AI賦能中小企業(yè)實現(xiàn)綠色產(chǎn)業(yè)升級,；②孵化中小企業(yè)成長為高精尖小巨人,，加快進入低碳時代；③推動中國制造向零碳綠色產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型實現(xiàn)碳中和,。
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