2016中国光伏产业发展路线图.pdf

中国光伏产业发展路线图2016年版中国光伏产业发展路线图2016年版项目指导单位工业和信息化部电子信息司项目承担单位中国光伏行业协会中国电子信息产业发展研究院项目咨询专家（按姓氏拼音排序）陈立民、陈文杰、崔成军、丁 建、冯志强、胡动力、黄 强、金 浩、金 锐、贾 锐、李定武、李 华、李建飞、李立伟、廉 锐、刘正新、罗宇浩、倪志春、彭 程、时璟丽、宋登元、宋锋兵、宋高杰、孙 云、唐小棠、万 宏、万跃鹏、王霁雪、王斯成、王士涛、王体虎、王文静、吴选之、邢国强、许洪华、徐永邦、严大洲、易正义、袁 桐、张凤鸣、张 磊、张先淼、朱国平项目编写组王世江、陈杰勇、江 华、刘渝声、王 双、朱 彬、金艳梅中国光伏产业发展路线图2016年版在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。巴黎协定在 2016 年 11 月 4 日生效，凸显了世界各国发展可再生能源产业的决心。习近平总书记多次强调，中国坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，将大力推进绿色低碳循环发展，采取有力行动应对气候变化，将于 2030 年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60% 65%，非化石能源占一次能源消费比重达到 20% 左右。为实现上述目标，发展可再生能源势在必行。各种可再生能源中，太阳能以其清洁、安全、取之不尽、用之不竭等显著优势，已成为发展最快的可再生能源。开发利用太阳能对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设均具有重要意义。据国际能源署（IEA）预测，到 2030 年全球光伏累计装机量有望达到1721GW，到 2050 年将进一步增加至 4670GW，发展潜力巨大。光伏产业是我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业，长期以来，工业和信息化部作为行业主管部门，始终高度重视我国光伏产业发展，通过规划、标准、准入条件等政策措施，有力推动了光伏产业快速发展，光伏电池制造产业规模迅速扩大，2015 年我国多晶硅、硅片、电池、组件和逆变器等产业链主要环节的全球市场占比已分别达到 48%、76%、65%、68% 和 40%，市场占有率位居世界前列，成为全球光伏制造大国，光伏产业已成为我国可参与国际竞争的优势产业之一。与此同时，我国光伏发电应用市场逐步扩大，“十二五”期间，我国光伏发电装机容量年均增长 179%，截至 2015 年底，我国光伏发电累计并网容量已达到 4318 万千瓦，成为世界光伏装机第一大国。习近平总书记在网络安全和信息化工作座谈会上指出，突破核心技术要“制定路线图、时间表、任务书，明确近期、中期、远期目标，遵循技术规律，分梯次、分门类、分阶段推进”。我国作为全球光伏制造大国，序言中国光伏产业发展路线图2016年版应通过制定光伏产业发展路线图，引导我国光伏产业持续健康发展，为全球光伏产业发展做出应有贡献。在工业和信息化部指导下，中国电子信息产业发展研究院、中国光伏行业协会组织专家编制了中国光伏产业发展路线图（以下简称路线图）。路线图不仅提出了技术发展方向，也包含了产业、市场等多方面信息，反映了现阶段专家学者和企业家对光伏产业未来发展的共识。鉴于未来产业发展存在较多不确定性，光伏产业的发展受到政策、技术、市场、企业、经济环境等因素影响，路线图要适时进行动态调整，保证其先进性，真正能起到行业引领作用，希望路线图能成为全球光伏产业发展的风向标。祝愿中国光伏产业发展越来越好！工业和信息化部电子信息司司长 2016 年 12 月 28 日中国光伏产业发展路线图2016年版光伏产业是我国具有国际竞争优势的战略性、朝阳性产业。近年来，在政策引导和市场需求双轮驱动下，我国光伏产业快速发展，产业规模迅速扩大，产业链各环节市场占有率多年位居全球首位，已经成为世界上重要的光伏大国。通过制定产业发展路线图的方式引领产业发展方向，有利于中长期的产业布局和规划，有利于进一步扩大我国光伏制造业优势，有利于抢占产业发展的制高点，有利于在世界上引领全球光伏产业的发展，同时也是全球产业界的普遍做法。