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1、泓域咨询/东莞光伏电池片项目可行性研究报告目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc108542951 第一章 总论 PAGEREF _Toc108542951 h 7 HYPERLINK l _Toc108542952 一、 项目名称及建设性质 PAGEREF _Toc108542952 h 7 HYPERLINK l _Toc108542953 二、 项目承办单位 PAGEREF _Toc108542953 h 7 HYPERLINK l _Toc108542954 三、 项目定位及建设理由 PAGEREF _Toc108542954 h 9 HYPERLINK
2、 l _Toc108542955 四、 报告编制说明 PAGEREF _Toc108542955 h 10 HYPERLINK l _Toc108542956 五、 项目建设选址 PAGEREF _Toc108542956 h 11 HYPERLINK l _Toc108542957 六、 项目生产规模 PAGEREF _Toc108542957 h 11 HYPERLINK l _Toc108542958 七、 建筑物建设规模 PAGEREF _Toc108542958 h 11 HYPERLINK l _Toc108542959 八、 环境影响 PAGEREF _Toc108542959
3、h 11 HYPERLINK l _Toc108542960 九、 项目总投资及资金构成 PAGEREF _Toc108542960 h 12 HYPERLINK l _Toc108542961 十、 资金筹措方案 PAGEREF _Toc108542961 h 12 HYPERLINK l _Toc108542962 十一、 项目预期经济效益规划目标 PAGEREF _Toc108542962 h 12 HYPERLINK l _Toc108542963 十二、 项目建设进度规划 PAGEREF _Toc108542963 h 13 HYPERLINK l _Toc108542964 主要经
4、济指标一览表 PAGEREF _Toc108542964 h 13 HYPERLINK l _Toc108542965 第二章 市场预测 PAGEREF _Toc108542965 h 16 HYPERLINK l _Toc108542966 一、 HJT电池:颠覆性技术异军突起,产业化降本路径清晰明确 PAGEREF _Toc108542966 h 16 HYPERLINK l _Toc108542967 二、 分类:根据衬底硅片类型,分为P型电池片和N型电池片 PAGEREF _Toc108542967 h 18 HYPERLINK l _Toc108542968 第三章 项目投资背景分析
5、 PAGEREF _Toc108542968 h 20 HYPERLINK l _Toc108542969 一、 发展趋势:全国电池片产量高速增长,N型电池技术效率跃升新高度 PAGEREF _Toc108542969 h 20 HYPERLINK l _Toc108542970 二、 电池片简介及发展趋势 PAGEREF _Toc108542970 h 24 HYPERLINK l _Toc108542971 三、 生产流程:主要概括为6个流程,不同种类电池生产流程有所差异 PAGEREF _Toc108542971 h 27 HYPERLINK l _Toc108542972 四、 以科技
6、创新为核心,着力营造最优创新生态 PAGEREF _Toc108542972 h 29 HYPERLINK l _Toc108542973 五、 着力构建具有较强国际竞争力的现代产业体系 PAGEREF _Toc108542973 h 31 HYPERLINK l _Toc108542974 第四章 建设方案与产品规划 PAGEREF _Toc108542974 h 34 HYPERLINK l _Toc108542975 一、 建设规模及主要建设内容 PAGEREF _Toc108542975 h 34 HYPERLINK l _Toc108542976 二、 产品规划方案及生产纲领 PAG
7、EREF _Toc108542976 h 34 HYPERLINK l _Toc108542977 产品规划方案一览表 PAGEREF _Toc108542977 h 34 HYPERLINK l _Toc108542978 第五章 建筑工程可行性分析 PAGEREF _Toc108542978 h 36 HYPERLINK l _Toc108542979 一、 项目工程设计总体要求 PAGEREF _Toc108542979 h 36 HYPERLINK l _Toc108542980 二、 建设方案 PAGEREF _Toc108542980 h 36 HYPERLINK l _Toc10
