新能源光伏行业专题（一）：电池片成本分析及预测

深度报告——光伏行业 新能源光伏行业专题（一）： 电池片成本分析及预测 报告日期：2022年12月27日 ★产业链 光伏产业链分布广泛，包括硅料、拉棒铸锭、硅片、电池片、电池组件、应用系统等环节。上游为硅料、硅片；中游为电池片；下游为电池组件、应用系统。从全球范围来看，各个产业链所涉及企业数量从上到下逐渐增加，因而呈金字塔结构。我国太阳能光伏已经形成比较完整的产业，电池片主要分为晶硅与薄膜电池两大类型，目前以晶硅电池片相关产业为主。 ★成本影响因素 光模型的主要影响因素为：硅片，银浆以及其他成本。硅片价格伏在2020-2021年由于受到硅料价格上升的影响而持续走高，但目行前因为�四季度原材料产量的释放以及对未来下游光伏组件需业求的下降而快速走低；银浆的主要成分为白银，在2020-2021年 由于受到国际银价持续走强而居高不下，近期受美联储加息预 期变化的影响，银价止跌反弹导致银浆价格亦随之走高。 ★成本模型 模型中电池片成本=硅片成本+银浆成本+电力成本+人工成本+折旧成本+其他成本；硅片成本=硅片单片价格/单片电池功率；银浆成本=每瓦正银成本+每瓦背银成本。据现阶段价格测算，成本模型中硅片成本占为70%~78%，比重最大；银浆在总成本中占比为7%~13%，位居�二，在电池非硅成本中占比�一。 ★投资建议 建议短期内关注生产光伏PERC、TOPCon电池片的企业，因为其电池片的硅片成本占较大，从原材料端来说，这次由硅片引起的降价，有利于电池生产企业成本的下降。如果长期来看，光伏行业也会受新技术发展从而带来的效率提高的影响，例如HJT电池效率的进一步提升，因而在未来也可以关注对HJT电池、钙钛矿技术研发投入较多、技术发展较为迅速的企业。 ★风险提示 原材料价格波动；下游需求不足；国际贸易政策变化。 曹洋首席分析师（有色金属）从业资格号：F3012297 投资咨询号：Z0013048 Tel:8621-63325888-3904 Email:yang.cao@orientfutures.com 联系人李航 从业资格号：F03107635Tel:8621-63325888 Email:hang.li@orientfutures.com 重要事项：本报告版权归上海东证期货有限公司所有。未获得东证期货书面授权，任何人不得对本报告进行任何形式的发布、复制。本报告的信息均来源于公开资料，我公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。我们已力求报告内容的客观、公正，但文中的观点、结论和建议仅供参考，报告中的信息或意见并不构成交易建议，投资者据此做出的任何投资决策与本公司和作者无关。 有关分析师承诺，见本报告最后部分。并请阅读报告最后一页的免责声明。 目录 1、光伏产业链5 2、电池片介绍9 2.1、供需情况16 2.1.1、组件供需情况16 2.1.2、电池片供需情况17 3、电池片成本影响因素22 3.1、原材料成本占比测算23 3.1.1、硅片成本占比测算23 3.1.2、银浆成本占比测算24 3.2、生产加工成本占比测算25 3.2.1、电力成本占比测算25 3.2.2、人工成本占比测算26 3.3、其他成本占比测算26 4、电池片成本利润预测30 5、投资机会31 6、风险提示32 图表目录 图表1：光伏产业链概览5 图表2：改良西门子法流程图6 图表3：不同电池片尺寸6 图表4：电池工艺流程7 图表6：集中式光伏电站8 图表7：分布式光伏电站8 图表8：建筑光伏一体化8 图表9：P/N型电池结构9 图表10：光生伏特效应10 图表11：电池片最高效率发展状况11 图表12：电池片性能对比11 图表13：PERC电池片结构12 图表14：PERC电池制作流程12 图表15：PERC型电池最高效率13 图表16：TOPCon电池片结构14 图表17：TOPCon型电池最高效率14 图表18：HJT电池片结构15 图表19：HJT型电池最高效率15 图表20：全球历史及预计新增装机量16 