因此，作为全球光伏制造和光伏应用大国，制定符合我国国情的光伏产业发展路线图，对于引导光伏产业“十三五”期间健康良性发展具有重要意义。为此，在行业主管部门的指导下，中国光伏行业协会组织专家历时一年编制了中国光伏产业发展路线图（以下简称路线图）。路线图内容涵盖了光伏产业链上下游各环节，包括多晶硅、硅棒/ 硅锭 / 硅片、电池、组件、平衡部件、系统等各环节共 62 个关键指标。路线图广泛征集了 100 多家光伏企业的一线意见，先后多次召开各环节专家会议以及整体性专家会议，在此基础上，根据 2016 年产业情况，参考过往产业发展实情，预测了 2017、2018、2020、2022 和 2025 年的发展目标。这些指标体现了产业、技术、市场等发展趋势，具有一定的前瞻性，我们计划每年都对路线图进行修订，使得路线图能够更及时、准确地反映产业的实际情况，更好地指导行业发展。本路线图在编写过程中得到了行业主管部门领导、行业专家、产业链各环节企业家的大力支持，在此一并表示感谢。由于时间仓促，且编写人员阅历和能力有限，如有不妥当之处，请不吝指正，以便我们在后续修订中进一步完善。中国光伏行业协会中国电子信息产业发展研究院2016 年 12 月 28 日前言中国光伏产业发展路线图2016年版目录一、路线图编制说明 1（一）涵盖内容 1（二）指标值的确定 1（三）路线图编制过程 2二、中国光伏产业发展简况 2三、产业链各环节关键指标 5（一）多晶硅环节 51、还原电耗 52、冷氢化电耗 63、综合电耗 74、水耗 75、蒸汽耗量 86、多晶硅综合能耗 87、硅耗量 98、还原余热利用率 99、各种生产技术市场占比 1010、多晶硅生产线设备投资 1011、人均产出量 11（二）硅片环节 111、拉棒电耗 112、铸锭电耗 123、硅片厚度 134、铸锭投料量 135、金刚线切片 146、铸锭收料率 157、切割线线径 15中国光伏产业发展路线图2016年版8、切割磨料尺寸 169、单多晶市场份额占比 16（三）电池片环节 171、各种电池技术平均转换效率 172、各种电池技术市场占比 183、电池线人均产出率 184、电池线设备投资 195、电池铝浆消耗量 196、P 型电池银浆消耗量 207、铜电极技术 218、电池片方块电阻 219、P 型硅电池发射极掺杂技术 2210、N 型硅电池发射极掺杂技术 2211、背钝化技术 2312、电池正面细栅线宽度 2413、各种主栅市场份额占比 24（四）组件环节 251、组件人均产出率 252、电池到组件封装损失（CTM） 263、60 片电池的组件功率 264、全片和半片电池组件市场占比 275、60 片和 72 片组件市场占比 276、组件封装钢化非镀膜玻璃透光率 287、组件封装钢化镀膜玻璃透光率 298、不同盖板材料的市场占有率 299、不同盖板玻璃厚度的市场占有率 3010、电池片互联技术市场占有率 3011、不同封装胶膜材料的市场占有率 3112、不同封装背板材料的市场占有率 3113、不同边框材料的市场占有率 3214、不同粘接材料的市场占有率 3315、组件关键环节生产效率 3316、电池片厚度 34中国光伏产业发展路线图2016年版（五）薄膜太阳能电池 341、CdTe 薄膜太阳能电池转换效率 342、CIGS 薄膜太阳能电池转换效率 353、GaAs 薄膜太阳能电池转换效率 35（六）逆变器和系统环节 361、不同类型逆变器的中国效率 362、不同类型逆变器的最大效率 373、不同功率等级逆变器的市场份额 374、不同类型逆变器的市场占比 38（七）系统环节 391、全球光伏新增装机量 392、国内光伏年度新增装机量预测 393、国内光伏电站投资成本预期 404、光伏应用市场 415、不同系统电压等级的市场占比 426、跟踪系统市场占比 43中国光伏产业发展路线图2016年版1光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业。大力发展光伏产业对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要意义。