8、8542981 三、 建筑工程建设指标 PAGEREF _Toc108542981 h 37 HYPERLINK l _Toc108542982 建筑工程投资一览表 PAGEREF _Toc108542982 h 37 HYPERLINK l _Toc108542983 第六章 SWOT分析说明 PAGEREF _Toc108542983 h 39 HYPERLINK l _Toc108542984 一、 优势分析(S) PAGEREF _Toc108542984 h 39 HYPERLINK l _Toc108542985 二、 劣势分析(W) PAGEREF _Toc108542985 h
9、 41 HYPERLINK l _Toc108542986 三、 机会分析(O) PAGEREF _Toc108542986 h 41 HYPERLINK l _Toc108542987 四、 威胁分析(T) PAGEREF _Toc108542987 h 42 HYPERLINK l _Toc108542988 第七章 运营模式 PAGEREF _Toc108542988 h 48 HYPERLINK l _Toc108542989 一、 公司经营宗旨 PAGEREF _Toc108542989 h 48 HYPERLINK l _Toc108542990 二、 公司的目标、主要职责 PAG
10、EREF _Toc108542990 h 48 HYPERLINK l _Toc108542991 三、 各部门职责及权限 PAGEREF _Toc108542991 h 49 HYPERLINK l _Toc108542992 四、 财务会计制度 PAGEREF _Toc108542992 h 53 HYPERLINK l _Toc108542993 第八章 发展规划 PAGEREF _Toc108542993 h 56 HYPERLINK l _Toc108542994 一、 公司发展规划 PAGEREF _Toc108542994 h 56 HYPERLINK l _Toc1085429
11、95 二、 保障措施 PAGEREF _Toc108542995 h 57 HYPERLINK l _Toc108542996 第九章 工艺技术方案分析 PAGEREF _Toc108542996 h 60 HYPERLINK l _Toc108542997 一、 企业技术研发分析 PAGEREF _Toc108542997 h 60 HYPERLINK l _Toc108542998 二、 项目技术工艺分析 PAGEREF _Toc108542998 h 62 HYPERLINK l _Toc108542999 三、 质量管理 PAGEREF _Toc108542999 h 63 HYPER
12、LINK l _Toc108543000 四、 设备选型方案 PAGEREF _Toc108543000 h 64 HYPERLINK l _Toc108543001 主要设备购置一览表 PAGEREF _Toc108543001 h 65 HYPERLINK l _Toc108543002 第十章 安全生产分析 PAGEREF _Toc108543002 h 67 HYPERLINK l _Toc108543003 一、 编制依据 PAGEREF _Toc108543003 h 67 HYPERLINK l _Toc108543004 二、 防范措施 PAGEREF _Toc10854300
13、4 h 70 HYPERLINK l _Toc108543005 三、 预期效果评价 PAGEREF _Toc108543005 h 75 HYPERLINK l _Toc108543006 第十一章 人力资源配置分析 PAGEREF _Toc108543006 h 76 HYPERLINK l _Toc108543007 一、 人力资源配置 PAGEREF _Toc108543007 h 76 HYPERLINK l _Toc108543008 劳动定员一览表 PAGEREF _Toc108543008 h 76 HYPERLINK l _Toc108543009 二、 员工技能培训 PAG
14、EREF _Toc108543009 h 76 HYPERLINK l _Toc108543010 第十二章 项目规划进度 PAGEREF _Toc108543010 h 78 HYPERLINK l _Toc108543011 一、 项目进度安排 PAGEREF _Toc108543011 h 78 HYPERLINK l _Toc108543012 项目实施进度计划一览表 PAGEREF _Toc108543012 h 78 HYPERLINK l _Toc108543013 二、 项目实施保障措施 PAGEREF _Toc108543013 h 79 HYPERLINK l _Toc10
15、8543014 第十三章 投资估算 PAGEREF _Toc108543014 h 80 HYPERLINK l _Toc108543015 一、 投资估算的依据和说明 PAGEREF _Toc108543015 h 80 HYPERLINK l _Toc108543016 二、 建设投资估算 PAGEREF _Toc108543016 h 81 HYPERLINK l _Toc108543017 建设投资估算表 PAGEREF _Toc108543017 h 83 HYPERLINK l _Toc108543018 三、 建设期利息 PAGEREF _Toc108543018 h 83 HY
