2012-2023年,全球光伏电池片产量持续增长,由38GW增长至644GW;其中,中国光伏电池片产量由21GW增长至591GW。
全球光伏电池片产量增长的主要来自于中国。自2007年开始,我国光伏电池片生产规模已连续17年居全球首位。
图表1:2012-2023年全球VS中国光伏电池片产量及增长趋势(GW)
2015年以前,光伏电池片市场主要采取多晶Al-BSF技术,随着单晶PERC电池片技术逐渐成熟,其商业化的可行性得到确认。
2015-2017年,国内厂商开始加码PERC电池片生产。2018-2021年,PERC电池片产能实现爆发式增长,PERC电池片在2021年的市场占有率超过90%;同时,主流电池片及电池设备厂商开始逐步布局TOPCon、XBC及HJT等新型高效光伏电池片技术。
2022年至今,随着PERC电池片转换效率接近理论极限值,以TOPCon、XBC、HJT为代表的转换效率更高的新型高效电池片技术进入产业化进程。
从各类电池的市场占有率看,2019年PERC电池片技术超过BSF电池,占据了65%的市场占有率;2020年,PERC电池片市场占比达到86.4%,2021年逐步提升至91.2%,从2022年开始则处于下降趋势。
新型高效电池片技术最重要的包含TOPCon、XBC和HJT三种,其中TOPCon、XBC因技术成熟、成本和性能可平衡,已率先量产;相较于TOPCon和XBC,目前主流厂商在HJT领域产能布局尚不广泛,HJT电池片投产和量产规模仍较小。
近年来,随着光伏行业加快速度进行发展和技术的不断迭代,光伏设备行业总体上处于增长态势,全球销售规模从2013年的17.5亿美元增长至2023年的160.5亿美元,复合增长率达24.81%。
2020年,我国光伏设备产业规模超过280亿元,同比增长40%;2021年达到400亿元,同比增长43%;2022年达到650亿元,同比增长62.50%;2023年则达到1,100亿元,同比增长69.23%。
图表3:2016-2022年全球光伏设备行业出售的收益及增长情况(亿美元,%)
TOPCon电池片由PERC电池片的基础架构升级而来,主要差别在于硼扩散与隧穿氧化及掺杂多晶硅层的制备:
①由于衬底硅片由P型变为N型,所以要在衬底表明上进行硼扩散以制备P+发射极;②背面由隧穿氧化及掺杂多晶硅层构成,以多晶硅层的制备方式划分,大致上可以分为三种技术路线,分别为LPCVD、PECVD及PVD。
其中LPCVD相较于PECVD、PVD在技术成熟度、成膜质量(均匀性好、致密度高)方面具有优势,随着石英管寿命的提升以及双插工艺(双插,即一个舟齿放置两块硅片,相较于单插,硅片放置量提升一倍)的不断成熟,LPCVD已成为下游客户的主流选择。
除上述外,TOPCon生产的全部过程涉及的别的设备则与PERC大体相同。而XBC电池片制造工序较PERC差异较大,但也需要用LPCVD制备隧穿氧化和掺杂多晶硅层,N型XBC则还需要硼扩散设备做硼掺杂。