我国已将光伏产业列为国家战略性新兴产业之一，在产业政策引导和市场需求驱动的双重作用下，我国光伏产业实现了快速发展，已经成为我国为数不多可参与国际竞争并取得领先优势的产业。光伏产业链构成如图 1 所示。图 1 光伏产业链构成 一、路线图编制说明( 一 ) 涵盖内容路线图编制以为国家制定产业政策提供支撑、为行业技术发展指明方向、为企业战略决策提供参考为主要目标，基于当前光伏技术和产业的发展现状，从光伏产业链多晶硅、硅棒 / 硅锭、硅片、电池、组件、平衡部件、系统等各个环节抽取出可代表该领域发展水平的指标，这些指标涵盖产业、技术、市场等各个层面。( 二 ) 指标值的确定路线图在制定过程中坚持客观性、科学性、广泛性和前瞻性的原则，通过调查问卷、现场调研、专家研讨等形式，广泛征求意见，尤其是重点企业和专家的建议，由此确定各环节关键指标在未来 5-10 年的发展趋势。其中 , 问卷调查的对象以光伏骨干生产企业为主，设备、材料等企业为辅，同时邀请行业内主要的光伏科研院所、政府机关、咨询机构等单位参与，本次路线图中各个环节参与企业的生产规模占到我国总生产规模的 70% 以上；现场研讨以围绕产业链关键环节的专题会为主要形式，对指标取值的合理性、科学性等进行研讨。考虑到未来发展的不确定性会增加指标值预判的难度，路线图在制定过程力求准确预测近期的发中国光伏产业发展路线图2016年版2展方向 , 中远期的预测更多代表行业各界对未来的一种趋势反映 , 且计划每年对路线图进行更新 , 以不断逼近“真值”, 更好地及时地反映行业发展情况。( 三 )路线图编制过程路线图编制工作历经近一年时间 , 大致可分为 19 个阶段 ( 如表 1 所示 )。表 1 路线图编制时间表二、中国光伏产业发展简况多晶硅方面，2015 年我国多晶硅生产保持持续增长势头，全年正常生产的多晶硅企业达 16 家，产能达 19 万吨 ( 不含物理冶金法 ), 产量 16.5 万吨，占全球路线图编制过程 时间1、参与单位的召集 2015 年 11 月2、指标意见征集 2015 年 11 月3、设计调查指标问卷 2015 年 12 月4、发放调查指标问卷 2016 年 1 月5、回收调查指标问卷 2016 年 2 月6、整理多晶硅、硅片环节指标并得出初步数值 2016 年 3 月7、召开多晶硅和硅片环节专家研讨会 2016 年 3 月8、整理电池片和组件环节指标并得出初步数值 2016 年 4 月9、召开电池片和组件环节专家研讨会 2016 年 4 月10、整理逆变器和系统环节指标并得出初步数值 2016 年 6 月11、召开路线图逆变器和系统环节专家研讨会 2016 年 7 月12、撰写路线图初稿 2016 年 8 月13、路线图工作组专家分环节审阅 2016 年 9 月14、根据专家意见 , 撰写路线图第二稿 2016 年 9 月15、路线图核心专家审阅 , 确定指标数值 2016 年 10 月16、撰写路线图第三稿 2016 年 10 月17、召开路线图专家评审会 2016 年 11 月18、征求协会专家咨询委员会意见 2016 年 11 月19、路线图定稿 2016 年 12 月中国光伏产业发展路线图2016年版3总产量的 47.8%，有 4 家企业生产规模位居全球前十。2010-2016 年我国多晶硅产量如图 2 所示。图 2 2010-2016 年我国多晶硅生产情况硅片方面，2015年我国硅片总产能约为64.3GW1，产量约48GW，同比增长 26.3%，约占全球总产量的 79.6%，全球生产规模最大的前十家企业有九家均位于中国大陆。2010-2016 年全国硅片产量如图 3 所示。图 3 2010-2016 年我国硅片生产情况1 我国相关数据仅含中国大陆的生产情况 , 未含中国台湾地区相关数据 , 下文同。中国光伏产业发展路线图2016年版4晶硅电池片方面，2015 年我国电池片总产能约为 49GW，产量约为 41GW，同比增幅 24.2%，产量全球占比约 66%，中国大陆有 7 家企业跻身全球产量排名前十。2010-2016 年全国电池片产量如图 4 所示。