Переработка различных поликремниевых материалов для полупроводников.

1. Конечный спрос на фотоэлектрические системы: спрос на установленную мощность фотоэлектрических систем высок, а спрос на поликремний меняется на противоположный в зависимости от прогноза установленной мощности.

1.1. Потребление поликремния: объем мирового потребления неуклонно растет, в основном для производства фотоэлектрической энергии.

За последние десять лет глобальное поликремний потребление продолжает расти, и доля Китая продолжает увеличиваться, во главе с фотоэлектрической промышленностью. С 2012 по 2021 год мировое потребление поликремния в целом демонстрировало тенденцию к росту, увеличившись с 237 000 тонн до примерно 653 000 тонн. В 2018 году была введена новая политика Китая в области фотоэлектрической энергии 531, которая явно снизила ставку субсидий для производства фотоэлектрической энергии. Вновь установленные фотоэлектрические мощности упали на 18% в годовом исчислении, что повлияло на спрос на поликремний. С 2019 года штат ввел ряд мер по обеспечению сетевого паритета фотоэлектрических систем. С быстрым развитием фотоэлектрической промышленности спрос на поликремний также вступил в период быстрого роста. В течение этого периода доля потребления поликремния в Китае в общемировом потреблении продолжала расти с 61,5% в 2012 году до 93,9% в 2021 году, главным образом благодаря быстро развивающейся фотоэлектрической промышленности Китая. С точки зрения глобальной структуры потребления различных типов поликремния в 2021 году на кремниевые материалы, используемые для фотоэлектрических элементов, будет приходиться не менее 94%, из которых на поликремний солнечного качества и гранулированный кремний придется 91% и 3% соответственно, а электронный-Доля поликремния, пригодного для изготовления чипов, составляет 94%. Соотношение составляет 6%, что показывает, что в текущем спросе на поликремний преобладают фотоэлектрические элементы. Ожидается, что с потеплением политики двойного углерода спрос на установленную фотоэлектрическую мощность станет сильнее, а потребление и доля поликремния солнечного качества будут продолжать расти.

1.2. Кремниевая пластина: монокристаллическая кремниевая пластина занимает основное место, и непрерывная технология Чохральского быстро развивается.

Прямым звеном производства поликремния являются кремниевые пластины, и Китай в настоящее время доминирует на мировом рынке кремниевых пластин. С 2012 по 2021 год мировые и китайские мощности по производству кремниевых пластин продолжали расти, а фотоэлектрическая промышленность продолжала бурно развиваться. Кремниевые пластины служат мостом, соединяющим кремниевые материалы и батареи, и не нагружают производственные мощности, поэтому они продолжают привлекать большое количество компаний для входа в отрасль. В 2021 году китайские производители кремниевых пластин значительно увеличили производственные мощности до 213,5 ГВт, что привело к увеличению мирового производства кремниевых пластин до 215,4 ГВт. Учитывая существующие и недавно увеличенные производственные мощности в Китае, ожидается, что ежегодные темпы роста сохранятся на уровне 15-25% в ближайшие несколько лет, а производство пластин в Китае по-прежнему будет сохранять абсолютное доминирующее положение в мире.

Поликристаллический кремний могут быть превращены в слитки поликристаллического кремния или стержни из монокристаллического кремния. Процесс производства слитков поликристаллического кремния в основном включает метод литья и метод прямой плавки. В настоящее время второй тип является основным методом, и уровень потерь в основном поддерживается на уровне около 5%. Метод литья заключается в том, что кремниевый материал сначала расплавляется в тигле, а затем отливается в другой предварительно нагретый тигель для охлаждения. Контролируя скорость охлаждения, слиток поликристаллического кремния отливается по технологии направленной затвердевания. Процесс горячего плавления при методе прямой плавки такой же, как и при методе литья, при котором поликремний сначала плавится непосредственно в тигле, но этап охлаждения отличается от метода литья. Хотя эти два метода очень похожи по своей природе, для метода прямой плавки требуется только один тигель, а получаемый продукт поликремния имеет хорошее качество, что способствует росту слитков поликристаллического кремния с лучшей ориентацией, а процесс роста легко контролировать. автоматизировать, что позволяет уменьшить погрешность внутреннего положения кристалла. В настоящее время ведущие предприятия в индустрии материалов для солнечной энергии обычно используют метод прямой плавки для изготовления слитков поликристаллического кремния, а содержание углерода и кислорода относительно низкое, которое контролируется ниже 10 и 16 частей на миллион. В будущем в производстве слитков поликристаллического кремния по-прежнему будет преобладать метод прямой плавки, а уровень потерь будет оставаться на уровне около 5% в течение пяти лет.

