一、光伏產業鏈

    光伏產業鏈包括硅料、鑄錠（拉棒）、切片、電池片、電池組件、應用系統等6個環節。上游為硅料、硅片環節；中游為電池片、電池組件環節；下游為應用系統環節。

光伏產業鏈

資料來源：智研咨詢整理

    二、光伏產業鏈各環節關鍵指標

    （一）多晶硅環節

    多晶硅，是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結合起來，就結晶成多晶硅。

    1、還原電耗

    智研咨詢發布的《2021-2027年中國光伏行業市場研究分析及投資決策建議報告》顯示：多晶硅還原是指三氯氫硅和氫氣發生還原反應生成高純硅料的過程，其電耗包括硅芯預熱、沉積、保溫、結束換氣等工藝過程中的電力消耗。隨著市場對單晶產品需求的增大，2020年中國多晶硅平均還原電耗為49kWh/kg-Si，較2019年有小幅下降，未來隨著氣體配比的不斷優化、大爐型的投用和穩定生產、以及單晶廠家對于菜花料的試用，還原電耗仍將呈現持續下降趨勢，預計到2030年還原電耗有望下降至44kWh/kg-Si。

2020-2030年中國多晶硅環節還原電耗走勢（單位：kWh/kg-Si）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    2、冷氫化電耗

    冷氫化技術是把多晶硅生產過程中的副產物四氯化硅(SiCl4)轉化為三氯氫硅(SiHCl3)的技術，其電耗包括物料供應、氫化反應系統、冷凝分離系統和精餾系統的電力消耗。2020年中國冷氫化平均電耗在5.3kWh/kg-Si左右，同比下降3.6%，預計到2030年有望下降至4.7kWh/kg-Si以下。

2019-2030年中國多晶硅環節冷氫化電耗走勢（單位：kWh/kg-Si）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    3、綜合電耗

    綜合電耗是指工廠生產單位多晶硅產品所耗用的全部電力，包括合成、電解制氫、精餾、還原、尾氣回收和氫化等環節的電力消耗。2020年中國多晶硅平均綜合電耗已降至66.5kWh/kg-Si，同比下降5%。未來隨著生產裝備技術提升、系統優化能力提高、生產規模增大等，預計至2030年有望下降至60kWh/kg-Si。

2019-2030年中國多晶硅環節綜合電耗走勢（單位：kWh/kg-Si）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    4、水耗

    水耗是指生產單位多晶硅產品所需要補充的水量，水的消耗主要包括蒸發、清洗等。2020年，多晶硅平均水耗在0.12t/kg-Si的水平，同比下降7.7%；預計到2030年，通過余熱利用降低蒸發量，精餾塔排出的物料再回收利用降低殘液處理水耗等措施，耗水量降至0.09t/kg-Si。

2019-2030年中國多晶硅環節水耗走勢（單位：t/kg-Si）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    5、蒸汽耗量

    蒸汽耗量是指生產單位多晶硅產品外購蒸汽量，不考慮還原爐余熱利用所產生的蒸汽（該能量已通過電力的形式計入）。2020年企業蒸汽耗量均值為23kg/kg-Si左右，同比下降17.9%，隨著企業還原余熱利用率提升、提純、精餾系統優化等，預計2030年企業蒸汽耗量將降至18kg/kg-Si。

2019-2030年中國多晶硅環節蒸汽耗量走勢（單位：kg/kg-Si）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    6、綜合能耗

    多晶硅綜合能耗包括多晶硅生產過程中所消耗的天然氣、煤炭、電力、蒸汽、水等。2020年多晶硅企業綜合能耗平均值為11.5kgce/kg-Si。隨著技術進步和能源的綜合利用，預計到2030年預計可降到9.6kgce/kg-Si。

2020-2030年中國多晶硅環節綜合能耗走勢（單位：kgce/kg-Si）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    7、硅單耗

    硅單耗指生產單位高純硅產品所耗費的硅量，主要包括合成、氫化工序，外購硅粉、三氯氫硅、四氯化硅等含硅物料全部折成純硅計算，外售氯硅烷等按含硅比折成純硅計算，從總量中扣除。近5年，中國硅單耗變化幅度不大，2020年硅耗在1.1kg/kg-Si水平，基本與2019年持平，隨著氫化水平的提升，副產物回收利用率的增強，預計到2030年將降低到1.07kg/kg-Si。

2019-2030年中國多晶硅環節硅單耗走勢（單位：kg/kg-Si）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    8、還原余熱利用率

    還原余熱利用率是指回收利用還原工藝中熱量占還原工藝能耗比。2020年中國多晶硅還原余熱利用率平均水平在80.5%，隨著多晶硅工廠大爐型的使用以及節能技術的進步，余熱利用率有望進一步提升，預計2030年還原余熱利用率為82.5%。

