硅片行业有哪些新趋势？

硅片端三大趋势明确。

1、 高效 N 型：产业化提速开启，对硅片品质和拉晶生产要求提升

提升光伏电池的光电转换效率是实现降本的核心方式：在同等条件下，随同规格 电池和组件的功率提升，1）单位发电功率电池和组件端的硅片、非硅材料（胶 膜、玻璃）及制造费用（设备、电力耗用等）可以节省，2）同等装机容量的组 件使用数量的减少，土地、支架、线缆、安装运输等与面积相关的 BOS 成本节 省。 当前来看，基于 P 型单晶硅片的 PERC 电池技术仍然是市场主流，但在量产转 化效率方面已经临近理论极限（24.5%），工艺成本也趋于成熟，而 TOPCon、 HJT 等基于 N 型单晶硅片的新兴技术具有更高的转化效率和上限空间 （TOPCon28.7%、HJT28.5%），成本端也有较大下降空间。

随技术水平的快速突破，TOPCon 技术的效率成本优势已逐步显现，特别是在近 期因需求旺盛组件溢价提升，达到约 0.1 元/W 左右，而相关产能也持续大规模 投放和建设中，正加速成为主流。而 HJT 技术待关键降本手段实现突破后，也 有望快速迎来大规模产业化。 根据我们此前测算在 2022 年底行业 TOPCon 产能已超 70GW，HJT 产能也已 达到 10GW 规模，二者规划产能均达到数百 GW，而在 2023 年内 TOPCon 预 计会有超 100GW 的项目投产。而根据 CPIA 预测，2022-2025 年随 N 电池市场 份额的快速提升，N 型硅片的市场份额将从 10%提升至 58%左右。

为搭配更高效率的电池技术，N 硅片在品质要求上更高，最主要一个方面是非平 衡少数载流子寿命，在一定电阻率下至少要达到 500 甚至 1000μm 以上，而 P 型硅片仅需要达到 50μm 以上。而氧、碳、金属等杂质及晶体缺陷等都会对少 子寿命和单晶品质造成影响，其中，氧作为第一大杂质，与光衰和同心圆问题联 系紧密，对不同技术路线电池效率也可能产生明显影响，金属杂质大多为深能级， 容易造成缺陷中心复合从而减少载流子寿命。

因此，生产 N 型硅片对拉晶环节的技术工艺要求提高，包括工艺制程、自动化 水平、车间环境洁净度、热场设计和纯度以及石英坩埚和各种与原材料接触工具 的纯度。同时，多晶硅原材的品质纯度品质也需要逐步达到电子级的高水平，包 括在清洗破碎环节的优化，防止引入金属杂质。另外，因下游实际需求的差异化 较大，N 型硅片的具体品类目前已接近 300 种，进一步加大了生产管理难度。

2、 大尺寸：高经济性快速成为行业主流，制造水平要求提升

硅片大尺寸化可以带来三方面的整体降本效果：1）单位时间硅片/电池端的面积 产出增加，节省非硅材料耗用和制造费用；2）组件中电池间缝隙占比减小，节 省单位功率非硅材料；3）组件大型化功率提升，节省与面积相关的光伏系统 BOS 成本。 根据 ISE 位于德国 Brandenburg 的 10MW 电站数据显示，基于大尺寸硅片，组 件、逆变器、人工、配电系统、支架初始等投资成本都能得到降低，其中配电系 统和支架成本下降最为明显，其中 210-665W 版型的降幅可以达到 21.28%和 22.79%，而初始投资成本整体方面可下降 7.42%，对应度电成本 LCOE 可下降 7.68%。

良好的经济性增益使得大尺寸硅片市场份额快速提升，根据光伏业协会数据， 2020-2022 年间 182mm 和 210mm 大尺寸硅片合计市占率由 5%左右提升至 83%，成为绝对市场主流，166mm 以下小尺寸则在加速退出市场。 硅片大尺寸化同样提升了制造技术水平要求，拉晶时硅棒直径越大，径向温差就 会越大，容易引起增殖位错以及单晶失败、断线问题，同时，大直径拉晶会增加 硅棒重量，对生产企业的提拉工艺和后续加工处理技术提出更高的要求。