Производство стержней из монокристаллического кремния в основном основано на методе Чохральского, дополненном методом плавления в вертикальной подвесной зоне, и продукция, производимая этими двумя способами, имеет различное применение. В методе Чохральского используется устойчивость графита к нагреву поликристаллического кремния в кварцевом тигле высокой чистоты в термической системе с прямой трубкой для его плавления, затем вставки затравочного кристалла в поверхность расплава для плавления и вращения затравочного кристалла, переворачивая тигель. Затравочный кристалл медленно поднимается вверх, и монокристаллический кремний получается в результате процессов затравки, амплификации, поворота плеч, роста равного диаметра и окончательной обработки. Метод плавки в вертикальной плавающей зоне подразумевает фиксацию столбчатого поликристаллического материала высокой чистоты в камере печи, медленное перемещение металлической катушки вдоль направления длины поликристалла и прохождение через столбчатый поликристалл, а также пропускание мощного радиочастотного тока в металл. катушка для изготовления Часть внутренней части катушки поликристаллического столба плавится, и после перемещения катушки расплав рекристаллизуется с образованием монокристалла. Из-за различных производственных процессов существуют различия в производственном оборудовании, производственных затратах и качестве продукции. В настоящее время продукты, полученные методом зонной плавки, обладают высокой чистотой и могут быть использованы для изготовления полупроводниковых приборов, а метод Чохральского может соответствовать условиям получения монокристаллического кремния для фотоэлектрических элементов и имеет меньшую стоимость, поэтому он основной метод. В 2021 году рыночная доля метода прямого вытягивания составит около 85%, и ожидается, что в ближайшие несколько лет она немного увеличится. По прогнозам, доли рынка в 2025 и 2030 годах составят 87% и 90% соответственно. Что касается районной плавки монокристаллического кремния, концентрация промышленности районной плавки монокристаллического кремния относительно высока в мире. приобретение), TOPSIL (Дания). В будущем масштабы производства расплавленного монокристаллического кремния существенно не увеличатся. Причина в том, что соответствующие технологии Китая относительно отсталы по сравнению с Японией и Германией, особенно мощность высокочастотного нагревательного оборудования и условия процесса кристаллизации. Технология плавленого монокристалла кремния большого диаметра требует от китайских предприятий продолжения собственных исследований.

Метод Чохральского можно разделить на технологию непрерывного вытягивания кристаллов (CCZ) и технологию повторного вытягивания кристаллов (RCZ). В настоящее время основным методом в отрасли является RCZ, который находится на стадии перехода от RCZ к CCZ. Этапы вытягивания и подачи монокристалла RZC независимы друг от друга. Перед каждой вытяжкой монокристаллический слиток необходимо охладить и удалить в литниковой камере, в то время как CCZ может осуществлять подачу и плавление во время вытягивания. RCZ является относительно зрелой компанией, и в будущем у нее мало возможностей для технологического совершенствования; в то время как CCZ обладает преимуществами снижения затрат и повышения эффективности и находится на стадии быстрого развития. С точки зрения стоимости, по сравнению с RCZ, на вытяжку одного стержня уходит около 8 часов, CCZ может значительно повысить эффективность производства, снизить стоимость тигля и потребление энергии за счет исключения этого этапа. Общая производительность одной печи более чем на 20% выше, чем у RCZ. Себестоимость продукции более чем на 10% ниже, чем у RCZ. С точки зрения эффективности, CCZ может выполнить вытяжку 8-10 стержней монокристаллического кремния в течение жизненного цикла тигля (250 часов), тогда как RCZ может выполнить только около 4, а эффективность производства может быть увеличена на 100-150%. . С точки зрения качества CCZ имеет более однородное удельное сопротивление, меньшее содержание кислорода и более медленное накопление металлических примесей, поэтому он больше подходит для изготовления пластин монокристаллического кремния n-типа, которые также находятся в период быстрого развития. В настоящее время некоторые китайские компании объявили, что у них есть технология CCZ, и путь производства монокристаллических кремниевых пластин гранулированного кремния CCZ-n-типа в основном ясен, и они даже начали использовать 100% гранулированные кремниевые материалы. . В будущем CCZ по сути заменит RCZ, но для этого потребуется определенный процесс.

