最新晶体硅太阳能电池行业发展趋势及行业研究报告(完整版).doc
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1、最新晶体硅太阳能电池行业发展研究报告(完整版)内 容 概 要太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源也是清洁能源,不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中;大阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域, 是其中最受瞩目的项目之一。为此,人们研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应。基于以上几个方面考虑,硅是最理想的太阳能电池材料,这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。本文简要地综述了太阳能电池的种类及其研究现状,
2、并讨论了太阳能电池的发展及趋势。报 告 目 录1、晶体硅太阳能电池行业竞争情况2、晶体硅太阳能电池行业发展前景及市场化程度、行业的周期性、区域性或季节性特征3、行业利润水平的变动及原因、影响行业发展的有利和不利因素4、晶体硅太阳能电池行业与上下游的行业的链接性5、技术发展水平及特点和生产成本情况6、我国太阳能电池企业的产量及销量排名情况以及全球发展趋势情况1、晶体硅太阳能电池行业发展情况(1)晶体硅太阳能电池增长迅速太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源也是清洁能源,不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中;大阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域, 是其中最受瞩目的项目之一
3、。为此,人们研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应。从以上几个方面的讨论可知,作为太阳能电池的材料,III-V族化合物及CIS等系由稀有元素所制备,尽管以它们制成的太阳能电池转换效率很高,但从材料来源看,这类太阳能电池将来不可能占据主导地位。而另两类电池纳米晶太阳能电池和聚合物修饰电极太阳能电池存在的问题,它们的研究刚刚起步,技术不是很成熟,转换效率还比较低,这两类电池还处于探索阶段,短时间内不可能替代应系太阳能电池。因此,从转换效率和材料的来源角度讲,今后发展的重点仍是硅太阳能电池特别是多晶硅和非晶硅薄膜电池。由于
4、多晶硅和非晶硅薄膜电池具有较高的转换效率和相对较低的成本,将最终取代单晶硅电池,成为市场的主导产品。提高转换效率和降低成本是太阳能电池制备中考虑的两个主要因素,对于目前的硅系太阳能电池,要想再进一步提高转换效率是比较困难的。因此,今后研究的重点除继续开发新的电池材料外应集中在如何降低成本上来,现有的高转换效率的太阳能电池是在高质量的硅片上制成的,这是制造硅太阳能电池最费钱的部分。因此,在如何保证转换效率仍较高的情况下来降低衬底的成本就显得尤为重要。也是今后太阳能电池发展急需解决的问题。近来国外曾采用某些技术制得硅条带作为多晶硅薄膜太阳能电池的基片,以达到降低成本的目的,效果还是比较理想的。光伏
5、发电所采用的电池主要晶体硅太阳能电池。2005年至2010年,随着太阳能光伏产业的快速发展,全球晶体硅太阳能电池行业发展迅猛产量的年均复合增长率达55.62%。近年来全球晶体硅太阳能电池产量如下图所示:(2)晶体硅太阳能电池应用领域比较集中预计随着相关国家新能源扶持政策和补贴政策的变化,各国的市场份额将会有一定改变,美国、日本以及其他欧洲国家特别是比利时、法国和捷克的市场份额将会后来居上。目前晶体硅太阳能电池应用市场也主要集中在上述区域及国家。2009年,全球太阳能电池应用市场总量达6.43GW,其中欧洲市场占据了整个市场份额的75%左右,欧洲市场中又以德国和意大利市场最为突出。下图显示了20