图 4 2010-2016 年我国电池片生产情况组件方面，2015 年我国组件总产能 71GW 以上，组件产量达到 45.8GW，其中中国大陆生产组件约为 43.9GW, 同比增长 23.3%，约占全球总产量的 69.1%，如图5 所示。其中晶体硅组件产量约为 45.4GW，约占总产量的 99.1%, 薄膜组件产量约为 300MW，聚光组件产量约为 60MW。中国大陆有 6 家企业位居全球生产规模前十。2010-2016 年我国光伏组件产量如图 5 所示。图 5 2010-2016 年我国光伏能组件生产情况 中国光伏产业发展路线图2016年版5光伏市场方面，2015 年，我国太阳能光伏发电新增并网装机量达到 15.13GW，约占全球新增装机量的 30%。累计并网容量达 43.18GW，同比增长 67.3%，首次超过德国成为世界光伏装机第一大国。其中，地面光伏电站37.12GW，分布式电站6.06GW。2010-2016 年我国光伏市场情况如图 6 所示。图 6 2010-2016 年我国太阳能光伏发电逐年装机容量 产品价格方面、晶体硅组件产品价格从2010年的12元/W，下降至2016年的3.2元 /W，降幅达到 73%，大规模生产的单多晶电池平均转换效率也分别从 2010 年的17.5% 和 16.5% 提升至 2016 年的 19.8% 和 18.5%，产品质保期也从过去 20 年提升至25 年甚至 30 年以上，物美价廉的光伏产品为全球光伏市场发展和应对气候变化做出巨大贡献、光伏产业已成为我国为数不多可参与世界竞争并取得领先优势的产业。三、产业链各环节关键指标( 一 ) 多晶硅环节2 1、还原电耗多晶硅还原是指三氯氢硅和氢气发生还原反应生成高纯硅料的过程，其电耗包括硅芯预热、沉积保温、结束换气等工艺过程中的电力消耗。2016 年我国多晶硅还原电耗已降至 52kWh/kg，未来在大型还原炉的开发和使用、炉内壁材料升级优2多晶硅生产各环节工序划分、能源消耗种类、计量和计算方法按多晶硅企业 单位产品能源消耗限额GB29447- 执行。中国光伏产业发展路线图2016年版6化、硅管代替硅芯技术、气体配比优化等带动下，到 2025 年还原电耗有望下降至40kWh/kg。还原电耗变化趋势如图 7 所示。图 7 2016-2025 年还原电耗变化趋势2、冷氢化电耗 冷氢化是我国多晶硅工厂普遍采用的生产工艺，其电耗包括物料供应，氢化反应系统、冷凝分离系统和精馏系统的电力消耗。当前、行业冷氢化电耗在 9.35kWh/kg-Si左右、预计未来10年冷氢化电耗仍将稳步下降、到2018年有望下降至8kWh/kg-Si 以下 ( 如图 8 所示 ), 技术进步的手段包括反应催化剂的开发、提高工艺环节中热能回收利用率、提高反应效率等。图 8 2016-2025 年冷氢化电耗变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版73、综合电耗 综合电耗是指工厂生产单位多晶硅产品所耗用的全部电力 , 包括合成、精馏、还原、尾气回收和氢化等环节的电力消耗。目前 , 我国多晶硅平均综合电耗已达到 80kWh/kg, 部分企业的指标甚至降至 70kWh/kg 以下。未来随着生产装备技术提升、系统优化能力提高、生产规模增大等 , 预计未来 10 年还有 27% 的下降空间。图 9 2016-2025 年综合电耗变化趋势4、水耗 水耗是指生产单位多晶硅产品所需要补充的水量，水的消耗主要包括蒸发、清洗等。目前多晶硅水耗在 0.23t/kg-Si 的水平。未来三年，通过余热利用降低蒸发量，精馏塔排出的物料再回收利用，降低残液处理水耗等措施，可将耗水量控制在 0.15-0.2t/kg-Si 的水平。图 10 给出了 2016-2025 年水耗变化趋势。图 10 2016-2025 年水耗变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版85、蒸汽耗量蒸汽耗量是指生产单位多晶硅产品所消耗的蒸汽量。蒸汽的补充主要用于精馏、冷氢化等环节 , 受地域气候条件、能源价格及使用能源类别等因素影响 , 蒸汽消耗数据在不同企业间差别较大 , 目前蒸汽耗量在 30-55kg/kg-Si, 随着还原等余热利用率提升,未来10年仍将有20%的下降空间。