Процесс производства пластин монокристаллического кремния разделен на четыре этапа: вытягивание, нарезка, нарезка, очистка и сортировка. Появление метода нарезки алмазным канатом значительно снизило уровень потерь при нарезке. Процесс вытягивания кристаллов был описан выше. Процесс нарезки включает в себя операции усечения, возведения в квадрат и снятия фаски. Нарезка заключается в использовании машины для нарезки столбчатого кремния на кремниевые пластины. Очистка и сортировка — заключительные этапы производства кремниевых пластин. Метод нарезки алмазной проволокой имеет очевидные преимущества по сравнению с традиционным методом нарезки минометной проволокой, что в основном отражается в кратчайших затратах времени и низких потерях. Скорость алмазного каната в пять раз превышает скорость традиционной резки. Например, для резки одной пластины традиционная резка растворной проволокой занимает около 10 часов, а резка алмазной проволокой занимает всего около 2 часов. Потери при резке алмазной проволокой также относительно невелики, а слой повреждений, вызванный резкой алмазной проволокой, меньше, чем при резке растворной проволокой, что способствует резке более тонких кремниевых пластин. В последние годы, чтобы снизить потери при резке и производственные затраты, компании обратились к методам нарезки алмазной проволокой, а диаметр шин из алмазной проволоки становится все меньше и меньше. В 2021 году диаметр шины из алмазного троса составит 43-56 мкм, а диаметр шины из алмазного троса, используемой для пластин монокристаллического кремния, сильно уменьшится и продолжит снижаться. Предполагается, что в 2025 и 2030 годах диаметры шин из алмазного троса, используемых для резки пластин монокристаллического кремния, составят 36 мкм и 33 мкм соответственно, а диаметр шин из алмазного троса, используемых для резки пластин поликристаллического кремния, составит 51 мкм. и 51 мкм соответственно. Это связано с тем, что в пластинах поликристаллического кремния много дефектов и примесей, а тонкие проволоки склонны к поломке. Таким образом, диаметр шины из алмазной проволоки, используемой для резки пластин поликристаллического кремния, больше, чем у пластин монокристаллического кремния, и, поскольку рыночная доля пластин поликристаллического кремния постепенно уменьшается, она используется для поликристаллического кремния. Уменьшение диаметра алмаза проволочные шины, разрезанные ломтиками, замедлили ход.

В настоящее время кремниевые пластины в основном делятся на два типа: пластины поликристаллического кремния и пластины монокристаллического кремния. Монокристаллические кремниевые пластины обладают преимуществами длительного срока службы и высокой эффективности фотоэлектрического преобразования. Пластины поликристаллического кремния состоят из кристаллических зерен с различной ориентацией кристаллических плоскостей, тогда как пластины монокристаллического кремния изготовлены из поликристаллического кремния в качестве сырья и имеют одинаковую ориентацию кристаллических плоскостей. По внешнему виду пластины поликристаллического кремния и пластины монокристаллического кремния имеют сине-черный и черно-коричневый цвет. Поскольку они вырезаны из слитков поликристаллического кремния и стержней монокристаллического кремния соответственно, их форма является квадратной и квазиквадратной. Срок службы пластин поликристаллического кремния и пластин монокристаллического кремния составляет около 20 лет. Если метод упаковки и условия использования подходят, срок службы может достигать более 25 лет. Вообще говоря, срок службы пластин монокристаллического кремния немного больше, чем у пластин поликристаллического кремния. Кроме того, пластины монокристаллического кремния также немного лучше по эффективности фотоэлектрического преобразования, а их плотность дислокаций и металлических примесей намного меньше, чем у пластин поликристаллического кремния. Совокупное действие различных факторов делает время жизни неосновных носителей заряда монокристаллов в десятки раз выше, чем у пластин поликристаллического кремния. Тем самым показывая преимущество эффективности преобразования. В 2021 году наивысшая эффективность преобразования пластин поликристаллического кремния составит около 21%, а пластин монокристаллического кремния достигнет 24,2%.