16、PERLINK l _Toc108543019 建设期利息估算表 PAGEREF _Toc108543019 h 83 HYPERLINK l _Toc108543020 四、 流动资金 PAGEREF _Toc108543020 h 85 HYPERLINK l _Toc108543021 流动资金估算表 PAGEREF _Toc108543021 h 85 HYPERLINK l _Toc108543022 五、 总投资 PAGEREF _Toc108543022 h 86 HYPERLINK l _Toc108543023 总投资及构成一览表 PAGEREF _Toc108543023
17、h 86 HYPERLINK l _Toc108543024 六、 资金筹措与投资计划 PAGEREF _Toc108543024 h 87 HYPERLINK l _Toc108543025 项目投资计划与资金筹措一览表 PAGEREF _Toc108543025 h 88 HYPERLINK l _Toc108543026 第十四章 经济效益分析 PAGEREF _Toc108543026 h 89 HYPERLINK l _Toc108543027 一、 经济评价财务测算 PAGEREF _Toc108543027 h 89 HYPERLINK l _Toc108543028 营业收入、
18、税金及附加和增值税估算表 PAGEREF _Toc108543028 h 89 HYPERLINK l _Toc108543029 综合总成本费用估算表 PAGEREF _Toc108543029 h 90 HYPERLINK l _Toc108543030 固定资产折旧费估算表 PAGEREF _Toc108543030 h 91 HYPERLINK l _Toc108543031 无形资产和其他资产摊销估算表 PAGEREF _Toc108543031 h 92 HYPERLINK l _Toc108543032 利润及利润分配表 PAGEREF _Toc108543032 h 94 HY
19、PERLINK l _Toc108543033 二、 项目盈利能力分析 PAGEREF _Toc108543033 h 94 HYPERLINK l _Toc108543034 项目投资现金流量表 PAGEREF _Toc108543034 h 96 HYPERLINK l _Toc108543035 三、 偿债能力分析 PAGEREF _Toc108543035 h 97 HYPERLINK l _Toc108543036 借款还本付息计划表 PAGEREF _Toc108543036 h 98 HYPERLINK l _Toc108543037 第十五章 招标、投标 PAGEREF _To
20、c108543037 h 100 HYPERLINK l _Toc108543038 一、 项目招标依据 PAGEREF _Toc108543038 h 100 HYPERLINK l _Toc108543039 二、 项目招标范围 PAGEREF _Toc108543039 h 100 HYPERLINK l _Toc108543040 三、 招标要求 PAGEREF _Toc108543040 h 101 HYPERLINK l _Toc108543041 四、 招标组织方式 PAGEREF _Toc108543041 h 103 HYPERLINK l _Toc108543042 五、
21、招标信息发布 PAGEREF _Toc108543042 h 103 HYPERLINK l _Toc108543043 第十六章 项目风险评估 PAGEREF _Toc108543043 h 105 HYPERLINK l _Toc108543044 一、 项目风险分析 PAGEREF _Toc108543044 h 105 HYPERLINK l _Toc108543045 二、 项目风险对策 PAGEREF _Toc108543045 h 107 HYPERLINK l _Toc108543046 第十七章 总结 PAGEREF _Toc108543046 h 110 HYPERLINK
22、 l _Toc108543047 第十八章 附表附件 PAGEREF _Toc108543047 h 112 HYPERLINK l _Toc108543048 建设投资估算表 PAGEREF _Toc108543048 h 112 HYPERLINK l _Toc108543049 建设期利息估算表 PAGEREF _Toc108543049 h 112 HYPERLINK l _Toc108543050 固定资产投资估算表 PAGEREF _Toc108543050 h 113 HYPERLINK l _Toc108543051 流动资金估算表 PAGEREF _Toc108543051
23、h 114 HYPERLINK l _Toc108543052 总投资及构成一览表 PAGEREF _Toc108543052 h 115 HYPERLINK l _Toc108543053 项目投资计划与资金筹措一览表 PAGEREF _Toc108543053 h 116 HYPERLINK l _Toc108543054 营业收入、税金及附加和增值税估算表 PAGEREF _Toc108543054 h 117 HYPERLINK l _Toc108543055 综合总成本费用估算表 PAGEREF _Toc108543055 h 118 HYPERLINK l _Toc10854305
