快速增长的光伏材料(产业第十七课天生我)

快速增长的光伏材料(产业第十七课天生我)(1)

什么是光伏材料

1、光伏系统

光伏是太阳能光伏发电系统简称,通过利用光伏半导体的光生伏特效应将太阳能转化为直流电流,光伏设施的核心是太阳能电池板。光伏系统的优点是没有任何机械运转部件,选址灵活,楼顶、空地都可以,在太阳光下即可工作;缺点是能源利用率不高,设备投资过大,受气候影响大,占据空间面积大等。光伏系统按照材料分为晶体硅光伏系统、薄膜光伏系统、聚光光伏系统,按照规模分为集中式光伏系统和分布式光伏系统。

快速增长的光伏材料(产业第十七课天生我)(2)

“光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式。1839年,法国科学家贝克勒尔(A.E.Becqure1)首先发现了“光生伏打效应(Photovoltaic Effect)”。然而,第一个实用单晶硅光伏电池(Solar Cel1)直到一个多世纪后的1954年才在美国贝尔实验室研制成功。20世纪70年代中后期开始,光伏电池技术不断完善,成本不断降低,带动了光伏产业的蓬勃发展。

1958年,光伏效应以光伏电池的形式在空间卫星上首次得到应用,时至今日,小至停车计费器的供能、屋顶太阳板能,大至面积广阔太阳能发电中心,光伏系统的应用已经遍及全球诸多领域。

2、光伏材料

晶体硅光伏电池是目前技术最成熟、应用最广泛的光伏电池,其在全球光伏电池份额始终保持在80%以上,其结构自上而下为光伏玻璃、电池片和背板,并通过EVC胶膜黏合为一体。光伏材料处于晶体硅光伏产业链的中游,其核心材料是电池片。

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主要分类

1、材料分类:可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。

2、应用分类:用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚处于开发阶段。致力于降低材料成本和提高转换效率,使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争,从而为更广泛更大规模应用创造条件。

行业壁垒

光伏行业进入壁垒主要体现在四个方面:第一,资金壁垒,光伏行业生产项目的建设需要大量资金投入,包括但不限于生产设备成本、原材料储存成本、环保费用开支等,资金壁垒高;第二,客户壁垒,光伏组件企业对光伏材料的稳定性、供货及时性、售后服务都有较高的要求,供应商评审耗时较长,客户壁垒高;第三,规模壁垒,光伏行业已经形成规模化竞争格局,规模较大的企业才能在产品供应和市场价格方面赢得市场份额,小规模企业竞争能力较弱;第四,认证壁垒,光伏材料需搭建组件产品一同进入认证程序,出口欧盟、美国、日本光伏组件必须取得当地的产品质量认证,认证壁垒高。

光伏行业同业竞争比较激烈,政策补贴和良好的前景吸引了大量资本进入,目前产能属于供过于求的状态,购买者议价能力较强;一些企业通过并购、重组的方式进入,潜在进入者威胁较大。光伏行业的核心原材料,如硅片、pet基膜等市场份额主要被国外大型企业占据,供应商议价能力强,此外,还受到风能、核能、潮汐能等新能源的威胁。

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晶体硅光伏产业链

市场规模

1、国际市场

2018年,全球光伏发电系统装机容量103.3GW,其中前五大市场分别是中国、美国、印度、日本和澳大利亚。

2、国内装机容量情况

2013年-2018年我国光伏发电新增装机容量连续保持全球第一,是名副其实的光伏产业大国,2018年我国新增装机量约43GW,其中集中式约23GW,同比下降31%,分布式约20GW,同比增长5%。累计装机容量超过170GW。

3、国内电池片、硅片、组件市场情况

2018年国内多晶硅产量超过25万吨,同比增长3.3%,硅片产量109.2GW,同比增长19.1%,电池片产量87.2GW,同比增长21.1%,组件产量87.5GW,同比增长14.3%。

4、国内产品进出口和企业海外投资情况

2018年,我国光伏产品(硅片、电池片、组件)出口总额16.1亿美元,其中光伏组件产品出口市场集中度持续下降,形成传统市场和新兴市场(南美、中东北非)结合的多元化市场。

我国有超过20家光伏企业通过合资并购等方式在海外布局产能,主要地点集中越南、泰国、马来西亚。其中,以电池片和组件投资为主,此外,硅片、逆变器、光伏玻璃、背板和EVC等配套产品的海外布局开始增多,海外配套能力逐渐加强。

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