摘要：目前資源枯竭和環(huán)境污染是人類共同面臨的問(wèn)題，隨著時(shí)間的推移，可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)石化能源已然是大勢(shì)所趨。2018年全球可再生能源發(fā)電量占據(jù)總發(fā)電量26.2%，光伏發(fā)電占比2.4%，與2017年光伏發(fā)電占比1%相比，實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。早期的光伏行業(yè)以多晶硅產(chǎn)品為主，其優(yōu)勢(shì)諸如成本低、工藝簡(jiǎn)單、量產(chǎn)規(guī)模大等，近年來(lái)單晶硅崛起，逐步蠶食多晶硅的市場(chǎng)份額。

單晶硅與多晶硅晶體生長(zhǎng)工藝不同，其晶面取向相同、無(wú)晶界，品質(zhì)優(yōu)異從而具備以下優(yōu)勢(shì)： 單晶硅具有更低的晶格缺陷；更高的機(jī)械強(qiáng)度，更低的碎片率；更高的少子壽命和轉(zhuǎn)換效率；組件更高的集約性，更適用于屋頂?shù)扔邢薨惭b面積的分布式小型電站。早期單晶硅工藝不成熟，多晶硅材料制作單晶硅時(shí)能耗高，制作成本高，最終單晶硅片的價(jià)格比多晶硅片高出40%左右，單晶硅和多晶硅對(duì)比如圖1所示。

　　圖1 單晶硅的特點(diǎn)與優(yōu)劣勢(shì)

　　（資料來(lái)源：公開(kāi)資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

PERC電池的進(jìn)步和金剛線切片的應(yīng)用提高單晶硅競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

2016年以前，多晶硅憑借成本優(yōu)勢(shì)，控制近80%的光伏市場(chǎng)，而PERC電池的推廣和金剛線切片技術(shù)的應(yīng)用使單晶市場(chǎng)占比不斷擴(kuò)大。PERC電池采用Al2O3膜對(duì)背表面進(jìn)行鈍化，可以有效的降低背表面復(fù)合，提高開(kāi)路電壓（VOC），增加背表面反射，提高短路電流（ISC），最終提高電池效率。2006年P(guān)型PERC的背面鈍化的氧化鋁介質(zhì)膜的鈍化作用開(kāi)始引起大家關(guān)注，2013年部分廠商引入比較成熟的PERC技術(shù)，單晶PERC的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超越其他類型的電池，但電池仍沒(méi)有解決成本高的問(wèn)題。

金剛線切片的應(yīng)用推廣有效的解決了成本問(wèn)題，此前硅棒/硅錠切片基本由砂漿切割完成，2016年一些單晶企業(yè)推出金剛線切割應(yīng)用，之后發(fā)展的如火如荼。與傳統(tǒng)的砂漿切割相比，金剛線切割的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩方面：1.硅耗的降低，因以固結(jié)的方式可以參與有效切割的金剛石較多，鍍層要比砂漿的混合體要小，刀縫損失也更少；2.效率大幅提高，金剛線材料硬度更高（金剛石硬度比碳化硅高），切割線速度快。此外金剛線切割磨損小斷線率非常低。最終提高了切割效率，降低單片成本。單晶由于其晶格序列一致，晶面取向相同，對(duì)于金剛線切割契合度更高，因此單晶硅在引入金剛線切割之后成本下降很快，而多晶在2017年才引入金剛線切割，并且成本下降沒(méi)有單晶明顯。以單晶和多晶的龍頭公司為例，如表1所示。PERC結(jié)合金剛線切割技術(shù)的進(jìn)步使單晶成本下降之快令人咂舌，2019年7月初單晶PERC組件報(bào)價(jià)1.87元/W，與多晶組件1.71元/W相差不到0.2元/W，綜合效率、衰減、Bos成本等其他方面因素，已經(jīng)具備一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　表1 單晶和多晶公司在引入金剛線切割后對(duì)比

　　（資料來(lái)源：公開(kāi)資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

借助技術(shù)革命，單晶市場(chǎng)打開(kāi)，前景廣闊

單晶硅在幾次技術(shù)突破之后，效率也不斷提升，現(xiàn)在單晶PERC電池最新記錄超24%，而組件效率達(dá)21%，均比多晶產(chǎn)品效率高出近1%。同時(shí)成本的大幅降低使單晶硅市場(chǎng)快速打開(kāi)，國(guó)內(nèi)單晶硅組件市場(chǎng)從2014年的5%增長(zhǎng)到2018年的46%，如圖2所示。在單晶硅市場(chǎng)的開(kāi)拓過(guò)程中，有三個(gè)領(lǐng)域助力單晶市場(chǎng)的快速發(fā)展，其一，財(cái)力雄厚的大電站，考慮到單晶電站投資回報(bào)率比多晶電站要高，因此選擇單晶產(chǎn)品；其二，國(guó)家“領(lǐng)跑者項(xiàng)目”中，單晶PERC由于其技術(shù)效率高和技術(shù)含量高的原因而受寵，最終單晶企業(yè)拿下較大比例的項(xiàng)目；其三，分布式發(fā)電的興起，單晶硅優(yōu)勢(shì)之一是集約型高，在小范圍同等面積的情況下能安裝更高容量的電站，恰好完美的融合了分布式發(fā)電的需求，因此獲得更大的市場(chǎng)份額。

　　圖2 2014-2018單晶硅組件市場(chǎng)占比

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結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)鏈完整，產(chǎn)品具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，近幾年光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展飛快，尤其在2016年以后連續(xù)幾年的超預(yù)期，其背后單晶硅的崛起功不可沒(méi)。金剛線切割和PERC電池的應(yīng)用令單晶硅產(chǎn)品成本降低，使其優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，市場(chǎng)份額逐步擴(kuò)大，此次技術(shù)革新的驅(qū)動(dòng)和外部需求共同主導(dǎo)了單晶硅近幾年的高速發(fā)展。