24、6 固定资产折旧费估算表 PAGEREF _Toc108543056 h 119 HYPERLINK l _Toc108543057 无形资产和其他资产摊销估算表 PAGEREF _Toc108543057 h 120 HYPERLINK l _Toc108543058 利润及利润分配表 PAGEREF _Toc108543058 h 120 HYPERLINK l _Toc108543059 项目投资现金流量表 PAGEREF _Toc108543059 h 121总论项目名称及建设性质(一)项目名称东莞光伏电池片项目(二)项目建设性质本项目属于扩建项目项目承办单位(一)项目承办单位名称xx
25、投资管理公司(二)项目联系人高xx(三)项目建设单位概况公司在发展中始终坚持以创新为源动力,不断投入巨资引入先进研发设备,更新思想观念,依托优秀的人才、完善的信息、现代科技技术等优势,不断加大新产品的研发力度,以实现公司的永续经营和品牌发展。公司自成立以来,坚持“品牌化、规模化、专业化”的发展道路。以人为本,强调服务,一直秉承“追求客户最大满意度”的原则。多年来公司坚持不懈推进战略转型和管理变革,实现了企业持续、健康、快速发展。未来我司将继续以“客户第一,质量第一,信誉第一”为原则,在产品质量上精益求精,追求完美,对客户以诚相待,互动双赢。本公司秉承“顾客至上,锐意进取”的经营理念,坚持“客户
26、第一”的原则为广大客户提供优质的服务。公司坚持“责任+爱心”的服务理念,将诚信经营、诚信服务作为企业立世之本,在服务社会、方便大众中赢得信誉、赢得市场。“满足社会和业主的需要,是我们不懈的追求”的企业观念,面对经济发展步入快车道的良好机遇,正以高昂的热情投身于建设宏伟大业。当前,国内外经济发展形势依然错综复杂。从国际看,世界经济深度调整、复苏乏力,外部环境的不稳定不确定因素增加,中小企业外贸形势依然严峻,出口增长放缓。从国内看,发展阶段的转变使经济发展进入新常态,经济增速从高速增长转向中高速增长,经济增长方式从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长,经济增长动力从物质要素投入为主转向创新驱动
27、为主。新常态对经济发展带来新挑战,企业遇到的困难和问题尤为突出。面对国际国内经济发展新环境,公司依然面临着较大的经营压力,资本、土地等要素成本持续维持高位。公司发展面临挑战的同时,也面临着重大机遇。随着改革的深化,新型工业化、城镇化、信息化、农业现代化的推进,以及“大众创业、万众创新”、中国制造2025、“互联网+”、“一带一路”等重大战略举措的加速实施,企业发展基本面向好的势头更加巩固。公司将把握国内外发展形势,利用好国际国内两个市场、两种资源,抓住发展机遇,转变发展方式,提高发展质量,依靠创业创新开辟发展新路径,赢得发展主动权,实现发展新突破。项目定位及建设理由电池片是光伏发电的核心部件,
28、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。光伏电池片位于光伏产业链中游,是通过将单/多晶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。从电池片的必要性来看,光伏发电的原理(详细阐述见2.2章节)来自于半导体的光电效应,通过光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差,是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量后形成电压和电流的过程。上游环节生产出来的硅片无法导电,经过加工处理得到的电池片决定了光伏组件的发电能力。报告编制说明(一)报告编制依据1、一般工业项目可行性研究报告编制大纲;2、建设项目经济评价方法与参数(第三版);3、建设项目用地预审管理
29、办法;4、投资项目可行性研究指南;5、产业结构调整指导目录。(二)报告编制原则按照“保证生产,简化辅助”的原则进行设计,尽量减少用地、节约资金。在保证生产的前提下,综合考虑辅助、服务设施及该项目的可持续发展。采用先进可靠的工艺流程及设备和完善的现代企业管理制度,采取有效的环境保护措施,使生产中的排放物符合国家排放标准和规定,重视安全与工业卫生使工程项目具有良好的经济效益和社会效益。(二) 报告主要内容1、项目背景及市场预测分析;2、建设规模的确定;3、建设场地及建设条件;4、工程设计方案;5、节能;6、环境保护、劳动安全、卫生与消防;7、组织机构与人力资源配置;8、项目招标方案;9、投资估算和
30、资金筹措;10、财务分析。项目建设选址本期项目选址位于xx(待定),占地面积约56.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。项目生产规模项目建成后,形成年产xx套光伏电池片的生产能力。建筑物建设规模本期项目建筑面积63269.50,其中:生产工程41520.28,仓储工程9943.26,行政办公及生活服务设施5657.21,公共工程6148.75。环境影响本期项目采用国内领先技术,把可能产生污染的各环节控制在生产工艺过程中,使外排的“三废”量达到最低限度,项目投产后不会给当地环境造成新污染。项目总投资及资金构成(一)项目总
