光伏产业是什么？
光伏产业是什么
光伏电池行业产品定义光伏电池片，又称为“太阳能电池板”，是通过将硅片加工处理得到的可以将太阳的光能转化为电能的半导体薄片。电池片是光伏发电的核心部件，其技术路线和工艺水平直接影响光......接下来具体说说
新能源发电之光伏发电
今天我们来学习光伏发电，光伏发电是属于新能源发电的一种。
光伏发电是利用太阳电池将光能直接**为电能的一种发电方式，光伏发电是大规模利用太阳能的主要形式和方向。
我国靠前座太阳能光电站：1985年10月8日，在甘肃省榆中县园子乡胜利建成并正式运转发电。 这台太阳能光电装置，由二百二十四块多晶硅光电池组、框架、蓄电池组、直流交流交换器及供电控制系统组成，定额功率为十千瓦，现装有二十瓦萤光灯二百八十六盏，可供一百三十多农户和十四个单位照明用。由于通过多晶硅光电池板将吸收的太阳辐射光能转换为电能储存在蓄电池内，即使连阴六七天，仍可供电。
国内的大规模的光伏发电从2002年开始起步发展，到2009年进入快速增长阶段。2011年国家上网电价政策出台之后，对光伏发电的发展又增加了一剂强心剂。截至2017年，我国光伏发电新增装机量达到了53.06GW,同比增长了53.62%，达到了全球靠前。
随着光伏产业的研发力度不断加深、生产工艺不断进步，光伏产品的能耗将持续降低，效率逐渐提高，成本也将继续下降，再加上目前碳达峰碳中和政策的推出，将储能行业推向了高潮，储能行业的大力发展，势必能给光伏行业带来新一轮的大增长。
光伏发电凭借太阳电池将太阳的辐射能转换为电能，而太阳电池转换能量的能力是基于半导体的光伏效应。光伏效应也称为光生伏特效应，是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
光伏发电的主要具体原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。
将一系列单体太阳电池进行串联形成串联电池组可以获得较高的输出电压;将一系列单体太阳电池进行并联可以获得较大的输出电流:将多组串联电池组进行并联可以获得较高的输出电压与较高的输出电流。太阳电池经过串并联并且封装后，就可以组成大面积的光伏组件，多个光伏组件构成光伏阵列后，配合功率变换器、连接和汇流线缆配电开关和保护装置等就形成了光伏发电系统。
光伏发电系统主要有以下三种形式：集中式并网光伏发电系统/分布式并网光伏发电系统/离网型光伏发电系统。
集中式并网光伏系统，其系统由多组光伏组件串并联构成的光伏阵列通过汇流箱与大功率集中式光伏逆变器相连，光伏逆变器实现光伏阵列MPPT控制，并将光伏阵列输出的直流电转换成交流电，再经过升压变压器传输给高压电网。
分布式并网光伏系统通常在不同地点接入配电网，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行。分布式并网光伏系统属于自给自足的发电运行模式，对电网的依赖程度少于其他并网方式从而可以减少对线路的损害程度，降低损耗。另外安装在建筑物表面和屋顶等的分布式并网光伏系统，实现了一地两用，有效减少了光伏系统的占地面积，是今后大规模光伏发电的重要应用形式。
离网型光伏发电系统是一种不与电网相连的*光伏发电系统，其典型特征为不与电网连接，因此通常需要用蓄电池来存储夜晚或阴雨天系统用电的能量。离网型光伏发电系统由光伏阵列发电，经控制器对蓄电池进行充放电控制管理后，可直接为直流负载供电，也可以通过逆变器为交流负载供电，蓄电池支持光伏发电系统的持续稳定供电。离网型光伏发电系统主要应用于解决边远山区、海岛、通信基站等地的基本用电需求，因此设计容量一般不大，通常在100kw 以内。
商业与金融科普系列—光伏是个啥！（二）
光伏行业之所以在二级市场表现不如那些以锂电池为主的公司，主要是由于这个行业无法实现全产业链垄断。通威的硅料、隆基的硅片、阳光电源的逆变器都是这个行业的佼佼者。虽然这个行业存在一些骗局，但它仍然是一个很好的行业。在未来，随着我国人口老龄化的加剧，光伏行业的市场前景非常广阔。