图表21：中国历史及预计新增装机量16 图表22：中国组件产量17 图表23：世界组件产量17 图表24：全球电池片供需平衡表18 图表25：全球及中国电池片产量19 图表26：全球及中国电池片产量增长率19 图表27：全球电池片需求量19 图表28：中国电池片需求量19 图表29：中国出口光伏电池片以及组件金额20 图表30：中国出口光伏电池片以及组件金额20 图表31：美国进口光伏组件各地区占比20 图表32：美国进口光伏电池片各地区占比20 图表33：欧洲进口光伏组件电池片各地区占比21 图表34：印度进口光伏组件及电池片各地区占比21 图表35：巴西进口光伏组件及电池片各地区占比21 图表36：中国组件出口占比22 图表37：中国电池片出口占比22 图表38：单晶电池片价格（美元计价）22 图表39：单晶电池片价格（人民币计价）22 图表40：硅片价格23 图表41：硅片成本24 图表42：银浆成本25 图表43：白银期货收盘价25 图表44：电力成本26 图表45：人力成本26 图表46：折旧成本27 图表47：其他成本27 图表48：PERC电池片生产成本拆分27 图表49：TOPCon电池片生产成本拆分28 图表50：HJT电池片生产成本拆分28 图表51：PERC电池片成本构成28 图表52：PERC非硅成本占比28 图表53：TOPCon电池片成本构成29 图表54：TOPCon非硅成本占比29 图表55：HJT电池片成本构成29 图表56：HJT非硅成本占比29 图表57：2023年PERC电池片成本预测30 图表58：2023年TOPCon电池片成本预测31 图表59：2023年HJT电池片成本预测31 1、光伏产业链 光伏产业链分布广泛，包括硅料、拉棒铸锭、硅片、电池片、电池组件、应用系统等环节。上游为硅料、硅片；中游为电池片；下游为电池组件、应用系统。从全球范围来看，各个产业链所涉及企业数量从上到下逐渐增加，因而呈金字塔结构。我国太阳能光伏已经形成比较完整的产业，电池片主要分为晶硅与薄膜电池两大类型，目前以晶硅电池片相关产业为主。 图表1：光伏产业链概览 多晶硅 单晶硅棒单晶硅片单晶电池片 晶硅组件 发电系统 工业硅 多晶硅锭多晶硅片多晶电池片薄膜组件 应用系统 硅矿 资料来源：公开资料整理，东证衍生品研究院 上游 上游主要为硅料和硅片，而硅料主要以从硅矿生产的多晶硅为主。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，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，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。 多晶硅的生产技术主要为改良西门子法和硅烷法。西门子法通过气相沉积的方式生产柱状多晶硅，为了提高原料利用率和保护环境，在前者的基础上采用了闭环式生产工艺即改良西门子法。该工艺将工业硅粉与HCl反应，加工成SiHCl3，再让SiHCl3在H2气氛的还原炉中还原沉积得到多晶硅。还原炉排出的尾气H2、SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2和HCl经过分离后再循环利用。硅烷法是将硅烷通入以多晶硅晶种作为流化颗粒的流化床中，使硅烷裂解并在晶种上沉积，从而得到颗粒状多晶硅。改良西门子法和硅烷法主要生产电子级晶体硅，也可以生产太阳能级多晶硅。 催化剂 图表2：改良西门子法流程图 H2 H2 高纯Si -1100℃ 冷凝器 压缩 -60℃,0.55MPaH2 Si SiHCl3分 馏塔 SiHCl3+SiCl4催化剂 流 床 压缩 分馏塔 SiHCl3+SiCl4HCl 流床 冷凝器 分离 废物Si SiHCl3柱H2 催化剂 废物 SiCl4 H2 废物 H2 + SiCl4 H2 资料来源：公开资料整理 中游 中游产品为光伏电池片，是光伏的核心部件，其尺寸较小，但目前已有向大尺寸发展的趋势，以182mm以及210mm为代表。