31、投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资29539.20万元,其中:建设投资23675.84万元,占项目总投资的80.15%;建设期利息302.74万元,占项目总投资的1.02%;流动资金5560.62万元,占项目总投资的18.82%。(二)建设投资构成本期项目建设投资23675.84万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工程费用20198.32万元,工程建设其他费用2924.18万元,预备费553.34万元。资金筹措方案本期项目总投资29539.20万元,其中申请银行长期贷款12356.64万元,其余部分由企业自筹。项目预期经济
32、效益规划目标(一)经济效益目标值(正常经营年份)1、营业收入(SP):58200.00万元。2、综合总成本费用(TC):48034.15万元。3、净利润(NP):7431.84万元。(二)经济效益评价目标1、全部投资回收期(Pt):5.88年。2、财务内部收益率:18.65%。3、财务净现值:10235.86万元。项目建设进度规划本期项目按照国家基本建设程序的有关法规和实施指南要求进行建设,本期项目建设期限规划12个月。十四、项目综合评价此项目建设条件良好,可利用当地丰富的水、电资源以及便利的生产、生活辅助设施,项目投资省、见效快;此项目贯彻“先进适用、稳妥可靠、经济合理、低耗优质”的原则,技
33、术先进,成熟可靠,投产后可保证达到预定的设计目标。主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积37333.00约56.00亩1.1总建筑面积63269.501.2基底面积22399.801.3投资强度万元/亩400.942总投资万元29539.202.1建设投资万元23675.842.1.1工程费用万元20198.322.1.2其他费用万元2924.182.1.3预备费万元553.342.2建设期利息万元302.742.3流动资金万元5560.623资金筹措万元29539.203.1自筹资金万元17182.563.2银行贷款万元12356.644营业收入万元58200.00正常运营年份5总
34、成本费用万元48034.156利润总额万元9909.127净利润万元7431.848所得税万元2477.289增值税万元2139.3610税金及附加万元256.7311纳税总额万元4873.3712工业增加值万元16817.0813盈亏平衡点万元22675.47产值14回收期年5.8815内部收益率18.65%所得税后16财务净现值万元10235.86所得税后市场预测HJT电池:颠覆性技术异军突起,产业化降本路径清晰明确HJT将PN结改为异质结,拥有良好的双面对称结构。异质结太阳电池缩写为HIT(HeterojunctionwithIntrinsicThin-layer),中文全称为本征薄膜异
35、质结电池。异质结电池最早由日本三洋公司于1990年研发成功,并被注册为商标,后续进入异质结领域的企业为避免专利纠纷而采用了不同的称谓,如HJT/SHJ/HDT。HJT电池具备双面对称结构,电池正面依次为透明导电氧化物膜(TCO)、P型非晶硅薄膜和本征富氢非晶硅薄膜;电池背面依次为TCO,N型非晶硅薄膜和本征富氢非晶硅膜;最后采用丝网印刷技术形成双面电极。PERC和TOPCon电池均是由掺杂不同的同一种材料(晶体硅)组成,HJT电池由掺杂不同的两种不同的材料(晶体硅和非晶硅)组成,使得硅片和非晶硅层组成PN结,减少了PN结处载流子复合。本征富氢非晶硅膜是HJT异质结电池的核心工艺。异质结电池中,
36、单晶硅层和掺杂非单晶硅层中间处会嵌入一层钝化材料,高质量的钝化层会对异质界面缺陷钝化、减少载流子复合、增大开路电压。在各钝化材料中,本征富氢非晶硅薄膜为当前的最佳选择,由于H原子的存在,界面处形成的Si-H键能使界面态悬挂键得到有效的饱和,界面态密度降低,少子寿命提高,增大开路电压。同时,异质结界面两端具有较大的界面势垒,富氢非晶硅膜能提供缓冲作用,调节能带偏移,降低隙态密度,减少漏电流,提高电池的输出性能。HJT电池生产成本相较于PERC电池每瓦高0.18元。从HJT电池总生产成本来看,假设:1)税率为13%;2)设备折旧年限为6年;3)根据CPIA预计,2022年PERC电池转换效率将达2
37、3.3%,2022年HJT电池转换效率将达24.6%;4)根据硅业分会,上周硅片均价为5.72元/片,假设N型硅片溢价6%;5)根据普乐科技,目前M6PERC电池单片银浆耗量约80mg,根据CPIA,假设2022年HJT电池单片银浆耗量下降至170mg;6)根据中科院电工所,HJT电池使用的低温银浆较传统银浆溢价为2000元/千克;7)根据中科院电工所,M6HJT电池单片靶材耗量为168mg,靶材价格为2000元/千克。基于以上假设,2022年HJT电池总生产成本较PERC电池高0.18元/瓦,其中HJT电池非硅成本较PERC电池非硅成本高0.18元/瓦。银浆成本在HJT电池非硅成本中占比近6
38、0%。从HJT电池成本构成来看,根据CPIA,HJT电池成本结构中,主要包括硅片、银浆、折旧和TCO,分别占比总成本47%、25%、12%和4%。从非硅成本来看,根据HJT电池技术发展现状及成本分析,银浆为最主要的非硅成本构成,占比总非硅成本的59%,主要原因系1)量:HJT电池所需的低温银浆导电能力较弱,故HJT电池银浆耗用量高于PERC和TOPCon电池,根据CPIA,2021年P型电池正银+背银消耗量共计约96.4mg/片;TOPCon电池正银+背银消耗量共计约145.1mg/片,而HJT电池双面低温银浆消耗量约190mg/片;2)价:低温银浆的国产化率较低,目前价格大幅高于高温银浆,根
