与如今层出不穷的前沿科技相比，太阳能进入人们视野少说有几十年，确实不新鲜，而光伏企业近年也未掀起什么风浪。

  随着“碳达峰”与“碳中和”在2021年两会被写入《政府工作报告》，以及2030年碳达峰，2060年碳中和的减排时间表被制订，这两个词就成了长期资金市场最热门的概念，甚至没有之一。

  所谓碳中和，概括来说是通过各种手段抵消生产的全部过程中排放的二氧化碳，最终实现二氧化碳的零排放。主要实现路径之一，就是用“清洁能源”取代传统化石能源，从能源生产开始减少碳排放。

  早年受技术限制，光伏发电成本过高，在应用上不够经济。但伴随着技术的快速迭代与产业升级，过去十年光伏发电成本已下降了超过90％，甚至在部分国家已经低于常规能源，实现了“平价上网（接入电网）”。

  根据中国光伏行业协会预测，“十四五”期间，国内年均光伏新增装机量，将是2020年的1．5～2倍左右［1］。而在全世界内，彭博预测，到2050年，全球电力结构中，光伏和风能的占比将达到56％（见下图）［2］。

  国际能源署IEA预测，2030年前后可再次生产的能源将成为全世界最大的电力来源，全球2015年至2040年间的电力投资中，将有近60％流入可再次生产的能源领域［2］。

  顶层设计有了，市场需求有了，技术积累也有了，连钱都到位了，多重利好齐备，光伏腾飞的机会似乎就在眼前。

  概括来说，行业上游为从硅料到硅片的生产原材料；中游则是从光伏电池开始到光伏组件的制造环节，负责生产有效发电设备；下游则是应用端，即光伏发电系统。

  与同为半导体的芯片相比，光伏的产业链可以说非常的简单——当然也只是相对而言，其中仍有大量技术细节。

  在本文中，放大灯（ID：guokr233）以从上到下的顺序，将产业链分七个部分，为读者拆解整个光伏产业链，介绍行业核心原材料、关键技术与未来趋势：

  多晶硅材料是以工业硅为原料，经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，它是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要的组成原材料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料。

  多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以晶格形态排列成晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。

  首先需要澄清，多晶硅（料）不等于多晶硅（片），多晶硅片是硅料通过一系列工艺制备而成的产品，位于产业链中游。两者因为名称区分度不高，常引起误解。此处的多晶硅料，亦是制备单晶硅的原材料。

  多晶硅的纯度决定了其应用领域。光伏所用的太阳能级多晶硅，纯度一般在6N～9N之间（即99．9999％～99．9999999％，几个9即是几N）。用于半导体等电子元器件生产的电子级多晶硅，纯度要求则要达到11N，工艺难度远超太阳能级。

  从全球范围看，目前多晶硅产业正在持续向国内转移，且疫情加速了这一过程。2020年，全球多晶硅产能为60．8万吨，同比降低9．9％；产量52．1万吨，同比增加2．6％。

  同期，我国多晶硅产能45．7万吨，同比下降1．9％，产量约39．6万吨，同比增加15．8％。国内多晶硅产能、产量的增长均大幅领先全球，占比分别为75％、76％［4］。

  截至2020年底，我国的多晶硅CR5（前5家最大的企业所占市场占有率，即行业集中度）已经高达87．5％，5万吨级以上产能企业有4家（加起来超过全球总产能的40％）［4］。国内的多晶硅大制造商同样占据了全球供应链的关键位置，这在某种程度上预示着产能转移还强化了国内企业的定价权。

  龙头企业凭借资金与技术优势，从始至终保持着更多的订单，更高的开工率以及规模效应带来的高利润率，这进一步确保了有突出贡献的公司在未来的研发与生产技术升级的先发优势。反观竞争力较差的企业已经逐步关停，2020年全球产能的下滑正是受此影响。

  作为光伏产业的最上游，多晶硅是主流太阳能电池生产的基本工艺的核心物料，其价格也同样是影响光伏产品终端价格的核心因素之一。

  在行业发展初期，受生产的基本工艺水平较低影响，硅料用量比较大，原材料价格也偏高，导致当时硅料在光伏设备的总成本中占比极高。2010年，一个光伏组件中的电池成本（含硅部件）高达91％，到2019年已经下降至了48％，几乎减半［5］。

  可以看到，作为上游的硅料对终端影响越来越小的重要趋势。这主要受益于加工技术持续进步带来的生产所带来的成本持续下降。

  硅料生产方面，受益于主流技术“改良西门子法”的慢慢的提升，多晶硅的行业平均生产所带来的成本持续下降，大幅度降低了下游企业的硅料采购价格。这某些特定的程度上为下游打开了利润空间，也刺激了公司制作光伏组件的意愿。

  改良西门子法的基础原理是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅（ Cl3HSi），生成多晶硅沉积在硅芯上。相较于传统工艺同时具备节能、降耗、回收利用生产的全部过程中副产物以及大量副产热能的配套工艺。

  改良西门子法是目前最为成熟、应用最广泛、扩展速度最快的多晶硅制备工艺。该路线 年采用此方法生产出的棒状硅约占全国总产量的97．2％［3］。

  除了“改良西门子法”，目前多晶硅料的制备还有“硅烷流化床法”制硅路线（在流化床反应器中利用硅烷法分解，并在预先装入的细硅粒表面生成多晶硅颗粒，产品形态为颗粒硅），较当前主流工艺有成本优势，能够对产业形成一定的补充。但该技术并不成熟，工艺存在缺陷，限制了在行业内的产能比例。

  虽说长期看硅料价格显而易见地下降，但自2021年慢慢的出现一轮极为疯狂的上涨。短短半年时间，多晶硅价格持续上涨数倍，从85元／公斤飙升至超过200元／公斤，部分散单报价甚至已达到了225元／公斤［6］。

  飙涨的上游原材料导致下游光伏企业严重承压，中国光伏行业协会甚至呼吁“全体会员和光伏企业守法合规、理性经营，尊重契约精神，自觉对多晶硅、硅片产品的过度囤货、哄抬物价行为，以及非自身生产经营需求的投机行为。”［7］

  首先，不能排除部分企业存在惜售、抬价等不良行为。有业内人士称，目前的硅产能能够很好的满足下游需求，是下游企业故意制造多晶硅短缺迹象，并协调一致哄抬价格［7］——当然详细情况很难查证。

  其次，上游产能不足也客观存在。受政策影响，下游企业为尽快占据市场占有率，头部企业在快速进行产能扩张，确实存在抢下订单，占据上游产能的现象——这与近期芯片短缺十分类似。相对应的，上游供应端的产能扩张必然滞后，且硅料的扩产周期本来就比下游更长，这进一步加剧了供需错配，助长了短缺。

  但总体来说，短期的异常震荡不太有几率会成为长期趋势。待上下游的扩产完成，需求趋稳后，硅料价格将回归常态，降价的长期趋势也不会改变。