释义
专业术语
| 术语 |
解释 |
| 硅料 |
当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅料是生产多晶硅片和单晶硅片的直接材料 |
| 硅片 |
硅料可以进一步加工成硅片，硅片分为单晶硅片和多晶硅片 |
| 电池片 |
硅片可以进一步加工成电池片。电池片正面和背面的金属电极用来收集光激发的自由电子和空穴，内部的 PN 结作用是将光激发的自由电子输送给 N 型硅，将自由空穴输送给 P 型硅，形成电流 |
| 组件 |
将不同规格的光伏电池片组合在一起称作组件。该过程需将电池片先串联获得高电压，再并联获得高电流，然后通过一个二极管（防止电流回输）输出 |
| 系统 |
将光伏组件、逆变器等零部件组合起来，构成最后的光伏发电系统 |
| LCOE |
Levelized Cost of Energy，即平准化能源（发电）成本，或降低度电成本 |
| 光电转换效率 |
指电池的电荷载流子数目与照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率 |
| 弃光 |
光伏电站的发电量大于电力系统最大传输电量+负荷消纳电量 |
| 弃光率 |
光伏发电弃光率=光伏电站的发电量-（电力系统最大传输电量+负荷消纳电量）/光伏电站的发电量 |
单位换算
| 0.1 W |
dW |
分瓦 |
10 W |
daW |
十瓦 |
| 0.1 W |
dW |
分瓦 |
10 W |
daW |
十瓦 |
| 0.01W |
cW |
厘瓦 |
100W |
hW |
百瓦 |
| 0.001 W |
mW |
毫瓦 |
1000 W |
kW |
千瓦 |
| 0.000001 W |
μW |
微瓦 |
1000 kW |
MW |
兆瓦 |
| 0.000000001 W |
nW |
纳瓦 |
1000 MW |
GW |
吉瓦 |
| 0.000000000001 W |
pW |
皮瓦 |
1000 GW |
TW |
太瓦 |
| 0.001 pW |
fW |
飞瓦 |
1000 TW |
PW |
帕瓦 |
| 0.001 fw |
aW |
阿瓦 |
1000 PW |
EW |
艾瓦 |
| 0.001 aW |
zW |
仄瓦 |
1000 EW |
ZW |
泽瓦 |
| 0.001 zW |
yW |
幺瓦 |
1000 ZW |
YW |
尧瓦 |
产业链
生产设备产业链图谱
资料来源：平安证券
生产过程
- 硅料 -> 拉晶 -> 切方 -> 切片 -> 电池 -> 组件封装
1万吨硅料 = ??GW组件
【1】拉晶、切方过程中的损耗
- 在了解
硅料与组件之间的对应关系之前，需要知道光伏生产过程的损耗
- 切方过程会产生的
28.57%边角料，主要是头尾料和边皮料，这些边角料经过擦拭污迹，去除杂质、破碎、酸洗等步骤，再经纯水清洗、烘干、冷却、检验合格后回用
拉晶、切方中真正产生的损耗有：
- 拉晶损耗 2.31%
- 切方损耗 2.16%
- 酸洗损耗 0.29%
- 考虑到边角料循环拉棒切方产生的损耗, 经过简单的求极限可知硅料合计损耗
6.19%
硅料 to 方棒
1kg硅料经过拉晶、切方后能产出0.9381kg方棒
损耗数据
出处：青海高景太阳能科技有限公司年产 50GW 直拉单晶硅棒建设项目 (环境影响报告书)
【2】方棒切片的出片量和损耗
- 通过每公斤方棒的长度，除以槽距（硅片厚度+金刚线线径+砂径），再考虑到良率后，即可得出片数
- 以182边长、165微米厚的M10硅片为例，
每千克方棒可切片55.03片
计算过程如下【由硅棒切M10 182硅片】
| - |
M10(单位) |
数值 |
备注 |
| - |
M10(单位) |
数值 |
备注 |
| 方 |
每公斤方棒长度（毫米） |
13.001 |