39、据HJT电池技术发展现状及成本分析,低温银浆较高温银浆溢价约2000元/千克。在量价的双重影响下,银浆为HJT电池最主要的非硅成本构成,占比总非硅成本近六成,未来将成为HJT电池的主要降本路线之一。分类:根据衬底硅片类型,分为P型电池片和N型电池片从衬底类型来看,可将电池片分为P型电池片和N型电池片两类。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(本征薄膜异质结)。N型电池通过电子导电,且硼氧原子对造成的光致衰减较少,因此
40、光电转换效率更高。从提效原理来看,可将电池技术分为减少电学损失和减少光学损失两类。从光照到电流的传输,电池中间会经历:1)光学损失(光在电池片前表面被反射、长波长光未被有效吸收、正面电极造成的阻挡等);2)电学损失(电子和空穴在复合中心复合、金属电极和金属栅线与半导体接触产生额外电阻等),光学、电学损失都会减少光电转换效率。为了降低光学损失,可通过增加减反射层(沉积SiNx原理)、陷光层(制绒原理)或将正面金属栅线放到背面(IBC电池原理)。为了降低电学损失,可进行场钝化或化学钝化处理,即通过提高硅片质量或改善金属和半导体接触方案来减小载流子的复合速率,提高载流子寿命,当前主要采用的方法有:选
41、择性发射极(SE技术原理)、氧化硅+多晶硅(TOPCon电池隧穿层原理)、本征非晶硅+掺杂非晶硅(HJT电池原理)或富氢介质膜(HJT电池本征富氢非晶硅膜原理)。项目投资背景分析发展趋势:全国电池片产量高速增长,N型电池技术效率跃升新高度全国电池片产量近十年来保持高速增长,CAGR高达33.5%。根据中国光伏行业协会(CPIA)发布的中国光伏产业发展路线图(2021年版),全国电池片产量已经从2011年的11GW迅速增长到了2021年的198GW,2021年电池片产量同比增长46.9%,近十年的CAGR高达33.5%。根据中国光伏行业协会(CPIA)预计,2022年全国电池片产量将超过261G
42、W。PERC电池从传统铝背场电池升级改造而来,与BSF电池相比,光电转换效率更高。PERC(PassivatedEmitterandRearCell)电池,全称为“发射极和背面钝化电池”,是从常规铝背场电池AL-BSF结构自然衍生而来。常规BSF电池由于背表面的金属铝膜层中的复合速度无法降至200cm/s以下,致使到达铝背层的红外辐射光只有60%70%能被反射,产生较多光电损失,因此在光电转换效率方面具有先天的局限性。而PERC技术通过在电池背面附上介质钝化层,采用背面点接触来代替整个全铝背场,可以较大程度减少这种光电损失,从而提升光伏电池1%左右的光电转换效率。仅从结构上来看,两者是较为相似
43、的,PERC电池仅比BSF电池多一个背钝化层。形成背面钝化叠层使得PERC电池能在降低背表面复合速度的同时,提升背表面的光反射,提升了电池的转换效率。从工艺步骤上来看,PERC电池的生产流程较传统铝背场电池多出三个步骤:1)沉积背面钝化叠层氧化铝,氧化铝具备较高的电荷密度,可以形成场钝化,显著降低硅表面的界面态,使得背面的少数载流子复合速率降低;2)双面沉积氮化硅,正面的氮化硅和BSF电池相同,一方面钝化硅表面,另一方面减少入射光的反射率,增加光吸收。背面的氮化硅能够通过厚度调节,将未吸收的光子反射回去,显著提高长波光的吸收。同时能对氧化铝层起到保护作用,增加热稳定性;3)激光开槽形成背面接触
44、,将部分氧化铝和氮化硅薄膜打穿露出硅基体,使金属铝能透过背面的介质层和硅形成良好的欧姆接触。从背面钝化技术工艺路线来看,PECVD+ALD沉积氧化铝+氮化硅为主流技术路线。PERC电池背面钝化技术工艺路线主要分为:1)PECVD沉积氧化铝+氮化硅;2)ALD沉积氧化铝+氮化硅;3)沉积氮氧化硅。根据中国光伏行业协会,PECVD沉积氧化铝+氮化硅和ALD沉积氧化铝+氮化硅为主流背面钝化工艺路线,2021年市占率分别为55.4%和41.4%。从设备端上来看,PERC电池产线相较于BSF电池产线需增添两套设备。PERC电池产线较常规BSF电池产线需要新增的设备包括:1)背面钝化处理(氧化铝+外覆氮化
45、硅);2)激光开槽设备,故从BSF产线升级到PERC产线极为方便,这也是目前PERC电池能在光伏产业中得到大规模应用的重要原因之一。PERC电池的发展历程可以分为技术雏形期、萌芽期、高速成长期、爆发期四个阶段。1)1989-2006年:PERC技术出现并引起重视。PERC电池技术起点源于1989年澳洲新南威尔士大学的马丁格林教授研究组公开的研究成果,实现了22.8%的实验室效率。2006年,PERC电池背面钝化的AlOx介质膜的钝化作用引起重视,PERC技术开始逐步走向产业化;2)2012-2014年:国内PERC电池步入萌芽期。2012年由中电光伏牵头的国家863项目正式吹响了我国PERC电
46、池产业化的号角,2013-2014年在诸多厂家与机构长期的技术储备和研究基础下国内PERC电池进入商业化和量产化的基础阶段,其中晶澳作为国内首家打通PERC产业链的企业,其批量试产效率达到20.3%,并率先实现小批量生产;3)2015-2017年:国内PERC电池进入高速成长阶段。2015年国内PERC电池产能达到世界首位,占全球PERC电池产能的35%。2016年由国家能源局实施的“光伏领跑者计划”引领国内PERC电池正式开启产业化量产,平均效率达到20.5%。2017年是光伏电池市场份额发生转折的一年,常规电池的市场份额开始下降,国内PERC电池市场份额提升至15%,其产能已增至28.9G