6、08年全球太阳能电池应用市场分布的情况:2008年全球太阳能电池主要应用市场的区域分布数据来源:光伏产业报道(3)单晶硅、多晶硅太阳能电池快速增长在晶体硅太阳能电池中,单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池各具特点,其中多晶硅太阳能电池制造过程中单位能耗及原料耗用低,生产成本低,如多晶铸锭环节在同等产量条件下的耗电量仅为单晶拉棒环节耗电量的3/4左右;而单晶硅太阳能电池在转换效率方面优于多晶硅太阳能电池,两者综合效益基本相当,近年来基本处于同步发展的状况。2004年-2008年全球晶体硅太阳能电池的产量增长情况(4)晶体硅太阳能电池行业发展迅速2002年以来,我国晶体硅太阳能电池行业迅猛发展,涌现
7、出一批优秀的晶体硅太阳能电池片和电池组件生产企业,生产规模迅速向晶体硅太阳能电池制造大国迈进。2005年,我国晶体硅太阳能电池片和电池组件的产量均跻身世界四强;2007年,我国晶体硅太阳能电池片产量达1,088MW,晶体硅太阳能电池组件产量达1380MW,超过日本和欧洲,成为世界第一大晶体硅太阳能电池生产国;2008年,我国晶体硅太阳能电池片和电池组件产量分别达到2,140MW和2,339 MW,在全球晶体硅太阳能电池产量中的份额继续提高,占比达到30%左右。数据来源:中国太阳能电池及硅材料行业调研报告2、晶体硅太阳能电池行业竞争格局及市场化程度(1)全球竞争格局及市场化程度晶体硅太阳能电池主
8、要生产区域与主要应用市场存在有明显差异,生产最集中的国家并不完全是市场容量最大的国家。目前,全球晶体硅太阳能电池的生产已初步形成了中国、日本、欧洲、美国四足鼎立的局面。德国晶体硅太阳能电池产业的发展与市场需求的发展基本同步,日本和美国的市场发展处于全球前列,也属于生产较为集中的地区。另外,台湾地区虽然市场规模并不大,但生产规模也占到全球的11%。而我国的晶体硅太阳能电池应用市场暂未启动,市场规模较小,却成为全球晶体硅太阳能电池生产最集中的地区。自2004年以来,中国在晶体硅太阳能电池生产能力方面呈现出快速增长,2007年的晶体硅太阳能电池产量已经超越日本,成为世界第一大晶体硅太阳能电池生产国。
9、以2009年的产量来看,中国晶体硅太阳能电池的产量占到全球总产量的32%。数据来源:光伏产业报道2008 年,德国Q-cell公司以9%的市场占有率位于全球晶体硅太阳能电池行业之首。日本夏普公司和无锡尚德的市场份额均为8%,略低于Q-cell公司。除此以外,中国、美国、日本和台湾还有一大批具有较强市场竞争力和影响力的优秀企业紧随其后。整体来说,全球晶体硅太阳能电池行业集中度不高,竞争较为充分。(2)国内竞争格局及市场化程度在全球太阳能光伏应用市场的快速拉动下,我国晶体硅太阳能电池行业迅速发展,国内多家企业成为全球明星企业并成功实现海外上市,涌现了一大批如无锡尚德、晶澳太阳能、天威英利等在世界有
10、较大影响的企业。我国晶体硅太阳能电池主要生产企业近年来产能及增长情况如下表:数据来源:根据上市公司年报整理由于我国国内晶体硅太阳能电池应用市场尚未完全启动,市场需求量较小,因而国内晶体硅太阳能电池90%以上都销往欧洲、美国、日本等主要应用市场。2008年,我国晶体硅太阳能电池生产企业将近400 家,前15 家企业的产能占我国晶体硅太阳能电池总生产能力的90%左右,市场集中度较高。2008年我国晶体硅太阳能电池企业竞争格局数据来源:赛迪顾问研究报告3、晶体硅太阳能电池行业发展前景广阔(1)新能源政策推动晶体硅太阳能电池行业快速、持续发展由于化石能源储量有限,而且化石能源过度开采使用容易破坏生态污