1kg/硅片面积/密度 |
| 棒 |
金刚线线径（毫米） |
0.043 |
- |
| 切 |
砂径（毫米） |
0.02 |
- |
| 片 |
槽距（毫米） |
0.228 |
硅片厚度+金刚线线径+砂径 |
| 数 |
理论海KG出片数（片） |
57.02 |
方棒长度/槽距 |
| - |
切片良率(%) |
96.50 |
估计值 |
| - |
每KG实际出片数（片） |
55.03 |
- |
切片损耗计算[M10-182硅片截面尺寸]
- 通过每片硅片的重量，可以计算出每公斤硅棒最终切出的硅片重量
M10硅片重量计算
| M10(单位) |
数值 |
备注 |
| M10(单位) |
数值 |
备注 |
| 硅片边长(A)(毫米) |
182 |
- |
| 倒角腰长(C)(毫米) |
7.51 |
- |
| 三角形面积(S)(平方毫米) |
28.20 |
=C*C/2 |
| 硅片总面积（平方毫米） |
33,011.20 |
=A*A-4S |
| 硅片厚度（微米） |
165 |
- |
| 硅料密度（克/位方厘米） |
2.33 |
- |
| 每片硅片重量（克） |
12.691 |
硅片面积*厚整度 |
- 每公斤方棒切出的硅片总重量为：
55.03*12.691=698.39（克）
- 由此可见，
方棒切片环节的硅损耗就是切割的磨损，大约为30%左右
【3】硅片到组件封装功率
接切片环节，55.03片（对应1kg方棒）硅片最终封装至组件中为53.66片，可支撑377.28W组件功率
| M10(单位) |
数值 |
备注 |
| M10(单位) |
数值 |
备注 |
| 每KG方棒实际出片数（片） |
55.03 |
- |
| 电池片良率(%) |
98 |
- |
| 每KG方棒出电池片数（片） |
53.93 |
- |
| 组件良率(%) |
99.5% |
- |
| 每KG出电池片数（组件端）（片） |
53.66 |
- |
| 组件端转换效率(%) |
21.30 |
- |
| 每片功率(W) |
7.03 |
=硅片面积*组件端转换效率 |
| 1kg方棒支撑组件功率(W) |
377.28 |
=每片功率*53.66 |
| 1kg硅料支撑组件功率(W) |
353.93 |
*0.9381kg |
根据1kg硅料形成0.9381kg方棒，1kg硅料可支撑353.93W组件。 因此，以M10尺寸计算，1万吨硅料支撑3.54GW组件
【4】1万吨硅料支撑组件功率(GW)
| 关键参数 |
P型M6 |
P型M10 |
P型M12 |
N型M10 |
N型M12 |
| 关键参数 |
P型M6 |
P型M10 |
P型M12 |
N型M10 |
N型M12 |
| 边长尺寸（毫米） |
166 |
182 |
210 |
182 |
210 |
| 硅片厚度（微米） |
170 |
165 |
165 |
160 |
160 |
| 金刚线线径（微米） |
43 |
43 |
47 |
40 |
40 |
| 切片良率(%) |
98% |
96.50% |
96% |
96.50% |
96% |
| 电池良率(%) |
98% |
98% |
98% |
98% |
98% |
| 组件效率(%) |
21.30% |
21.30% |
21.30% |
23.00% |
23.00% |
1万吨硅料支撑组件功率(GW) |
3.51 |
3.54 |
3.46 |
3.96 |
3.94 |
硅料/组件产出比展望
- 随着N型电池技术如异质结、TOPCon的普及，电池效率会进一步提升至24%+、25%+，万吨硅料支撑的组件功率数将达到3.95GW左右
- 叠加更好的串联及封装工艺，以万吨硅料对应4GW（1:4）也有望实现
- 各种技术进步推动硅料/组件产出比不断提升后，相同的硅料产能未来能支撑+20%的组件产量
资料出处
