光伏组件概述

  光伏组件是将少数的电池片采用串并联的方式连接，并经过严密封装后，形成的光伏发电设备，是能单独提供直流电输出的、最小不可分割的光伏电池组合装置。

  光伏组件是光伏发电系统最重要的设备，也是产业链中游的终端产品，具有一定的资本、技术壁垒，需要相应的工艺积淀，工序繁琐，在很大程度上决定光伏发电成本。光伏组件涉及的关键技术为封装，一般规定的晶硅太阳能光伏组件常规使用的寿命是25-30年，所以对封装的可靠性要求很高。此外，组件生产与市场结合紧密，产品更新换代较快，要求有很强的市场应变能力。得益于光伏组件技术在光学、电气和结构三方面的优化和进步，从2010年到2016年，光伏组件转换效率平均每年提升0．3%-0．4%；从2017到2020年，转换效率提升速度加快到每年0．5%-1%。其中，光学优化是指减少光照的光学损失，途径包括通过优化和更换材料，降低光反射、提高光吸收；通过优化焊带结构和电池片拼接技术，减少电池片片间空隙，提高对光的吸收能力。电气优化是指通过优化电池里面的电流走势和电池片间的连接结构，减少电阻损失。结构优化是指从整体上改变组件排布和构造，或者基于上游技术突破实现结构优化，如双面组件技术和大硅片组件技术。目前主要光伏组件产能均全面采用前述技术，并通过人机一体化智能系统提升组件产品的质量和可靠性，降造成本。

  多晶硅是光伏产业的基础原材料，在光伏产业政策和相关企业改进生产技术的驱动下，我国多晶硅行业呈现加快速度进行发展的趋势，产量持续增长。多个方面数据显示，我国多晶硅产量由2017年的24．2万吨增长至2021年的50．5万吨，2022年上半年达36．5万吨。

  光伏银浆是电池片结构中的核心电极材料，占电池片非硅成本比例约33%。光伏银浆可分为受光面的正面银浆与背光面的背面银浆，其中正面银浆的功能性及重要性较强。

  PET基膜是光伏行业上游的重要原材料之一，近年来，我国PET基膜产能进入快速发展阶段，2021年达52万吨。未来，随着我们国家对PET基膜需求量的增长，预计2023年PET基膜产能将达62．9万吨。

  尽管受到年初的疫情冲击、7-8月多晶硅料企业安全事故及新疆地区疫情导致的硅料供应紧张、以及7月开始由于光伏玻璃、EVA胶膜等供应紧张导致的原辅材料价格持续上涨等黑天鹅事件，我国光伏产业在国内外市场的推动下，规模持续扩大。其中，多晶硅产量39．2万吨，同比增长14．6%;硅片产量161．3GW，同比增长19．7%;电池片产量134．8GW，同比增长22．2%;组件产量124．6GW，同比增长26．4%。

  在多国碳达峰/碳中和目标、清洁能源转型及光伏平价上网等有利因素的推动下，光伏发电将加速取代传统化石能源，完成从补充能源角色向全球能源供应大多数来自的转变，未来发展的潜在能力巨大，具有广阔的市场空间。2021年，中国光伏发电量达3259亿千瓦时，预计2023年将达4206亿千瓦时。

  在国家鼓励发展光伏产业和绿色建筑等政策的支持下，光伏建筑一体化迎来新的发展机遇。多个方面数据显示，2021年中国光伏建筑一体化装机容量为709MW，同比增长6．2%，预计2023年将达789MW。

  传统的农业与光伏发电相结合，可减少相关成本，提高农业效益。如在一些湖泊、鱼塘上面，渔民们安装上光伏发电站，水下养鱼，水上发电。在一些偏远贫穷的地方，光伏+农业甚至成了精准扶贫的重要手段，带动当地农民摆脱贫困，走上小康之路。

  2021年是十四五规划的开局之年，也是我国光伏发电进入平价上网的关键之年。2021年我国光伏应用市场将继续保持快速增长势头，预计新增装机规模可达55-65GW，其中竞价结转项目10GW左右，户用市场有望达到15GW，工商业分布式预计在10GW左右，外送及平价地面电站在20-30GW左右。在碳达峰、碳中和目标下，十四五期间我国光伏市场将迎来市场化建设高峰，预计国内年均光伏装机新增规模在70-90GW，有望进一步加速我国能源转型。