11、染环境,太阳能则是永不枯竭的清洁能源,因此各国政府将发展包括太阳能在内的新能源作为首要的能源发展战略,纷纷出台政策扶持新能源产业发展。目前,完全商业化运作的并网光伏发电上网电价成本要显著高于火电等传统能源,因此,政策扶持成为行业发展的重要因素。2004年1月1日,德国开始实施修正后的上网电价法,规定光伏发电必须上网,电力部门必须收购。自2004年起,德国成为世界太阳能光伏市场和太阳能光伏产业发展最快的国家,并拉动了全球太阳能光伏产业的发展。德国上网电价法的科学性、有效性和可操作性,很快获得世界许多国家的认同及效仿。目前全球已有40多个国家和地区实施了上网电价法,太阳能光伏市场由德国迅速扩张到整
12、个欧洲以及美国、日本等很多国家,目前还在向更大范围扩展。(2)光伏装机容量大幅提高拉动晶体硅太阳能电池需求快速增长全球光伏发电的巨大需求以及国内广阔市场的快速发展将促使晶体硅太阳能电池组件行业呈现快速增长的态势。根据欧洲光伏工业协会对全球光伏发电未来市场容量的预测,至2020年全球年装机容量将达56GW,比2009年7.20GW增长近8倍,年均复合增长率达20.50%,全球太阳能光伏市场前景预测具体情况如下:按照上表预测,2010年光伏市场装机容量为10.1 GW,假设每年装机容量以平均20.50%增长速度的保守估计,2011年和2012年装机容量将分别达12.2GW和14.7GW,即相对于2
13、009年来说,未来三年每年较上年新增的装机容量累积达15.3GW。按照晶体硅太阳能电池组件占整个太阳能电池市场85%的比例,全球晶体硅太阳能电池组件市场未来三年将新增13.0GW的市场需求。(3)原材料价格快速下降推动晶体硅太阳能电池大规模应用原材料成本过高一直是制约晶体硅太阳能电池行业大规模运用的一个瓶颈。随着多晶硅产能的扩张和释放,2008年下半年以来,晶体硅太阳能电池主要原料多晶硅料的价格快速下降,预期未来多晶硅料价格还将继续下降,原材料价格的下降大大降低了晶体硅太阳能电池的发电成本。随着太阳能光伏发电成本的不断下降,大规模利用太阳能光伏发电将变得更加普遍,从而推动晶体硅太阳能电池产业向
14、广度发展。未来几年晶体硅太阳能电池行业的平均发电成本将逐渐降低,具体测算如下表所示(考虑了财务费用,未考虑利润):晶体硅太阳能电池发电成本测算数据来源:中信建投证券研究所(4)日趋完善的技术及工艺推动行业向深度和广度发展近几年来,晶体硅太阳能电池行业的技术发展迅速,生产工艺不断成熟,太阳能电池转换效率持续提高,未来预计将达到20%-22%,较目前的转换效率有非常大的提升空间;另一方面,晶体硅太阳能电池所用硅片的厚度也在持续降低。从总体趋势而言,技术进步及工艺改善将不断降低晶体硅太阳能电池成本,推动晶体硅太阳能电池行业向深度和广度发展。4、行业的进入壁垒(1)市场壁垒目前,晶体硅太阳能电池市场主
15、要集中于国外,国际客户对晶体硅太阳能电池的产品质量及可靠性要求较高,产品出口普遍实行产品认证制度,主要有国际IEC认证、德国TUV认证(欧洲多数国家均认可)和美国的UL认证,获得上述认证是晶体硅太阳能电池产品通往相关进口国的必要门槛。这些产品认证有严格的标准和复杂的认证程序,对于新进入者是很高的门槛。公司是国内仅有的几家在单晶硅和多晶硅太阳能电池组件上同时获得TUV认证和美国UL认证的晶体硅太阳能电池生产企业之一。由于晶体硅太阳能电池产品具有使用寿命长、性能稳定等特点,通常情况下,如果大型太阳能光伏系统工程商或经销商认可某个品牌太阳能电池产品后,一般不会轻易使用其他品牌,即晶体硅太阳能电池产品
16、客户通常具有较高的忠诚度。产品质量及性能的高要求使得新进入者难以在短期内打破现有市场竞争格局,客户的忠诚度更成为新企业进入本行业的重要壁垒。(2)技术壁垒晶体硅太阳能电池行业属于技术密集型行业。晶体硅太阳能电池产品制造工艺较为复杂,涉及到众多的设备和工艺路线选择,各个生产工序对技术操作人员的技术水平、操作经验等综合素质要求较高,成熟、先进的生产工艺是产品高质量、生产高效率的必要保障,因而行业进入存在一定的技术壁垒。(3)资金壁垒晶体硅太阳能电池行业对设备要求高,设备投资较大。除此之外,建设生产基地、购买原材料、提升技术水平等方面均需要大量资金投入,因此该行业存在较高资金壁垒。(4)人才壁垒由于