以2016年为基准,2017-2025 年蒸汽消耗变化趋势如下图 11 所示。图 11 2016-2025 年蒸汽消耗变化趋势6、多晶硅综合能耗现有多晶硅企业单位产品能耗限额限定值 ( 冷氢化工艺 ) 16.3kgce/kg，多晶硅企业综合能耗先进值为 11.8kgce/kg( 冷氢化工艺 )。随着技术进步和能源的综合利用，到 2025 年预计每年将按 3%-5% 比例降低。图 12 给出了 2016-2025年综合能耗变化趋势。图 12 2016-2025 年综合能耗变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版97、硅耗量硅耗量指生产单位高纯硅产品所耗费的硅量 ( 含合成、氢化工序 , 外购硅粉、三氯氢硅、四氯化硅等含硅物料全部折成纯硅计算，扣除外售氯硅烷等按含硅比折成纯硅计算，从总量中扣除 )。目前 , 行业硅耗在 1.2kg/kg-Si。随着氢化水平的提升，副产物回收利用率的增强，预计到 2025 年将降低到 1.08kg/kg-Si，接近理论值。图 13 给出了 2016-2025 年硅耗变化趋势。图 13 2016-2025 年硅耗变化趋势8、还原余热利用率还原余热利用率是指回收利用还原工艺中热量占还原工艺能耗比。目前多晶硅行业还原余热利用率在 76%，随着多晶硅工厂节能技术的进步，余热利用率有望进一步提升。图 14 给出了 2016-2025 年还原余热利用率变化趋势。图 14 2016-2025 年还原余热利用率变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版109、各种生产技术市场占比改良西门子法生产工艺相对成熟，现在采用此方法生产的多晶硅约占据我国总产量的 98%，未来仍将是主流生产工艺。流化床法生产工艺也不断受到重视，预计未来随着陕西天宏和江苏中能等流化床法生产线的量产，颗粒硅的产量占比将会逐步提升。图 15 给出了 2016-2025 年多晶硅各种生产技术市场占比变化趋势。图 15 2016-2025 年多晶硅生产技术市场占比变化趋势10、多晶硅生产线设备投资随着生产装备技术的进步和工艺水平的提升，改良西门子法多晶硅生产线设备投资成本逐年下降，目前投产的万吨级多晶硅生产线已下降至 1.5 亿元 / 千吨的水平。预计未来五年内，千吨投资成本将下降至亿元以下。图 16 给出了 2016-2025 年改良西门子法多晶硅投资成本变化趋势。图 16 2016-2025 年改良西门子法多晶硅投资成本变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版1111、人均产出量目前多晶硅生产线人均产出量为 18 吨 / 年，随着中国制造 2025的实施，国内智能制造水平的提升，未来多晶硅工厂的人均产出量将保持稳定提高，到 2025年提高到 37.5 吨 / 年。图 17 给出了 2016-2025 年多晶硅人均产出量变化趋势。图 17 2016-2025 年多晶硅人均产出量变化趋势( 二 ) 硅片环节1、拉棒电耗单晶拉棒电耗是指 CZ 法生产单位合格单晶硅棒所消耗的电量。行业领先水平的拉棒电耗为 36kWh/kg( 方棒 )，企业仍在通过优化拉晶炉热场结构、提高投料量 ( 连续加料、双坩埚、液态加料等 )、提升拉速等技术降低单晶拉棒生产能耗，预计“十三五”末期，能耗有望下降至 31kWh/kg 以下。图 18 给出了 2016-2025年拉棒电耗变化趋势。中国光伏产业发展路线图2016年版12图 18 2016-2025 年拉棒电耗变化趋势2、铸锭电耗铸锭是指通过定向凝固等技术生产多晶硅锭。2016 年，我国光伏行业多晶铸锭的电耗为 8.5kWh/kg，预计未来随着 G7 机型铸锭炉在 2018 年的普及，电耗有望下降至 7.5kWh/kg，下一代 G8 机型在“十三五”末普及，电耗可进一步下降至 6.8kwh/kg。图 19 给出了 2016-2025 年多晶铸锭电耗变化趋势。图 19 2016-2025 年多晶铸锭电耗变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版133、硅片厚度薄硅片有利于降低硅耗和电池成本，但也会降低电池的机械强度。