光伏行业的发展回顾 技术路线和产业格局

ii.晶体硅电池的产业链全景图

从最上游的原材料到最终的光伏组件产品，需要经过多晶硅料、硅锭/硅棒、光伏电池片、光伏组件等四个环节。现在我们就介绍了解一下这四个环节，以便描绘出光伏产业全景图。

1.多晶硅料

多晶硅料是半导体行业的基础原料，自然也就是光伏产业的基础原料。

多晶硅的制作流程大致为：通过冶炼工艺将SiO₂冶炼还原为98%纯度的工业Si，再通过改良西门子法或者硅烷流化床法进一步把工业级Si提纯到99.9999%的太阳能级多晶硅。由于提纯纯度要求高并且还原过程高载能，这也使得硅料成为晶硅光伏电池能耗最大的一个环节。几年前的技术水平，还原1kg多晶硅需要120度电，这些年伴随着技术进步，提炼1kg的多晶硅的能耗越来越低，一线厂家1kg多晶硅提炼仅需要60度电；与此同时，一大批厂家在应用“硅烷流化床”这项革命性的技术，可以把1kg硅料的电耗降低到25度电。

多晶硅生产是资本密集和技术密集的环节，早2010年的时候，1万吨硅料产能的投资成本高达100亿且我国没有足够生产能力，大部分依靠进口。近几年多晶硅产能投资成本大幅下滑，四川永祥新建5万吨多晶硅产能的总投资仅80亿元，单位产能的投资成本只有原先的十分之一。

在2011年双反的时候，我国90%的多晶硅都依赖进口，而近几年一大批国内厂家崛起，而欧美老牌企业衰退明显。国内厂商崛起的另一个效应是成本大幅下滑，新疆大全新能源是成本控制较好的厂商之一，1kg硅料的现金成本控制在8美元以内。而江苏的保利协鑫一跃成为世界最大的硅料厂商；东方希望集团是2017年才正式杀入这一领域，规划产能更是惊人，达到12万吨，产能是保利协鑫的1.7倍。

2.单晶组件制造流程

单晶电池组件的制造始于单晶炉，在单晶炉中将“籽晶”放于旋转轴上让硅晶体围绕其缓慢生长，经过缓慢的生长过程，一根根内部晶粒有序、排列方向一致的“单晶棒”就出炉了。

单晶炉的生长特征使得每一根单晶棒都是圆的，此时如果直接切片生产圆形的单晶片则不利于电池组件的空间利用，所以单晶电池生产过程中还必须要有一个切方的过程。

切方后的单晶棒就要放入切片机台切成一片片厚度为150um~190um单晶硅片，这些年伴随着金刚线切割技术日益成熟，单晶硅领域已经完全普及金刚线切割的新技术。金刚线是一根根细如发丝（80um左右）又韧度、锐度极高的金刚线。应用这项技术以后，一根长度为650nm的单晶棒仅仅需要2小时就会被切割成两千多张单晶片。

硅片仅仅是基础，需要经过处理以后才会具有导电、发电的特性；在制作电池片过程中需要制绒工艺使得表面凹凸不平，从而有利于光子的捕获；为了获得最良好的导电性能，电池片往往采用银浆导电。电池片上的白亮色就是镀上去的银浆用于导电。