Помимо длительного срока службы и высокой эффективности преобразования, пластины монокристаллического кремния также имеют то преимущество, что они утончаются, что способствует снижению потребления кремния и затрат на кремниевые пластины, но обратите внимание на увеличение скорости фрагментации. Утончение кремниевых пластин помогает снизить производственные затраты, и нынешний процесс нарезки может полностью удовлетворить потребности в утончении, но толщина кремниевых пластин также должна удовлетворять потребности последующего производства элементов и компонентов. В целом толщина кремниевых пластин в последние годы уменьшается, причем толщина пластин поликристаллического кремния значительно больше, чем толщина пластин монокристаллического кремния. Монокристаллические кремниевые пластины подразделяются на кремниевые пластины n-типа и кремниевые пластины p-типа, тогда как кремниевые пластины n-типа в основном включают использование батарей TOPCon и использование батарей HJT. В 2021 году средняя толщина пластин поликристаллического кремния составит 178 мкм, и отсутствие спроса в будущем заставит их продолжать тоньше. Поэтому прогнозируется, что толщина немного уменьшится с 2022 по 2024 год, а после 2025 года останется на уровне около 170 мкм; Средняя толщина пластин монокристаллического кремния p-типа составляет около 170 мкм, и ожидается, что в 2025 и 2030 годах она снизится до 155 мкм и 140 мкм. Среди пластин монокристаллического кремния n-типа толщина кремниевых пластин, используемых для ячеек HJT, составляет около 150 мкм, а средняя толщина кремниевых пластин n-типа, используемых для ячеек TOPCon, составляет 165 мкм. 135 мкм.

Кроме того, при производстве пластин поликристаллического кремния потребляется больше кремния, чем при производстве пластин монокристаллического кремния, но этапы производства относительно просты, что обеспечивает ценовые преимущества для пластин поликристаллического кремния. Поликристаллический кремний, как обычное сырье для пластин поликристаллического кремния и пластин монокристаллического кремния, потребляется по-разному при производстве этих двух материалов, что связано с различиями в их чистоте и этапах производства. В 2021 году расход кремния поликристаллического слитка составит 1,10 кг/кг. Ожидается, что ограниченные инвестиции в исследования и разработки приведут к небольшим изменениям в будущем. Расход кремния тяги составляет 1,066 кг/кг, и есть определенные возможности для оптимизации. Ожидается, что в 2025 и 2030 годах он составит 1,05 кг/кг и 1,043 кг/кг соответственно. В процессе вытягивания монокристалла снижение расхода кремния на вытягивающем стержне может быть достигнуто за счет уменьшения потерь при очистке и дроблении, строгого контроля производственной среды, уменьшения доли праймеров, улучшения точного контроля и оптимизации классификации. и технология переработки деградированных кремниевых материалов. Хотя потребление кремния для пластин поликристаллического кремния велико, себестоимость пластин поликристаллического кремния относительно высока, поскольку слитки поликристаллического кремния производятся методом горячего плавления слитков, тогда как слитки монокристаллического кремния обычно производятся путем медленного роста в печах монокристалла Чохральского. который потребляет относительно большую мощность. Низкий. В 2021 году средняя себестоимость производства пластин монокристаллического кремния составит около 0,673 юаня/Вт, а пластин поликристаллического кремния — 0,66 юаня/Вт.