硅片厚度与产品类型及使用需求息息相关。目前，行业单晶硅片平均厚度在 160-190m 左右，多晶硅片厚度在 185-192m 之间，未来的三年内 , 硅片厚度变化不会太大。图 20 给出了 2016-2025 年硅片厚度变化趋势。图 20 2016-2025 年硅片厚度变化趋势4、铸锭投料量我国主要多晶铸锭企业普遍升级至 G6 铸锭炉系统，单炉投料量已经达到 800-890Kg 以上，部分企业正在朝着投料量更大的 G7 系统改进，投料量可以达到 1100-1200Kg。2016 年行业已经出现 G8 炉的应用，其投料量可以达到 1500Kg 以上。预计到 2018 年，行业新增铸锭炉将为 G7、G8 系统。图 21 给出了 2016-2025 年多晶铸锭投料量变化趋势。中国光伏产业发展路线图2016年版14图 21 2016-2025 年多晶铸锭投料量变化趋势5、金刚线切片金刚线切割技术相对于传统砂浆切割，具有切割速度快、单片损耗低、切割液更环保等优点，目前，在单晶硅领域已经得到广泛应用 ( 如图 22)，预计到2018 年在单晶硅领域全面取代砂浆切片技术。金刚线切割在多晶领域的应用需要解决铸锭过程中形成的碳化硅硬质点和电池工艺的制绒技术问题。目前，多晶硅切片技术仍以传统砂浆切割为主，随着配套工艺的成熟推广，预计到 2020 年切割设备大规模更新换代，将使金刚线切割成为多晶硅切片主流工艺。图 22 2016-2025 年硅片金刚线切占比变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版156、铸锭收料率铸锭收料率是指铸锭后得到的方棒量与投料量的比值，当前全融和半融技术的收料率分别在 67% 和 65% 左右。随着长晶技术的提升，收料率将会进一步提升。图 23 给出了 2016-2025 年多晶铸锭收料率变化趋势。图 23 2016-2025 年多晶铸锭收料率变化趋势7、切割线线径切割线直径及研磨介质粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和介质粒度有利于提高产品质量，降低切削损耗和生产成本。目前，行业切片金刚线直径为 80m，预计到 2018 年可下降至 70m 的水平。砂浆切割用的钢线直径下降空间不大，预计到 2018 年可从现在的 115 微米下降至 110 微米。图 24 给出了2016-2025 年切割线径变化趋势。图 24 2016-2025 年切割线径变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版168、切割磨料尺寸目前行业切片用金刚石磨料尺寸在 8.5m 左右，预计未来两三年变化不大，但在 2018 年后有望下降至 8m 以下。砂浆切割用的碳化硅磨料尺寸为 8.6m，未来下降空间较为有限。图 25 给出了 2016-2025 年切割磨粒尺寸变化趋势。图 25 2016-2025 年切割磨粒尺寸变化趋势9、单多晶市场份额占比随着光伏市场的不断发展，高效电池将成为市场主导，单晶硅电池市场份额将会逐步增大，预计到 2025 年达到 48%，其中 N 型单晶硅电池的市场份额由 2016 年的 3.5% 提高到 2025 年的 30%，而多晶硅电池的市场份额将由 2016 年的 80% 下降到 2025 年的 48%。图 26 2016-2025 年不同硅片市场占比变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版17( 三 ) 电池片环节表 2 主要电池结构及缩写1、各种电池技术平均转换效率 当前，在“领跑者计划”和产业转型升级的推动下，各种晶体硅电池生产技术呈现百花齐放发展态势，规模化生产的普通结构铝背场单晶和多晶硅电池的平均转换效率分别达到 19.8% 和 18.5% 的水平，使用 PERC 电池技术的单晶和多晶硅电池则进一步使效率提升至 20.5% 和 19%，未来仍有较大的技术进步空间。