我之前分享了很多实操方案，今天我想分享两个反面案例。这些公司都是细分领域的龙头，但他们的做法却给整个产业链带来了风险。这两家公司的市值都超过了2亿美元。未来，随着我国老龄人口的增加，光伏行业的市场前景非常广阔。
一些人专门勾结地方政府和村民，说服他们在屋顶上安装光伏板。他们会租下农民的屋顶，安装光伏板并将其发电并网，然后将其出售给国家。虽然这种做法本身没有问题，但由于存在风险，收益也比较一般，通常在8%至20%之间。
这些人为了赚取更快的利润，会将风险转嫁给农民。他们会与农民签订租赁协议，但实际上是合作协议，他们不会支付固定租金，而是根据卖电的情况来分红。在分红之前，他们还会先扣除维护费用。当农民发现这种做法无法盈利时，他们也很难维权，因为他们并没有什么损失。
然而，他们的套路并没有结束。他们将罗某的校园贷变成了光伏贷，欺骗农民贷款购买设备。他们声称这样做不仅没有维护费用，还不用分红。实际上，这种做法从一开始就打算将设备高价卖给农民，而其他的都是表演。这种原本很好的业务模式就这样被玩坏了。
当然，也有一些公司是真心实意地租用农村的屋顶，只要区域光照充足，电价和租金合理，这仍然是一个不错的生意。
个人学习总结——光伏电池行业
光伏电池行业
- 产品定义
光伏电池片，又称为“太阳能电池板”，是通过将硅片加工处理得到的可以将太阳的光能**为电能的半导体薄片。电池片是光伏发电的核心部件，其技术路线和工艺水平直接影响光伏组件的发电效率和使用寿命。
根据衬底不同，可将电池片分为P型电池和N型电池两类。P型电池原材料为P型硅片（掺杂硼），N型电池原材料为N型硅片（掺杂磷）。P型电池主要包括BSF（常规铝背场电池）和PERC（钝化发射极和背面电池）；N型电池目前较主流的技术为TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）和HJT（薄膜异质结）。
光伏电池片属于光伏产业链的中游，上游主要由硅片和银浆等原材料构成。拆分光伏电池成本结构，硅片成本占比*高，PERC、TOPCon和HJT电池的硅片成本占比分别为65%、62%和53%；银浆在非硅成本中占比*高，PERC、TOPCon和HJT电池的银浆占比分别是14%、16%、25%。
- 市场情况
规模：受益于光伏行业的快速发展，作为光伏发电的核心部件电池片近些年也得到了快速发展。 截至2022年，全国电池片产量约为318GW，同比增长60.7%。趋势： 全国电池片产量已经从2012年的21GW迅速增长到了2022年的318GW，近十年复合增长率达31.23%。
结构上：P型电池片主要有BSF电池和PERC电池两种；其他为N型电池，占比逐年提高。 2015年之前，BSF电池占了总市场份额的90%，成为主流产品。但由于BSF电池背表面的金属铝膜中的复合速度无法降到200cm/s以下，只能反射60%-70%的光，容易导致大量光电损失，光电转换效率有限。于是在2016年之后，BSF电池市占率开始下滑，由2016年的87.8%下滑至2022年的2.5%。同期 PERC电池出现在大众视野，并迅速发展，市占率也由2016年的10%攀升到2022年的88% ，得到大幅提升。
2016年后，PERC电池能之所以取代BSF电池在市场中占有极大的份额，主要原因有两个：
靠前，转换效率的提高。 PERC电池背钝化叠层的设计使得其能在降低背表面复合速度的同时，提升背表面的光反射，从而提升了电池的转换效率，理论效率达24.5%， 而BSF电池的理论转换效率仅为20%。
第二，产线升级方便。 相较于BSF电池，PERC电池只新增了背面钝化处理和激光开槽设备，产线升级十分方便，使得PERC电池能在光伏产业迅速得到大规模应用。
在转换效率方面，PERC电池转换效率呈逐年增长趋势。截至2022年，规模化生产的p型单晶电池均采用PERC技术，平均转换效率达到23.2%，较2021年提高了0.1个百分点。 目前，单晶双面PERC电池*高效率记录由隆基绿能于2019年1月创造，*高效率达24.06%，已逼近理论极限，难再取得进一步突破。