По мере уменьшения толщины кремниевой пластины и уменьшения диаметра шины из алмазной проволоки выход кремниевых стержней/слитков одинакового диаметра на килограмм будет увеличиваться, а количество стержней монокристаллического кремния одинакового веса будет выше, чем это число. слитков поликристаллического кремния. Что касается мощности, мощность, используемая каждой кремниевой пластиной, варьируется в зависимости от типа и размера. В 2021 году выпуск монокристаллических квадратных слитков р-типа размером 166 мм составит около 64 штук на килограмм, а выпуск поликристаллических квадратных слитков - около 59 штук. Среди монокристаллических кремниевых пластин p-типа выход монокристаллических квадратных стержней размером 158,75 мм составляет около 70 штук на килограмм, выход монокристаллических квадратных стержней p-типа размером 182 мм составляет около 53 штук на килограмм, а выход p-типа - около 53 штук на килограмм. Монокристаллические стержни типа 210 мм на килограмм составляют около 53 штук. Выход квадратного прутка составляет около 40 штук. С 2022 по 2030 год непрерывное утончение кремниевых пластин, несомненно, приведет к увеличению количества кремниевых стержней/слитков того же объема. Меньший диаметр шины алмазного каната и средний размер частиц также помогут снизить потери при резке, тем самым увеличивая количество производимых пластин. количество. Предполагается, что в 2025 и 2030 годах выпуск монокристаллических квадратных стержней р-типа размером 166 мм составит около 71 и 78 штук на килограмм, а выпуск поликристаллических квадратных слитков - около 62 и 62 штук, что связано с низкой рыночной стоимостью. доля пластин поликристаллического кремния Трудно добиться значительного технического прогресса. Существуют различия в мощности разных типов и размеров кремниевых пластин. Согласно заявленным данным, средняя мощность кремниевых пластин диаметром 158,75 мм составляет около 5,8 Вт/шт., средняя мощность кремниевых пластин диаметром 166 мм составляет около 6,25 Вт/шт., а средняя мощность кремниевых пластин диаметром 182 мм составляет около 6,25 Вт/шт. . Средняя мощность кремниевой пластины размером около 7,49 Вт/шт., а средняя мощность кремниевой пластины размером 210 мм составляет около 10 Вт/шт.

В последние годы кремниевые пластины постепенно развивались в направлении больших размеров, а большой размер способствует увеличению мощности одного чипа, тем самым снижая стоимость некремниевых ячеек. Однако при настройке размера кремниевых пластин также необходимо учитывать вопросы согласования и стандартизации восходящих и нисходящих потоков, особенно проблемы нагрузки и высоких токов. В настоящее время на рынке существует два лагеря относительно будущего направления развития размеров кремниевых пластин, а именно: размер 182 мм и размер 210 мм. Предложение 182 мм в основном с точки зрения вертикальной интеграции промышленности, основанное на рассмотрении установки и транспортировки фотоэлектрических элементов, мощности и эффективности модулей, а также синергии между восходящим и нисходящим потоком; в то время как 210 мм - это в основном с точки зрения производственных затрат и стоимости системы. Производство кремниевых пластин диаметром 210 мм увеличилось более чем на 15% в процессе волочения стержней в одной печи, стоимость производства последующих батарей снизилась примерно на 0,02 юаня/Вт, а общая стоимость строительства электростанции сократилась примерно на 0,1 юаня/Вт. В. Ожидается, что в ближайшие несколько лет кремниевые пластины размером менее 166 мм будут постепенно устранены; Проблемы согласования кремниевых пластин диаметром 210 мм на входе и выходе будут постепенно эффективно решаться, а стоимость станет более важным фактором, влияющим на инвестиции и производство предприятий. Таким образом, доля рынка кремниевых пластин диаметром 210 мм будет увеличиваться. Устойчивый подъем; Кремниевая пластина диаметром 182 мм станет основным размером на рынке благодаря своим преимуществам в вертикально интегрированном производстве, но с прорывным развитием технологии применения кремниевых пластин диаметром 210 мм размер 182 мм уступит ему место. Кроме того, в ближайшие несколько лет трудно будет широко использовать кремниевые пластины большего размера на рынке, поскольку затраты на рабочую силу и риск установки кремниевых пластин большого размера значительно возрастут, что трудно компенсировать экономия производственных затрат и системных затрат. . В 2021 году размеры кремниевых пластин на рынке включают 156,75 мм, 157 мм, 158,75 мм, 166 мм, 182 мм, 210 мм и т. д. Среди них размеры 158,75 мм и 166 мм составляют 50% от общего количества, а размер 156,75 мм. снизилась до 5%, которая будет постепенно заменена в будущем; 166 мм — это решение самого большого размера, которое можно модернизировать для существующей линии по производству аккумуляторов, которая станет самым большим размером за последние два года. Что касается размера перехода, ожидается, что в 2030 году доля рынка составит менее 2%; В 2021 году совокупный размер 182 мм и 210 мм составит 45%, и в будущем эта доля рынка будет быстро увеличиваться. Ожидается, что общая доля рынка в 2030 году превысит 98%.