而 N型晶硅电池技术则开始进入小规模量产，技术进展也较为迅速，包括使用 PERT 技术的 N 型晶硅电池、HIT 等异质结电池和 IBC 等背接触电池将会是未来发展的主要方向之一。表 3 2016-2025 年各种晶硅电池平均转换效率变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版182、各种电池技术市场占比BSF 电池目前仍占据大部分市场份额 ,2016 年占比为 87.8% 左右，随着新技术的发展其占比将逐年减少；PERC 电池是当前产能最大的高效电池，2016 年市场份额占比将达到 10% 左右，2018 年预计将达到 20% 甚至更多，未来随着各厂家产能建设完成及逐渐释放，PERC 电池市场占比将逐年增加，2025 年有望达到 46%。而双面 N型单晶电池、背接触 (IBC) 电池、异质结 (HIT) 电池等新兴高效电池也将逐步提高其市场份额。图 27 给出了 2016-2025 年不同电池技术市场占比变化趋势。图 27 2016-2025 年不同电池技术市场占比变化趋势3、电池线人均产出率电池线人均产出主要指产线直接员工的人均产出，不含管理人员。2016 年，我国电池产线人均产出率为 1MW/ 人 - 年，未来光伏制造业将更多向智能制造发展，产线自动化程度不断提升，电池转换效率持续提高，预计 2025 年每条电池线的人均产出率将比 2016 年水平提高一倍以上。图 28 给出了 2016-2025 年每条电池线的人均产出变化趋势。中国光伏产业发展路线图2016年版19图 28 2016-2025 年每条电池线的人均产出变化趋势4、电池线设备投资目前，我国电池产线设备投资成本在 60 万元 /MW，随着关键设备的进口替代不断推进，产线投资成本预计未来 10 年有 37% 左右下降空间，到 2025 年将下降到 37.8 万元 /MW。图 29 给出了 2016-2025 年电池线的设备投资成本变化趋势。图 29 2016-2025 年电池线的设备投资成本变化趋势5、电池铝浆消耗量铝浆消耗量主要包括晶体硅电池片中铝背场所消耗的铝浆，目前 6 英寸电池片每片铝浆消耗量在 1375mg/ 片左右，未来随着 PERC 等工艺技术的大规模应用，中国光伏产业发展路线图2016年版20每片电池的耗铝量仍有较大下降空间。图 30 给出了 2016-2025 年铝浆消耗量变化趋势。图 30 2016-2025 年铝浆消耗量变化趋势6、P 型电池银浆消耗量 银浆消耗量为电池片上所有的银浆用量，包括正银和背银。2016 年 6 英寸电池片的每片银浆的消耗量行业平均水平在 143mg/ 片左右，用银成本在电池片占比仍较高。目前通过增加主栅数量以及减小细栅宽度可以减少正银消耗量，五主栅等多主栅线技术替代三主栅、四主栅将是未来趋势，并且随着技术路线替代和新科技发展，例如电镀技术、3D 打印技术、贱金属栅线技术的发展，银浆消耗量有望在 2020 年以后下降得更快。图 31 给出了 2016-2025 年银浆消耗量变化趋势。图 31 2016-2025 年银浆消耗量变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版217、铜电极技术由于银价格较高，部分企业积极开发铜替代银的电极技术，铜电极技术的应用目前主要应用在 N 型电池上，市场占比很小，只有 0.1% 左右。未来随着 HIT电池发展及正面电极金属化技术 ( 电镀技术 ) 进步 , 铜电极在正面电极上会得到更多应用。图 32 给出了 2016-2025 年电池片正面电极市场占比变化趋势。图 32 2016-2025 年电池片正面电极市场占比变化趋势8、电池片方块电阻方块电阻是反映太阳电池发射区掺杂浓度的重要指标，硅片掺杂浓度低其方阻值相对高。目前 P 型电池发射极方块电阻在 90(/口) 左右，未来随着金属化浆料技术进步和电池效率的提高，方块电阻会不断提高，接触电阻会不断下降。图 33 给出了 2016-2025 年电池片发射极方块电变化趋势。图 33 2016-2025 年电池片发射极方块电变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版229、P 型硅电池发射极掺杂技术目前 , 掺磷的 P 型硅电池发射极掺杂技术以 POCl 3 气相扩散的均匀掺杂为主，2016 年的市场份额占比达到 98.2%，未来十年仍将是技术主流。