占比9.5%的其他主要为N型电池片。 2022年在整个N型电池市场中，TOPCon市场份额占比为91.21%，HJT电池片占比为6.59%，IBC电池片等占2.20%。
竞争：随着光伏电池片产量的高速增长，光伏行业大规模产能将进一步投放，在持续增长的市场需求和降本增效的要求下，光伏行业内具有持续创新能力、品牌优势、全球销售网络布局的企业更加受益，优势头部企业聚集效应日益显现。 截至2022年，排名前五企业产量占总产量的56.3% ，较上年提升了2.4个百分点。产量达5GW以上的电池片企业有17家，较上年也增加了6家，行业集中度进一步提升。
- 技术趋势
N型电池具备技术优势，未来有望超越P型成为主流。 当前，P型电池转换效率接近理论极限，降本增效空间有限，为了追求更高的转换效率，电池片市场面临技术革新，N型电池应运而生。与P型电池相比，N型电池在电池片结构、光衰致减反应、弱光响应等方面，具备着较大的技术优势。数据上，2022年P型电池平均转换率只有23.2%，理论极限为24.5%。而 n型电池平均转换效率达到24.5%，较2021年提升了0.4个百分点，理论极限为28.7%，未来还有较大提升空间。
2021年前，N型电池技术被频繁提及，但更多停留在实验室效率层面，生产成本较高，量产规模较少。2022年，N型电池技术进一步突破，走出了实验室，开启了量产元年，N型电池市场占比有所提升， 由2021年的3.8%扩大到2022年的9.5%。
目前，N型电池技术主要可分为TOPCon、HJT和IBC三种。
1、 TOPCon电池生产工艺可以最大程度保留和利用现有主流的PERC电池设备工艺流程。 TOPCon技术虽为N型技术，但与P型PERC技术的核心本质均是背面钝化接触技术，因此核心设备只需增加硼扩和薄膜沉积设备（PECVD/LPCVD/PVD），极大的降低了新增设备的投资成本，更容易实现量产化。
2、HJT电池和PREC电池产线不兼容，产线转换成本较高，但是转换效率更高、衰减率低、工艺步骤少、降本路径清晰，发展速度也较快但略慢于TOPCon电池；其主要优点：
HJT更符合硅片薄片化趋势。 PERC电池工艺中，所用的硅片主流厚度为170μm-180μm，进一步减薄后对于电池和组件的工艺均会形成挑战，且引起转换效率的下降，甚至发生严重的翘曲、失效现象。
HJT可实现向下一代高效电池技术的过渡。 HJT电池更容易实现与一代技术的融合。目前结合IBC结构的HBC电池已实现实验室26.63%的转换效率，与钙钛矿组成的叠层电池转换效率有望提升至30%以上。
HJT具有优异的电池特性。 与PERC电池相比，HJT电池存在衰减率低、温升系数低、双面率高、弱光效应好的特性。
HJT工艺步骤简洁。 相比于PERC与TOPCon，HJT电池的工艺流程简洁，仅需4-6步便可完成，因此良率大大提高，也更符合大规模量产趋势，目前产业中HJT量产效率高达98%，在良率上与PERC相差无几，远胜于TOPCon。
3、IBC由于制造工艺复杂且成本较高，目前发展较慢。
总体来看，TOPCon和HJT有望成为下一代主流电池技术路线。
- 产能规划
P型电池技术面临的瓶颈导致厂商们纷纷将目光投向N型电池市场，N型正成为各大厂商的核心竞争力。目前，晶科能源、隆基绿能等光伏行业 龙头企业已开始推进N型电池产业化生产，且以TOPCon电池为主 ，还有许多厂商在2023年均有计划投建N型电池项目（TOPCon电池为主），争取在N型电池市场占有一席之地。
| 2022年部分厂商在建及规划N型电池投产项目 |
短期：截至2022年，TOPCon电池产能达到77.4GW，同比增幅近7倍。 由于目前TOPCon量产效率有较大提升空间，技术还能有所突破，再加上选择布局TOPCon的企业不断增多， 预计2023年底，TOPCon电池产能将达305.9GW ，成为今明两年扩产的主流路线。
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