  大尺寸化是降本增效的重要方法，可以轻松又有效提升组件效率，降造及发电成本。随市场对大尺寸、高功率产品的接受和认可，叠加老旧产线的技术改造、新产线产能的释放以及大宽幅光伏玻璃、背板、胶膜产能的加速配套，大尺寸、高功率产品将在2021年进入快速放量的阶段。预计2021年182mm和210mm尺寸的硅片占比将达到50%左右，以500W+和600W+为代表的高功率组件产品也将会快速导入市场，助推光伏市场进入平价时代。而158．75mm尺寸的占比则将被压缩到5%左右，156．75mm尺寸硅片将会成为历史。

  2020年下半年，在经历过硅料、玻璃、EVA胶膜的紧缺、涨价潮后，企业更加重视供应链的管理工作，对供应链的把控能力将直接决定企业的产出和营收，也将成为公司竞争制胜的关键。有突出贡献的公司纷纷布局，采用多晶硅料和硅片、硅片和电池片、组件和光伏玻璃等上下游企业锁定长单的方式或采取垂直整合等方式，加强供应链的把控能力。据不完全统计，仅2020年四季度至2021年2月，光伏产业链上下游各企业签订的长单数量多达30余个，金额涉及超过1600亿元。以目前长单签订情况去看，2021年80%以上的硅料产能已被下游企业预订，多家硅料企业产能被全部预定，硅料供应呈现紧平衡态势;210mm、182mm等大尺寸硅片长单不断，炙手可热;适配大尺寸的光伏玻璃新产线投产在即，组件企业正积极签署长期战略合作协议，锁定产能的同时，能够越来越好的进行上下游产品双向对应及协调，增强玻璃与组件适配性。

  《中国长期低碳发展的策略与转型路径研究》综合报告说明，当前工业部门的能源消费占全国总终端能耗的65%，是最主要的能源消费和二氧化碳排放部门。建筑、交通行业能耗占全国总终端能耗约20%和10%。目前，有关部门纷纷行动，针对碳达峰、碳中和给出了指导性意见。在电力方面，国家发改委表示要大力调整能源结构，推进能源体系清洁低碳发展，加快光伏和风电发展，加快构建适应高比例可再次生产的能源发展的新型电力系统，完善清洁能源消纳长效机制。在交通领域，交通运输部表示要打造融合高效的智慧交通基础设施。鼓励在服务区、边坡等公路沿线合理地布局光伏发电设施，与市电等并网供电。制定高速公路路侧光伏工程技术规范。在建筑领域，住建部发布《太阳能发电工程建设项目规范（征求意见稿）》，面向社会广泛公开征求意见。光伏在建筑方面的多样化应用有望逐步落地，并开始步入规范化、标准化发展阶段。在工业领域，工信部表示要制定重点行业碳达峰行动方案和路线图，鼓励工业公司、园区建设绿色微电网，优先利用可再次生产的能源，在各行业各地区建设绿色工厂和绿色工业园区。

  2020年，我国光伏产品出口总额约197．5亿美元，同比下降5%。其中硅片出口额17．7亿美元，出口量约27GW;电池片出口额约9．9亿美元，出口量约9GW，硅片和电池片出口量与去年同期相比略有下降。组件出口额为169．9亿美元，出口量约78．8GW，同比增长18%。随着海外疫情的爆发，对海外光伏市场需求的预期下降，导致二季度光伏产品价格大大下降，这是光伏产品出口额下降的根本原因。同时，海外工厂产能利用率下降导致硅片、电池片的出口量下降，但全球以光伏为代表的可再次生产的能源市场发展并未受到疫情较大影响，继续拉动组件出口量的上升。多晶硅进口方面，随着国内多晶硅供应大幅度的提高，以及海外多晶硅产能的逐步退出，2020年，我国太阳能级多晶硅进口量约为9．9万吨，同比下降29．6%，进口额约为9亿美元。