В последние годы рыночная доля монокристаллического кремния продолжала увеличиваться, и он занял основную позицию на рынке. С 2012 по 2021 год доля монокристаллического кремния выросла с менее чем 20% до 93,3%, что является значительным увеличением. В 2018 году кремниевые пластины на рынке в основном представляют собой пластины поликристаллического кремния, на долю которых приходится более 50%. Основная причина заключается в том, что технические преимущества пластин монокристаллического кремния не могут покрыть их стоимость. С 2019 года, поскольку эффективность фотоэлектрического преобразования пластин монокристаллического кремния значительно превысила эффективность пластин поликристаллического кремния, а себестоимость производства пластин монокристаллического кремния продолжала снижаться по мере технического прогресса, рыночная доля пластин монокристаллического кремния продолжала расти, став мейнстрим на рынке. продукт. Ожидается, что доля пластин монокристаллического кремния достигнет около 96% в 2025 году, а доля рынка пластин монокристаллического кремния достигнет 97,7% в 2030 году. (Источник отчета: Future Think Tank)

1.3. Аккумуляторы: аккумуляторы PERC доминируют на рынке, а разработка аккумуляторов n-типа повышает качество продукции.

Среднее звено цепочки фотоэлектрической промышленности включает фотоэлектрические элементы и модули фотоэлектрических элементов. Переработка кремниевых пластин в ячейки является наиболее важным шагом в реализации фотоэлектрического преобразования. Для обработки обычного элемента из кремниевой пластины требуется около семи шагов. Сначала поместите кремниевую пластину в плавиковую кислоту, чтобы на ее поверхности образовалась пирамидальная замшевая структура, тем самым уменьшая отражательную способность солнечного света и увеличивая светопоглощение; во-вторых, фосфор диффундирует по поверхности одной стороны кремниевой пластины, образуя PN-переход, и его качество напрямую влияет на эффективность элемента; третий — удалить PN-переход, образующийся на стороне кремниевой пластины на этапе диффузии, чтобы предотвратить короткое замыкание ячейки; Со стороны, где формируется PN-переход, нанесен слой пленки нитрида кремния, чтобы уменьшить отражение света и одновременно повысить эффективность; пятый — напечатать металлические электроды на передней и задней части кремниевой пластины для сбора неосновных носителей заряда, генерируемых фотоэлектрическими элементами; Схема, напечатанная на этапе печати, спекается и формируется и интегрируется с кремниевой пластиной, то есть ячейкой; наконец, классифицируются ячейки с различной эффективностью.

Кристаллические кремниевые ячейки обычно изготавливаются с использованием кремниевых пластин в качестве подложек и могут быть разделены на ячейки p-типа и ячейки n-типа в зависимости от типа кремниевых пластин. Среди них ячейки n-типа имеют более высокую эффективность преобразования и в последние годы постепенно вытесняют ячейки p-типа. Пластины кремния P-типа изготавливаются путем легирования кремния бором, а пластины кремния n-типа — из фосфора. Следовательно, концентрация элемента бора в кремниевой пластине n-типа ниже, тем самым ингибируя связывание бор-кислородных комплексов, улучшая время жизни неосновных носителей заряда кремниевого материала и в то же время не происходит фотоиндуцированного затухания. в батарее. Кроме того, неосновными носителями n-типа являются дырки, неосновными носителями p-типа являются электроны, а сечение захвата большинства примесных атомов для дырок меньше, чем для электронов. Следовательно, время жизни неосновных носителей ячейки n-типа выше и скорость фотоэлектрического преобразования выше. Согласно лабораторным данным, верхний предел эффективности преобразования ячеек p-типа составляет 24,5%, а эффективность преобразования ячеек n-типа — до 28,7%, поэтому ячейки n-типа представляют собой направление развития технологий будущего. В 2021 году элементы n-типа (в основном включая гетеропереходные элементы и элементы TOPCon) будут иметь относительно высокую стоимость, а масштабы массового производства все еще невелики. Текущая доля рынка составляет около 3%, что практически соответствует показателю 2020 года.