17、晶体硅太阳能电池行业对技术研究人员、生产管理人员、市场销售人员和技术操作人员的专业素质要求均较高,而且最近几年该产业的发展速度远远超过所需人才的培养速度,因此如何吸引专业人才和留住人才,成为关系晶体硅太阳能电池行业企业发展的重要问题。5、行业发展趋势行业总体上呈现以下发展趋势:(1)产业链一体化成为行业发展趋势,专业化分工是有效补充晶体硅太阳能电池行业竞争主要体现在完善的产业链和高转化率的工艺技术,具备完整产业链及成熟工艺技术的企业将获得领先企业竞争的优势。近几年,包括本公司在内的行业内优秀企业,如无锡尚德、天合光能、天威英利等均实施了产业链一体化发展战略,充分发挥产业链一体化在产品质量和成本
18、方面的全过程控制优势,有效提升产品质量,降低生产成本,提高生产效率,获得产业链各环节的利润。我国部分晶体硅太阳能电池生产企业的产业链一体化发展情况如下:上述发展趋势之外,受益于市场强大需求,专注于硅片、晶体硅太阳能电池片或晶体硅太阳能电池组件等单一环节的经营模式将是上述一体化模式的有效补充。(2)业内优质企业逐步向光伏系统集成业务领域延伸向下游太阳能光伏集成环节延伸,投资太阳能光伏电站并通过电站建设和出售实现电池组件产品的销售,打造从多晶硅料至太阳能光伏电站完整的产业链已经成为光伏行业企业发展的趋势。行业内优质、上规模的企业在多年与光伏系统集成商合作的基础上,利用资金及原料等优势逐步开始与系统
19、集成商合作开发太阳能光伏电站系统,甚至独自设立子公司进入光伏系统集成市场。例如,无锡尚德、江苏林洋、天威英利等企业已成功进入该领域。(3)规模效应推动行业整合加速目前,行业开始呈现逐步整合的特征。规模化生产对于降低产品单位成本至关重要,已成为提升竞争力的关键因素。因此,行业内大部分领先企业都选择了在资本的助推下产能迅速扩张的发展路径,一些国际领先的企业已开始收购兼并的活动。6、行业利润水平的变动趋势及原因受益于太阳能光伏应用市场的快速增长,晶体硅太阳能电池产业链各个环节的生产企业都能获得比较理想的利润回报。行业产业链自下而上各环节,利润率随着工艺技术难度及设备投资额递增,上游的硅片、晶体硅太阳
20、能电池片的利润水平要高于晶体硅太阳能电池组件。晶体硅太阳能电池行业及其上游多晶硅产业的毛利率水平如下图所示:2004年-2009年国内晶体硅太阳能电池企业生产各环节及上游多晶硅毛利率走势对比图数据来源:中信建投证券研究所根据Solarbuzz的资料,2008年太阳能级硅片供应略小于需求,硅片市场价格稳定,产品毛利率为晶体硅太阳能电池产业链内最高。2008年,硅片生产厂家大致可实现20%这一较高水平的毛利率,而晶体硅太阳能电池片和晶体硅太阳能电池组件的专业制造商分别可获得约15%和7%的毛利率。对于产业链一体化的晶体硅太阳能电池供应商来说,则大致可获得15%-35%左右的平均毛利率。随着多晶硅料
21、大规模生产技术的突破及2008年金融危机爆发以来,多晶硅料供求关系已经发生根本性的转变,价格暴跌,从最高的475美元/千克跌至最低的40-50美元/千克。原料价格的下跌带动了晶体硅太阳能电池价格下降,大大降低了晶体硅太阳能电池企业的生产成本,扩大了中下游企业的盈利空间。但2008年多晶硅料市场价格暴跌前,由于多晶硅持续供应紧张,行业内主要晶体硅太阳能电池生产厂商比如无锡尚德等,与其产品上游生产商签订大量多晶硅料长期供货协议,导致2008年四季度至2009年上半年盈利水平受到较大影响。随着各大厂商对原材料长期供货协议向随行就市的调整,行业盈利水平将逐步恢复正常。同时,金融危机以来,在晶体硅太阳能
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