电池片一般为矩形，可以通过串联的方式把多组电池片紧密排列起来，使一块电池板有64或72片电池。 110/125mm 156/156.75/157mm 158.75/166/182/210mm 图表3：不同电池片尺寸 资料来源：公开资料整理，东证衍生品研究院 电池片一般分为单晶硅、多晶硅、和非晶硅太阳能电池。单晶硅电池是当前开发最快、效率最好的一种太阳能电池，它的构造和生产工艺已趋于定型，产品广泛用于多种领域。单晶型太阳能电池目前大多以高纯的单晶硅棒为原料。为了降低生产成本，大多太阳能电池采用太阳能级单晶硅棒，材料性能指标会有所放宽。也有部分电池使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成的单晶硅棒。 图表4：电池工艺流程 资料来源：公开资料整理，东证衍生品研究院 下游 下游成品为光伏组件，光伏发电电站和光伏应用产品。由于单体电池片不能直接做电源使用，所以电源必须是将若干单体电池片串、并联连接和严密封装成的组件。太阳能电池组件既太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的组成。其作用能将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储。 光伏电站分为集中式和分布式光伏电站。前者大多是国家通过将大型光伏电站集中建设在荒漠等空旷地方，直接并入公共电网发电，接入高压输电系统供给远距离负荷的一种模式。与分布式光伏相比，集中式光伏电站可以更好地进行无功和电压控制，更容易实现电网频率的调节。但其电站建设投资成本较高，建设周期较长，占地面积较大。而后者是一种具有广阔发展前景的发电模式，分布式大多为以十千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过六兆瓦的光伏电站。一般位于用户附近，所发电能可以就地使用。分布式主要倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还能有效解决电力在升压及长途运输中的损耗问题。 图表6：集中式光伏电站图表7：分布式光伏电站 资料来源：公开资料整理，东证衍生品研究院资料来源：公开资料整理，东证衍生品研究院 光伏应用中较为典型的有，光伏电站EPC（EngineeringProcurementConstruction）模式，又称设计、采购、施工一体化模式。是指在光伏电站项目决策阶段以后，从设计开始，经招标，委托一家工程公司对设计、采购、建造进行总承包。在这种模式下，按照承包合同规定的总价或可调总价方式，由工程公司负责对工程项目的进度、费用、质量、安全等进行管理，并按合同约定完成工程。EPC有很多种衍生和组合，例如EP+C、E+P+C、EPCm、EPCs、EPCa等。 建筑光伏一体化（BIPV，buildingintegratedphotovoltaic）是光伏系统组件作为建筑材料直接与建筑系统结合的分布式发电系统。BIPV的应用场景包括建筑的屋顶、幕墙系统、门窗、采光天窗、外部集成装置、光伏预制系统等建筑外部接受光照的部分。 图表8：建筑光伏一体化 资料来源：公司公告，东证衍生品研究院 2、电池片介绍 电池片位于光伏产业链中游阶段，作为光伏发电的核心部件，其技术路线和工艺水平往往直接影响光伏组件的发电效率。上游环节生产出来的硅片无法导电，只有经过加工处理后得到的电池片决定光伏组件的发电能力。 电池片目前较为主流的，且能够量产的型号分别为PERC，TOPCon以及HJT型电池。前者属于P型电池，后两者属于N型电池。 两种电池发电原理上无本质差异，都是依据PN结进行光生载流子分离。在P型材料上扩散磷元素，形成N+/P型结构的太阳电池即为P型电池片；在N型材料上注入硼元素，形成P+/N型结构的太阳电池即为N型电池片。 图表9：P/N型电池结构 P型硅（加入磷元素） P型电池 硅 形成一个空穴（正电荷） N型硅（加入硼元素） N型电池 提供一个电子（负电荷） 资料来源：公开资料整理，东证衍生品研究院