2020-2030年中國多晶硅環節還原余熱利用率走勢

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    9、三氯氫硅西門子法多晶硅生產線設備投資成本

    2020年中國投產的萬噸級多晶硅生產線設備投資成本已降至1.02億元/千噸的水平；預計到2030年三氯氫硅西門子法多晶硅生產線設備投資成本為0.89億元。

2020-2030年中國三氯氫硅西門子法多晶硅生產線設備投資成本走勢（單位：億元/千噸）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    （二）硅片環節-拉棒電耗

    單晶拉棒電耗是指直拉法生產單位合格單晶硅棒所消耗的電量，可以通過改善熱場、保溫性能、提升設備自動化、智能化程度、提高連續拉棒技術等方法，降低拉棒生產電耗。

    2019年中國拉棒平均電耗水平為29.1kWh/kg-Si；2020年中國26.2kWh/kg-Si（方棒）；預計到2025年，中國硅片拉棒電耗有望下降至21.4kWh/kg-Si。

2019-2025年中國硅片拉棒電耗走勢（單位：kWh/kg-Si）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    （三）電池片環節

    太陽能電池片分為晶硅類和非晶硅類，其中晶硅類電池片又可以分為單晶電池片和多晶電池片；單晶硅的效率較多晶硅也有區別。

各種晶硅電池名稱縮寫及釋義對照表

資料來源：智研咨詢整理

    2020年中國規模化生產的P型單晶電池均采用PERC技術，平均轉換效率達到22.8%，較2019年提高0.5個百分點；采用PERC技術的多晶黑硅電池片轉換效率達到20.8%，較2019年提高0.3個百分點；常規多晶黑硅電池則轉換效率約19.4%，較2019年提升0.1個百分點；鑄錠單晶PERC電池平均轉換效率為22.3%，較單晶PERC電池低0.5個百分點；N型TOPCon電池平均轉換效率達到23.5%，異質結電池平均轉換效率達到23.8%。預計未來隨著生產成本的降低及良率的提升，N型電池將會是電池技術的主要發展方向之一。

2020-2030年中國各種光伏電池技術平均轉換效率變化趨勢

資料來源：智研咨詢整理

    （四）組件環節

    2020年中國中國光伏產業BSF多晶黑硅組件(157mm)、PERCP型多晶黑硅組件、PERCP型鑄錠單晶組件的功率分別為345W、415W、445W；PERCP型單晶組件、PERCP型單晶組件(182mm)、PERCP型單晶組件(210mm)的功率分別為450W、540W、540W；TOPCon單晶組件、異質結組件、IBC組件(158.75mm)的功率分別455W、460W、350W；MWT單晶組件功率為465W，未來幾年，隨著技術的進步，各種類型組件功率基本上以≥5W/年的增速向前推進。

2020-2030年中國不同類型光伏組件功率變化趨勢

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理
（注：1、本指標均以采用9BB電池片的單玻單面組件為基準，雙面組件只記正面功率；2、P型單晶組件（210mm）以55片為基準，IBC組件以60片為基準，MWT組件以78片為基準，其他組件均以72片為基準；3、非特殊注明，均以166mm尺寸電池為基準。2020年MWT組件采用PERC電池技術及162mm尺寸電池片；2021年將采用TOPCon電池技術及166mm尺寸電池片；4、除異質結組件外，以上其他組件均為半片組件。）

    （五）薄膜太陽能電池/組件

    1、CdTe薄膜太陽能電池/組件轉換效率

    薄膜太陽能電池具有衰減低、重量輕、材料消耗少、制備能耗低、適合與建筑結合（BIPV）等特點，目前能夠商品化的薄膜太陽能電池主要包括銅銦鎵硒（CIGS）、碲化鎘（CdTe），砷化鎵（GaAs）等。

    2020年碲化鎘CdTe小電池片實驗室最高轉換效率為20.2%，碲化鎘CdTe組件量產最高轉換效率為16.0%，碲化鎘CdTe組件量產平均轉換效率為15.1%；預計2021年有望提升。

2020-2030年中國CdTe薄膜太陽能電池/組件轉換效率變化趨勢（單位：%）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    2、CIGS薄膜太陽能電池/組件轉換效率

    銅銦鎵錫(CIGS)薄膜太陽能電池，一般采用玻璃材質襯底，也可以采用柔性襯底（如不銹鋼箔等）。2020年中國CIGS小電池片（≤1cm2孔徑面積）實驗室最高轉換效率為23.2%。量產的玻璃基CIGS組件（面積為1200╳600mm2）最高轉換效率約17.6%，平均轉換效率（面積為1200ⅹ600mm2）已提升至16.5%。柔性CIGS組件（≤1m2開口面積）最高轉換效率為17.3%，量產平均轉換效率16.1%；預計2021年中國CIGS薄膜太陽能電池/組件轉換效率、小電池片實驗室最高轉換效率、玻璃基組件量產最高轉換效率、玻璃基組件量產平均轉換效率、柔性組件最高轉換效率、柔性組件量產平均轉換效率分別有望達到23.5%、18.2%、17.4%、18.0%、17.0%。

2020-2030年中國CIGS薄膜太陽能電池/組件轉換效率變化情況（單位：%）

資料來源：工信部、光伏協會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理