В 2021 году эффективность преобразования ячеек n-типа будет значительно улучшена, и ожидается, что в ближайшие пять лет появится больше возможностей для технологического прогресса. В 2021 году крупномасштабное производство монокристаллических элементов p-типа будет использовать технологию PERC, а средний коэффициент преобразования достигнет 23,1%, что на 0,3 процентных пункта больше, чем в 2020 году; эффективность преобразования поликристаллических черных кремниевых элементов с использованием технологии PERC достигнет 21,0% по сравнению с 2020 годом. Ежегодный прирост на 0,2 процентных пункта; повышение эффективности обычного поликристаллического черного кремниевого элемента не является сильным, эффективность преобразования в 2021 году составит около 19,5%, всего на 0,1 процентного пункта выше, а пространство для будущего повышения эффективности ограничено; средняя эффективность преобразования слитков монокристаллических ячеек PERC составляет 22,4%, что на 0,7 процентных пункта ниже, чем у монокристаллических ячеек PERC; средняя эффективность преобразования ячеек TOPCon n-типа достигает 24%, а средняя эффективность преобразования гетеропереходных ячеек достигает 24,2%, причем оба показателя значительно улучшены по сравнению с 2020 годом, а средняя эффективность преобразования ячеек IBC достигает 24,2%. С развитием технологий в будущем аккумуляторные технологии, такие как TBC и HBC, также могут продолжать развиваться. В будущем, при снижении себестоимости производства и повышении выхода продукции, батареи n-типа станут одним из основных направлений развития аккумуляторной техники.

С точки зрения развития аккумуляторных технологий, итеративное обновление аккумуляторных технологий в основном осуществлялось через BSF, PERC, TOPCon на основе усовершенствований PERC и HJT, новой технологии, которая подрывает PERC; TOPCon можно дополнительно объединить с IBC, чтобы сформировать TBC, а HJT также можно объединить с IBC, чтобы получить HBC. Монокристаллические ячейки P-типа в основном используют технологию PERC, поликристаллические ячейки p-типа включают поликристаллические черные кремниевые ячейки и монокристаллические ячейки в виде слитков, последнее относится к добавлению монокристаллических затравочных кристаллов на основе обычного процесса поликристаллических слитков, направленной затвердевания. После этого Формируется квадратный кремниевый слиток, а кремниевая пластина, смешанная с монокристаллом и поликристаллом, изготавливается посредством ряда процессов обработки. Поскольку в нем по существу используется поликристаллический путь получения, он включен в категорию поликристаллических ячеек p-типа. Ячейки n-типа в основном включают монокристаллические ячейки TOPCon, монокристаллические ячейки HJT и монокристаллические ячейки IBC. В 2021 году на новых линиях массового производства по-прежнему будут доминировать линии по производству элементов PERC, а рыночная доля элементов PERC увеличится до 91,2%. Поскольку спрос на продукцию для наружных и бытовых проектов сконцентрирован на высокоэффективной продукции, рыночная доля батарей BSF снизится с 8,8% до 5% в 2021 году.

1.4. Модули: Стоимость ячеек составляет основную часть, а мощность модулей зависит от ячеек.

Этапы производства фотоэлектрических модулей в основном включают соединение ячеек и ламинирование, а на ячейки приходится большая часть общей стоимости модуля. Поскольку ток и напряжение отдельной ячейки очень малы, ячейки необходимо соединить между собой шинами. Здесь они соединяются последовательно для увеличения напряжения, а затем соединяются параллельно для получения сильного тока, а затем фотоэлектрическое стекло, EVA или POE, лист батареи, EVA или POE, задний лист запечатываются и подвергаются термопрессованию в определенном порядке. и, наконец, защищен алюминиевой рамкой и силиконовым уплотнительным краем. С точки зрения структуры себестоимости производства компонентов, стоимость материалов составляет 75%, занимая основную позицию, за которой следуют затраты на производство, стоимость исполнения и стоимость рабочей силы. Стоимость материалов зависит от стоимости ячеек. По заявлениям многих компаний, на долю ячеек приходится около 2/3 общей стоимости фотоэлектрических модулей.