  从光伏组件出口市场来看，2020年光伏组件主要出口市场中传统市场活力不减，其中荷兰和越南市场占有率增长明显。在光伏发电成本持续降低以及欧盟绿色协议的背景下，欧洲市场保持增长势头，荷兰作为欧洲市场的集散中心出口量持续增长。越南新一轮FIT政策引发了越南屋顶光伏的抢装热潮，根据越南工贸部的公告显示，2020年越南光伏新增装机为10．75GW，成为全世界前3大光伏市场，其中屋顶光伏装机超过9GW。越南市场新增装机猛增，对我国组件需求明显增长，成为第二大光伏组件出口市场。印度市场受疫情影响，市场需求下降较为显著。曾经的新兴市场乌克兰因其国内电价的下降致使光伏项目的收益有所降低，投资热情减退，市场需求下降。墨西哥市场受到清洁能源拍卖的取消以及后续政策不确定性的影响未能延续之前的增长势头，市场需求有所下降。

  产业化技术方面，多晶硅生产综合电耗已降至66．5kWh/kg-Si，单炉致密料占比提升为70%-80%;硅片方面，单晶炉单炉投料量提升至1900kg，较2019年的1300kg有大幅度的提高;158．75mm和166mm尺寸占比合计达到77．8%，182mm、210mm大尺寸硅片正在慢慢地进入市场;晶硅电池方面，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22．8%，较2019年提高0．5个百分点，先进企业转换效率已达到23%;组件方面，166mm、72片单晶PERC组件主流功率为450W。

  实验室方面，2020年4月，晶科研发的多晶硅（Multicrystalline）电池片实验室效率达到23．3%，并被收录于NREL电池片转换效率纪录表中，随后阿特斯宣布将该效率提高至23．81%。7月，晶科宣布其研发的N型单晶硅单结电池片效率达到24．79%，2021年1月，将该纪录再次刷新到24．90%，创造了新的大面积N型单晶钝化接触电池片效率世界纪录。我国除了在晶硅电池技术方面领先全球外，钙钛矿、有机电池等电池片实验室效率也走在世界前列，2020年7月，杭州纤纳光电以18．04%的钙钛矿小组件光电转换效率的成绩，第七次蝉联了钙钛矿小组件世界纪录榜首。目前NREL电池片转换效率纪录表中，除晶科的多晶硅电池片外，上海交大/北航、中科院化学所和汉能分别研发的有机电池、有机叠层电池和薄膜电池仍保持着世界纪录。

  2020年，全球光伏发电中标电价继续下降，仅一年中全球就有三个项目接连创造了最低中标电价。8月，位于葡萄牙一光伏项目中标电价达到了0．0112欧元/kWh（约1．32美分/kWh），折合当时人民币价格约0．091元/kWh。这一电价比2019年最低中标电价降低了0．324美分/kWh，降幅达到19．7%。2020年，我国光伏发电项目中标电价也刷新最低纪录，青海海南州一光伏发电竞价项目中标电价为0．2427元/kWh（约3．46美分/kWh），低于2019年达拉特旗光伏项目0．26元/kWh的电价。除此之外，卡塔尔、阿联酋、印度等国光伏中标电价也打破了原来的最低纪录。光伏发电价格已经在全球慢慢的变多的国家及地区低于火电，成为了最具竞争力的电力产品。

  2020年，我国光伏组件及系统价格持续降低，组件全年平均价格约为1．57元/W，较2019年下降10．3%;系统全年平均价格约3．99元/W，较2019年下降12．3%。2020年三季度以来，多晶硅料、光伏玻璃、EVA胶膜等供应紧张导致原辅材料价格持续上涨，随之组件价格反弹，全年组件价格降幅没有到达预期，组件在总系统成本中占比较2019年提升了0．8个百分点。非技术成本方面，2020年我国地面光伏系统初始全投资中，非技术成本占比较2019年降低了0．3个百分点。但土地费用在初始全投资中的占比不降反升，提高了1个百分点，用地贵仍是降本路上的一大难题。

  技术进步仍将是光伏产业高质量发展主题，预计产业化生产的主流高效多晶硅电池转换效率将超过20%，单晶硅电池有望达到22．5%-23%，主流组件产品功率将分别达到285W和320W。

  基于光资源的广泛分布和光伏发电的应用灵活性特点，近年来我国光伏发电在应用场景上与不一样的行业相结合的跨界融合趋势愈发凸显，水光互补、农光互补、渔光互补等应用模式不断推广。预计2020年及未来，随着光伏发电在各领域应用的逐步深入。