免费服务热线 :400-0755-667

直线电话:17817818586 ( 同微号 )

免费服务热线:400-0755-667

光伏组件行业深度解析

来源:未知  浏览数:  发表日期:
  光伏组件是基于电池整合的具有封装及内部联结的,能单独提供直流电输出的、最小不可分割的光伏电池组合装置。
  光伏组件作为最小有效发电单位,在光伏电站中承担光电转换的功能,是光伏发电系统中的核心部分。
  光伏组件核心部件光伏电池片单片发电量有限,需经串联和封装为组件,才能作为电源使用。
  光伏组件由一定数量的光伏电池片通过导线串并联连接并加以封装而成,主要包括电池片(一般60或72片)、互联条、汇流条、光伏玻璃、胶膜、背板、铝边框、接线盒等核心组成部分。
  
  光伏组件的类型
  晶硅组件和薄膜组件
  光伏组件分为晶硅组件和薄膜组件,其中晶硅组件凭借单块组件发电功率高的特性占据光伏组件总量90%-95%的份额,薄膜组件仅占5%-10%左右。
  双玻组件和单玻组件
  晶硅光伏组件根据背面材质可以分为双玻组件和单玻组件,单玻组件的背板材料大部分为不透光的复合材料(TPT、TPE等),目前单玻组件仍是主流,2020年单玻组件市占率70%-75%左右,双玻组件占比约25%-30%;双玻组件采用玻璃替代了单玻组件的复材背板,双面采用玻璃封装。
  
  相比单玻组件,双玻组件的生命周期更长,耐候性和耐腐蚀性更强,衰减低于普通组件;发电效率更高,正面背面均有发电能力,背面可接受周围环境的反射光、散射光转换为电能,根据不同地面环境双面组件能够提高10%-30%的发电量。
  
  光伏组件制备的具体工艺流程可分为:焊接、叠层、层压、EL测试、装框、装接线盒、清晰、IV测试、成品检验、包装等,其中技术和价值量最高的环节为焊接和层压。
  
  光伏组件行业加工设备—国产设备稳步实现进口替代
  国产组件设备历经三个阶段,最终实现组件进口替代。
  2000年以前:光伏行业发展的初期,组件设备国产化的起步颇为艰难。光伏组件的市场和技术都在德国、美国、日本等企业手中掌握,国内厂商需高额进口西方的技术和设备,再利用国内丰富的太阳能资源和廉价劳动力进行生产和加工,然后向外出口价值量较低的组件产品。
  
  2000-2010年:2000年起,国产组件设备开始替代进口设备,在解决光伏设备从无到有的问题后,国内的组件厂商开始积极寻求光伏产品的海外市场。
  然而相较于国外先进设备生产的组件产品,国产设备所生产的组件难以赢得外国客户的认可。
  2010年至今:2011年全国能源工作会议明确提出把光伏产业培养成为中国先进的装备制造产业和新兴能源支柱产业。随着技术难关的攻克,国产组件设备在价格端具备更大的优势,交货周期更短,服务响应更为及时,国产光伏组件设备产业真正实现腾飞。
  2018年以后除功率检测设备,组件设备基本实现进口替代。
  
  光伏组件位于产业链中游
  在产业政策支持和全球市场需求的驱动下,我国光伏技术持续进步,已经形成了从硅料到光伏系统建造和运营的完整产业链,并且在全球范围内拥有较高的产业规模优势。
  光伏产业上游包括单晶多晶硅的冶炼、铸锭/拉棒、切片等环节,中游包括光伏电池生产、光伏发电组件封装等环节,下游包括光伏电站系统的集成和运营。光伏行业近几年处于快速发展的状态,与此同时光伏设备及元器件的制造业也在蓬勃发展。
  
  光伏组件行业市场规模
  目前光伏发电与传统化石能量发电相比已经具备成本优势,进入平价时代。
  凭借成本以及碳减排优势,光伏发电已经成为了全球新增发电的主力,根据国际能源署(IEA)发布的数据显示,在2020年新增发电装机容量中,光伏发电位列第一,约占2020年全球新增发电装机容量的39%。
  2020年全球光伏市场新增装机量为130GW,累计光伏发电装机总量达到756GW。
  据国家能源局数据统计,2021年中国新增光伏并网装机容量53GW,同比增长约10%,连续9年稳居世界首位;累计光伏并网装机容量达到306GW,突破300GW大关,连续7年稳居全球首位。“十四五”首年,光伏发电建设实现新突破,呈现新特点。
  