Фотоэлектрические модули обычно разделяются по типу, размеру и количеству ячеек. Есть различия в мощности разных модулей, но все они находятся на стадии роста. Мощность — ключевой показатель фотоэлектрических модулей, отражающий способность модуля преобразовывать солнечную энергию в электричество. Из статистики мощности фотоэлектрических модулей разных типов видно, что при одинаковых размерах и количестве ячеек в модуле мощность модуля представляет собой монокристалл n-типа > монокристалл p-типа > поликристалл; Чем больше размер и количество, тем больше мощность модуля; для монокристаллических модулей TOPCon и гетеропереходных модулей одной спецификации мощность последних больше, чем у первых. По прогнозу CPIA, в ближайшие несколько лет мощность модулей будет увеличиваться на 5-10 Вт в год. Кроме того, упаковка модуля приведет к определенным потерям мощности, в основном включая оптические и электрические потери. Первое вызвано коэффициентом пропускания и оптическим несоответствием упаковочных материалов, таких как фотоэлектрическое стекло и этиленвинилацетат, а второе в основном относится к последовательному использованию солнечных элементов. Потери в цепи, вызванные сопротивлением сварочной ленты и самой шины, а также потери из-за несоответствия тока, вызванные параллельным соединением ячеек, общие потери мощности двух составляют около 8%.

1,5. Установленная фотоэлектрическая мощность: политика различных стран, очевидно, является движущей силой, и в будущем существует огромное пространство для новых установленных мощностей.

Мир в основном достиг консенсуса по нулевым чистым выбросам в рамках цели защиты окружающей среды, и постепенно появилась экономика наложенных друг на друга фотоэлектрических проектов. Страны активно изучают возможность развития производства электроэнергии из возобновляемых источников. В последние годы страны всего мира взяли на себя обязательства по сокращению выбросов углекислого газа. Большинство крупнейших источников выбросов парниковых газов сформулировали соответствующие цели в области возобновляемых источников энергии, а установленная мощность возобновляемых источников энергии огромна. Основываясь на целевом уровне контроля температуры 1,5 ℃, IRENA прогнозирует, что глобальная установленная мощность возобновляемых источников энергии достигнет 10,8 ТВт в 2030 году. Кроме того, согласно данным WOODMac, уровень стоимости электроэнергии (LCOE) при производстве солнечной энергии в Китае, Индии, США и других странах уже ниже, чем самая дешевая ископаемая энергия, и будет продолжать снижаться в будущем. Активное продвижение политики в различных странах и экономики производства фотоэлектрической энергии привело в последние годы к устойчивому увеличению совокупной установленной мощности фотоэлектрической энергии в мире и Китае. С 2012 по 2021 год совокупная установленная мощность фотоэлектрических систем в мире увеличится со 104,3 ГВт до 849,5 ГВт, а совокупная установленная мощность фотоэлектрических систем в Китае увеличится с 6,7 ГВт до 307 ГВт, увеличившись более чем в 44 раза. Кроме того, недавно установленная фотоэлектрическая мощность Китая составляет более 20% от общей установленной мощности в мире. В 2021 году новая установленная фотоэлектрическая мощность Китая составит 53 ГВт, что составит около 40% новых установленных мощностей в мире. Это главным образом связано с обильным и равномерным распределением ресурсов легкой энергетики в Китае, хорошо развитыми добычей и переработкой, а также сильной поддержкой национальной политики. За этот период Китай сыграл огромную роль в производстве фотоэлектрической энергии, а совокупная установленная мощность составила менее 6,5%. подскочил до 36,14%.

На основании приведенного выше анализа CPIA дало прогноз роста количества новых фотоэлектрических установок с 2022 по 2030 год во всем мире. Предполагается, что как при оптимистических, так и при консервативных условиях глобальная новая установленная мощность в 2030 году составит 366 и 315 ГВт соответственно, а новая установленная мощность Китая составит 128,105 ГВт. Ниже мы спрогнозируем спрос на поликремний, исходя из масштабов вновь устанавливаемых мощностей каждый год.

1.6. Прогноз спроса на поликремний для фотоэлектрических применений

С 2022 по 2030 год, основываясь на прогнозе CPIA относительно нового увеличения количества фотоэлектрических установок в мире как при оптимистическом, так и при консервативном сценариях, можно спрогнозировать спрос на поликремний для фотоэлектрических приложений. Элементы являются ключевым шагом для реализации фотоэлектрического преобразования, а кремниевые пластины являются основным сырьем для элементов и прямым продуктом производства поликремния, поэтому они являются важной частью прогно<