3、 薄片化/细线化：降低硅成本，摊薄拉棒非硅，工艺难度加大

光伏行业中将拉晶制成的硅棒加工成硅片采用金刚线多线切割的方法，即通过表 面附着金刚石微粒的钢线在硅棒进行高速往复运动，以线锯的形式切割成片。 硅片薄片化和金刚线细线化都能增加单位长度硅棒所能产出硅片的数量，这样主 要可以达到降低硅片硅成本的效果：1）在对后道电池效率不产生明显影响的情 况下，硅片厚度越薄，单片直接耗用的硅料就越少，2）金刚线线径越细，磨削 损耗掉的硅料也越少；同时，也可以摊薄每片硅片对应的硅方棒非硅制造成本。

在近两年硅料价格高企的促进下，硅片薄片化和细线化推进迅速，根据光伏业协 会数据：2020 年-2022 年，1）P 型单晶硅片平均厚度从 175μm 下降至 155μ m，TOPCon/HJT 所用 N 型硅片平均厚度则从 175/150μm 降至 140/130μm， 2）晶硅线母线直径从平均 48μm 下降至 38μm。即使未来硅料价格回落，我 们预计趋势也不会发生逆转，二者仍会有下降空间。

根据 TCL 中环 2021 年 3 月公布资料，当 G12 硅片的厚度从 180μm 下降至 170/160/150μm 时，下游 A 类电池厂成本降幅可达 0.01/0.02/0.027 元/W，B 类电池厂则可达 0.013/0.025/0.033 元/W，而根据 PV Infolink 数据， 2021Q1 多晶硅致密料均价约 98 元/kg，远低于当前 200 元/kg 左右的水平，降本作用明 显。

我们基于 210 型号硅片，进一步分析细线化/薄片化对硅成本和非硅成本的影响。 首先，我们测算了在不同的金刚线母线直径（30μm -40μm）与硅片厚度（125 μm -155μm）下单公斤方棒的出片数情况：等量的硅片厚度下降与金刚线母线 直径下降带来的出片数增加效果相同，厚度/线径每下降 5/1μm，出片数可增加 超过 1/0.2 片，且随厚度的减薄或母线直径下降，出片数增量会小幅上升。 更直观来看，以厚度 150μm、金刚线母线直径 38μm 情况作为参照，出片数 约 45.9 片，当厚度下降至 140/130μm 时出片数可增加至 48.2/50.7 片，当母线 直径下降至 36/34μm 时出片数可增加至 46.3/46.8 片，当厚度和母线直径同步 下降时（即分别下降至 140μm/36μm，130μm/34μm），出片数可增加至 48.7/51.8 片。

然后，我们测算了不同硅料价格下（含税 70-300 元/kg），不同的方棒出片数（44- 51）对应硅片的硅成本情况：硅料价格对出片数带来的硅成本下降影响较大，在 硅 料 价 格 300/200/100 元 /kg 时 ， 出 片 数 每 增 加 一 片 ， 可 带 来 平 均 0.012/0.008/0.004 元/W 的硅成本降幅，但幅度随出片数的增加略为减少。 具体来看，以硅料价格 300/200/100 元/kg，出片数 45 片为的情况参照，硅片对 应硅成本约 0.611/0.408/0.204 元/W，当出片数上升至 48 片时，硅成本为0.573/0.382/0.191元/W，当出片数进一步上升至51片时，硅成本为0.539/0.360/ 0.180 元/W。

最后，我们还测算了不同出片数下（44-51 片），硅片所分摊的方棒非硅成本情 况：总体来看出片数增加对方棒非硅成本分摊影响较小，随方棒非硅成本增加而 增大，出片数增加 1 片对成本的影响在 0.001-0.002 元/W 之间。 当方棒非硅成本为 40/35/30 元/kg 时，出片数 45 片对应硅成本约 0.087/0.076/ 0.065 元/W，当出片数上升至 48 片时为 0.081/0.071/0.061 元/W，而当出片数 上升至 51 片时为 0.077/0.067/0.057 元/W。

硅片薄片化和金刚线细线化相辅相成共同推进，这也使得切片工艺的难度持续提 高，如对切割时金刚线张力、进线速度等方面的控制需要更为精细，否则可能造 成切片良率过低，线耗过高，反而使得成本增加，因此有利于具备良好技术积累 和应用能力的硅片企业进一步增强竞争优势。