  中国是全球最大光伏组件生产国
  近年来新技术不断推高光电转换效率的同时降低成本,支撑了晶硅电池市场竞争力的持续提升。据中国光伏产业协会数据,晶硅电池片方面,2020年中国电池片产量约为135GW,同比增长22%。
  其中,排名前五企业产量占国内电池片总产量的53%。得益于全球光伏需求增长的推动,国内企业在近年来持续加大组件环节投资和技术革新,光伏组件生产成本持续下降。
  中国成为全球最大的光伏组件生产国,约占全球光伏组件产量的70%。
  2020年,中国光伏组件产量达到125GW,同比增长26%。其中,排名前五企业产量占光伏组件总产量的55%,其中前三家企业产量超过10GW。
  
  在全球光伏市场蓬勃发展的拉动下,我国光伏产业持续健康发展,光伏产业链各环节持续扩大,规模保持快速增长势头。
  根据中国光伏行业协会数据,2020年我国多晶硅产量约39.6万吨,同比增长15.8%;硅片产量161GW,同比增长19.7%;电池片产量135GW,同比增长22.2%;组件产量125GW,同比增长26.4%。
  组件环节位于电池与系统之间,目前我国光伏组件环节具备较高的国际竞争力。
  在2020全球十大组件出货商中,国内组件厂商稳定占据8个及以上席位,分别为隆基股份、晶科能源、晶澳太阳能、天合光能、阿特斯、东方日升、正泰、尚德,国外品牌仅有韩国QCells(韩华)、美国FirstSolar进入前十,分别位列第六与第九。
  
  近年来,全球光伏组件市场竞争激烈,市占率将持续向头部企业集中。2020年全球光伏组件市场份额排名前五厂商分别为隆基股份、晶科能源、天合光能、晶澳科技及阿特斯,其市占率累计达70%。
  上述五家企业在经营情况、市场地位、技术实力、衡量核心竞争力的关键业务数据、指标等方面各具优势。
  
  光伏电池:以晶硅电池为主
  光伏电池为光伏发电系统的底层核心组件,按使用材料差异分为晶硅电池和薄膜电池两大类,前者占据主要市场份额,后者受益于光伏建筑发展渗透率有望提升。
  晶硅电池晶硅类太阳能电池经过数十年发展,技术体系已相对成熟,光电转换效率持续提升,且产业规模迅速扩张,边际制造成本显著降低。在当前光伏产业中,晶硅电池依靠规模效应带来的经济成本优势及高转化效率占据超过95%的光伏电池市场。单晶领域又分为P型和N型两种技术路线。
  P型电池
  通过在纯净的硅晶体中掺入硼元素制备,空穴为多子,自由电子为少子。目前主流的P型单晶电池技术为PERC电池技术,该技术制造工艺简单、成本低。
  N型电池
  通过在纯净硅晶体中掺入磷元素形成,自由电子为多子,空穴为少子。随着P型电池逐渐接近其转换效率极限,N型将成为下一代电池技术的发展方向。
  N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、载流子寿命更长等优点,主要制备技术包括PERT、TOPCon、IBC、HJT等。
  薄膜电池
  薄膜电池是将一层薄膜制备成光伏电池,其用硅量极少,更容易降低成本,同时它既是一种高效能源产品,又是一种新型建筑材料,更容易与建筑完美结合。在国际市场硅原材料持续紧张的背景下,薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。
  光伏电池:光电转换的关键
  光伏电池是光伏系统中光电转换的关键元件,用于把太阳的光能直接转化为电能,经过串联后通过封装保护形成太阳能电池组件,再配置控制器及安装系统支架等部件形成光伏发电装置。
  光伏电池的生产工艺从硅片到可工作的电池片主要需要七道工艺流程完成备制:制绒清洗→扩散制结→刻蚀→二次清洗→制备减反射膜→印刷电极→烧结。
  
  光伏电池发电原理光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。当光线照射在光伏电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,以致产生电子空穴对。
  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。