47、W;4)2018年-至今:PERC电池进入爆发期,成为市场主流。2019年PERC电池规模化量产加速,量产效率达22.3%,产能占比超过50%,正式超过BSF电池成为最主流的光伏电池技术。根据CPIA预计,到2022年PERC电池量产效率将达23.3%,产能占比将超过80%,市场份额仍将稳居第一。PERC量产效率逐年提升,最高效率由隆基创造,达到24.06%。从单晶和多晶电池角度来看,PERC单晶电池效率始终高于PERC多晶电池,主要原因系1)多晶硅在生产时晶片面积上有许多晶界和缺陷,这些晶界和缺陷不仅使少子平均寿命降低,且导致对入射光的吸收也有所降低;2)多晶硅生产中采用铸锭法,因此其中所含
48、的O和C原子等杂质浓度较高,从而影响光电转换效率,而单晶硅生产以多晶硅为原料,以直拉法为主要生产工艺,其中的O和C原子的杂质浓度较低;3)多晶硅生产工艺制约导致其PN结厚度较薄,使得PN结对光子吸收有所降低。 从量产效率来看,PERC电池量产效率呈现逐年增长趋势,PERC单晶电池量产效率由2016年的20.5%提升至2021年的23.1%,据CPIA预计,2022年PERC单晶电池量产效率将达23.3%。从最高效率来看,截至目前,单晶双面PERC电池最高效率记录由隆基绿能于2019年1月创造,最高效率达24.06%(CPVT认证)。从理论极限效率来看,根据权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所(I
49、SFH)测算,P型单晶硅PERC电池理论转换效率极限为24.5%,P型PERC电池量产效率已十分逼近理论极限效率,效率提升空间有限。PERC电池产能持续攀升,市占率遥遥领先成为主流。根据中国光伏行业协会,2015年前,BSF电池为主流产品,占据了90%的市场份额。2016年起,BSF电池市占率呈现大幅下滑趋势,由2016年的87.8%下滑至2021年的5%,主要原因系BSF电池具有先天局限性,光电损失较大,而下游客户对高效电池片的需求日益显著致使BSF逐渐被淘汰;同期PERC电池市占率呈现大幅提升趋势,由2016年的10.0%攀升至2021年的91.2%,现已成为电池片主流产品。光电转换效率更
50、高的N型电池(主要包括TOPCon和HJT电池)成本较高,量产规模仍较小,2021年市场占比约3%,较2020年基本持平。光伏电池技术路线更新迭代速度快,先进路线格局未定。根据中国光伏行业协会预测,到2030年,光伏电池技术市场会进一步被高效电池产能所替代,N型电池将成为市场主流。具体来看,BSF电池产线从2015年后开始陆续退出了电池厂商的新增产线,预计未来市场占有率会进一步降低,最后被淘汰。转换效率更高的N型电池,包括TOPCon电池、HJT电池和背接触电池,会在未来十年内陆续释放产能,随着技术进步和成本降低,最终取代目前PERC电池的垄断地位。电池片简介及发展趋势电池片是光伏发电的核心部
51、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。光伏电池片位于光伏产业链中游,是通过将单/多晶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。从电池片的必要性来看,光伏发电的原理(详细阐述见2.2章节)来自于半导体的光电效应,通过光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差,是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量后形成电压和电流的过程。上游环节生产出来的硅片无法导电,经过加工处理得到的电池片决定了光伏组件的发电能力。从电池片的重要性来看,发电效率和使用寿命是光伏组件价值的核心参数:1)电池片的转换效率是其受光照时的最大输出功率和入射光功率的比值,
52、是直接影响光伏组件乃至整个光伏发电系统发电效率的核心因素。转换效率更高的电池片有着更高的输出功率,用其封装形成的光伏组件的整体功率也会更高;2)电池片生产工艺的缺陷往往会导致单体电池片的内阻不均匀从而极易产生热斑现象,热斑效应是指单体电池片被小的物体遮盖,导致其所产生的电流变小,成为负载,轻则烧毁电池片,严重的会引起整片电池组件的燃烧,对组件使用寿命危害非常大。从这个维度来看,电池片的生产工艺水平直接影响光伏组件的使用寿命。电池片上游主要包括原材料硅片和核心辅材银浆。从光伏电池片产业链上游来看,电池片主要原材料为硅片,主要辅材为银浆、铝浆和化学试剂,主要动力为电力。1)硅片:硅片是电池片主要原
53、材料,在硅料价格持续上涨的背景下,硅片环节凭借其良好的价格传导能力且相对稳定的竞争格局,维持较好盈利能力;2)银浆:银浆为电池片结构中的核心电极材料,目前光伏银浆需求随着光伏行业的发展持续增长,但受制于高技术门槛,海外厂商市场份额较大,尚有较大的国产替代空间。从电池片成本构成来看,根据Solarzoom数据,硅片占电池片成本最高,约为74-75%;银浆是除硅片外电池片成本占比第二高的材料,约占电池片总成本的8%,占电池片非硅成本的33%,主要能源电力约占总成本的5%。电池片下游为光伏组件制造商。从光伏电池片产业链下游来看,电池片主要与光伏玻璃、其他封装材料(背板、EVA胶膜等)共同封装形成太阳