回刻蚀的选择性发射极技术和离子注入掺杂的均匀发射极技术未来会占有小部分市场；激光掺杂的选择性发射极技术在2020年左右可能会出现应用，随着激光掺杂技术逐渐成熟,该种技术将是一种比较有潜力的技术。图 34 给出了 2016-2025 年掺磷的 P 型电池发射极技术市场占比变化趋势。图 34 2016-2025 年掺磷的 P 型电池发射极技术市场占比变化趋势10、N 型硅电池发射极掺杂技术BBr3 扩散硼掺杂技术是目前 N 型硅电池发射极掺杂的主流技术，2016 年的市场份额占比在 90.5% 左右，该技术成熟度高，未来仍将是主流技术。随着涂源法硼掺杂和离子注入硼掺杂技术成熟度及可靠性提高，未来会逐渐得到更多应用。图 35 给出了 2016-2025 年 N 型硅电池发射极掺杂技术变化趋势。中国光伏产业发展路线图2016年版23图 35 2016-2025 年 N 型硅电池发射极掺杂技术变化趋势11、背钝化技术背面钝化技术主要应用在 PERC 电池或 PERT 电池上。目前，背面钝化技术主要有 PECVDAlOx+ 盖层和 ALDAlOx+ 盖层两种。其中 PECVDAlOx 技术采用相对的成熟的 PECVD 沉积设备，当前应用比较多，2016 年市场占比在 90% 左右，未来预计仍会占据较大市场份额；ALD 沉积工艺有更精确的层厚控制和更好的钝化效果，但受限于目前设备的产能效率及成本，还需要进一步提升设备及工艺成熟度。图 36给出了 2016-2025 年背面钝化技术全球市场占比变化趋势。图 36 2016-2025 年背面钝化技术全球市场占比变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版2412、电池正面细栅线宽度晶体硅太阳电池正面金属化电极由用于汇流、串联的主栅线和载流子收集的细栅线组成。在保持电池串联电阻不提高的条件下，减小细栅宽度有利于降低对太阳光的遮挡减少正银用量，随着浆料技术和印刷工艺的进步，细栅宽度仍会保持一定幅度地下降。目前，栅线宽度一般控制在 50m，预计未来还有 48% 的下降空间，到 2025 年下降到 26m 左右。细栅宽度的下降将得益于浆料技术及印刷设备精度的提升，印刷设备精度将由目前的 10m，提高到 5m。图 37 给出了 2016-2025 年正面金属化参数变化趋势。图 37 2016-2025 年正面金属化参数变化趋势13、各种主栅市场份额占比2016 年，我国电池片仍以 3 主栅和 4 主栅工艺为主，其中 4 主栅电池片市场占比在 60% 左右，3 主栅电池片市场占比接近 30%。在不影响电池遮光面积及串联工艺的前提下，提高主栅数目有利于减少电池功率损失，提高电池应力分布均匀性以降低碎片率。同样 60 片电池片的组件，5 主栅技术相对 4 主栅技术可以提高 2-3W 的组件功率，有利于成本下降。随着工艺技术成熟及设备升级，5 主栅技术将成为主流，而早期的 3 主栅技术会逐渐被淘汰，4 主栅技术可能仍会占据一定市场份额。图 38 给出了 2016-2025 年各种主栅市场份额占比变化趋势。中国光伏产业发展路线图2016年版25图 38 2016-2025 年各种主栅市场份额占比变化趋势( 四 ) 组件环节1、组件人均产出率2016 年 , 我国自动化水平比较高的组件工厂人均产出率为 1.5MW/ 人 - 年，随着中国制造 2025的推进 , 产线自动化、数字化和智能化水平提高，未来人均产出率将不断提升，有望提升至 3MW/ 人 - 年。图 39 给出了 2016-2025 年组件工厂人均产出变化趋势。图 39 2016-2025 年组件工厂人均产出变化趋势中国光伏产业发展路线图2016年版262、电池到组件封装损失 (CTM)CTM 值 (Cell To Module) 为衡量电池封装成为组件带来的效率损失，即用组件输出功率与电池片功率总和的百分比来表示，该指标值与电池种类、盖板玻璃的透光率、封装材料的光学特性、封装工艺等因素相关 ,CTM 值越高表示组