54、能电池组件,组件再与逆变器、支架等共同构成光伏电站发电系统。从电池片占组件成本比重来看,根据华经产业研究院,2021年电池片占组件成本比重为50.1%,同比-6.7pct,主要系硅料硅片、组件端的双重压力和供需关系影响导致电池片价格承压下行,但电池片仍为光伏组件成本的最核心组成部分,也是光伏组件降本的主要途径。太阳能电池工作的原理为光生伏特效应和PN结。光生伏特效应是指当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应,该效应是光伏发电的原理。电池片基本构造是运用P型与N型半导体接合而成,半导体最基本的材料是“硅”,纯净的硅是不导电的,但可以通过在硅中掺杂来改变分子结构
55、:在硅晶体中掺入硼元素,即可做成P型半导体;掺入磷元素,即可做成N型半导体。电池片发电即是利用P型半导体有个空穴(P型半导体少了一个带负电荷的电子,可视为多了一个正电荷),与N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电流,当太阳光照射到半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现光生电压,进而将硅原子中的电子激发出来,产生电子和空穴的对流,这些电子和空穴均会受到内建电场影响,分别被N型及P型半导体吸引,而聚集在两端。在此情境下,将两端外部用电极连接起来,形成一个回路,即可产生电流,这就是太阳电池发电的原理。生产流程:主要概括为6个流程,不同种类电池生产流程有所差异传统电池片生产主要可以概括为6个步骤
56、。从传统电池片制作工艺流程来看,主要可以概括为以下6个步骤:1)清洗与制绒,主要目的是去除吸附在硅片表面的各类污染物,去除硅片表面的切割损坏层;利用陷光原理降低电池表面反射率,绒面凹凸不平可以增加二次反射,改变光程及入射方式,增加光的吸收,提高短路电流,进而提升电池转换效率。其中,因单多晶晶体结构差异,考虑到效率因素,多晶硅电池用酸制绒,绒面为不规则凹凸面;单晶硅电池用碱制绒,绒面为规则类金字塔结构;2)扩散,主要目的是形成PN结,该环节是电池片制造的心脏,使电池片具有功能。P型硅片需要进行磷扩散,液态磷源三氯氧磷是当前磷扩散较主流的选择,主要原因系液态磷源扩散具有生产效率较高、稳定性好、制得
57、PN结均匀平整及扩散层表面良好等优点;N型硅片需要进行硼扩散,目前硼扩散液态源主要包括硼酸三甲酯、硼酸三丙酯及三溴化硼等,扩硼比扩磷工艺难度大,主要原因系硼在硅中固溶度较低,实际硼扩散温度需要达到9001100摄氏度;3)刻蚀(去磷硅玻璃),在扩散工序中,硅片侧边和背面边缘没有遮挡,也会扩散上磷,PN结正面所收集的光生电子会沿边缘扩散有磷的区域流到PN结背面,从而造成短路,使电池片失效。刻蚀工序即是将硅片边缘带有磷的部分去除,避免PN结短路且造成并联电阻降低;4)镀膜,主要起到a)减反射作用,提高电池片对阳光的吸收,提高光生电流,从而提高转换效率;b)钝化作用,薄膜中的氢对电池表面的钝化降低了
58、发射结的表面复合速率,提升开路电压,从而提高转换效率。光伏电池片中常见的镀膜技术包括PECVD、LPCVD、PVD、ALD等;5)丝网印刷,主要作用是为太阳能电池收集电流并制造电极,其中第一道背面银电极,第二道背面铝背场印刷和烘干,第三道正面银电极印刷;6)烧结,即把印刷到电池片表面的电极在高温下烧结,使电极和硅片本身形成欧姆接触,提高电池片开路电压和填充因子,使电极接触有电阻特性以达到高转换效率。各种类电池生产流程有所差异。值得注意的是,不同种类电池片在生产流程上有所差异,其中PERC电池生产工艺步骤在10步左右,较传统BSF电池主要增加激光制备SE、双面氧化、背表面氧化铝/氮化硅复合膜制备
59、环节;TOPCon电池工艺步骤为1213步;HJT电池工艺流程较为简化,总步骤为6步(各种类电池工艺流程详细讲解见各章节工艺流程部分)。以科技创新为核心,着力营造最优创新生态举全市之力建设综合性国家科学中心先行启动区。做好松山湖科学城建设发展的顶层设计,科学编制和实施发展总体规划、科学功能规划、国土空间规划。深入推进与中科院的战略合作,共同抓好建设重大科技基础设施集群、搭建前沿科学交叉研究平台、举办科技交流活动等工作。加快推进散裂中子源二期、南方先进光源研究测试平台、先进阿秒激光设施的建设,争取纳入国家重大科技基础设施建设“十四五”规划。加快推进大湾区大学和香港城市大学(东莞)建设,全力支持东
60、莞理工学院建设新型高水平理工科大学示范校。支持粤港澳联合实验室建设,办好粤港澳院士峰会等活动,推动大湾区科技创新论坛升格为省院共办并永久落户,积极吸引港澳台和国际人才来莞创新创业。进一步提升重大平台的创新引领作用。支持滨海湾新区加快打造莞港特色合作平台,谋划建设上市企业总部基地、大湾区大学科技园、滨海湾青创城等,主动对接自贸区创新资源外溢,探索离岸创新、莞港“三链”融合,力争在制度开放、区镇融合发展等方面创造更多先行经验。全面铺开水乡功能区建设,基本完成八大核心单元空地整备,加快打造数字经济产业园,掀起水乡大开发、大建设新高潮。支持银瓶创新区立足生态资源禀赋,强化粤海平台和市镇联合招商,打造粤
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