一、概述
单晶硅片：硅的单晶体，是一种具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上，用于制造半导体器件、太阳能电池等，用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
二、发展背景
1、全球碳中和如火如荼，光伏市场空间广阔
根据观研报告网发布的《中国单晶硅片行业发展深度调研与投资前景研究报告（2022-2029年）》显示，根据相关资料可知，截至2021年，全球已有137个国家宣布加入碳中和计划，而光伏等可再生能源发电成为“碳中和”关键技术路线，市场空间广阔。 据BNEF 数据，2021年全球新增装机量达183GW，同比增长27%，预计2022年新增装机容量为 228GW，同比增长25%。同时，据国家能源局数据，2021年我国新增光伏发电并网装机容量为54.88GW，连续九年位居世界首位。
数据来源：观研天下整理
2、政策保驾护航，光伏如迎东风
根据《2022年能源工作指导意见》可知，国家将继续加大力度发展风电光伏，提高非化石能源占能源消费总量比重到17.3%左右，新增电能替代电量1800亿千瓦时左右，风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达到12.2%左右。同时，根据《“十四五”现代能源体系规划》，到2025年，非化石能源消费比重提高到 20%左右，较2020年增加4.1pct，非化石能源发电量比重达到39%左右。
据中国电力企业联合会数据，2021年全国光伏发电量达到3270 亿千瓦时，同比增长 25.24%，占总发电量3.9%。
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同时，近年来，国家颁布多项政策，全力迎接“双碳”，例如2021年10月，中央政府成立碳达峰碳中和工作领导小组，构建碳达峰碳中和“1+N”政策体系，全面统筹碳中和碳达标工作。
2021-2022年我国光伏发展相关政策及重要讲话
| 时间 | 主要内容 |
| 2021年2月 | 国务院《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》提出，提升可再生能源利用比例，大力推动风电、光伏发电发展。 |
| 2021年4月 | 国家能源局《2021年能源工作指导意见》提出，非化石能源发电装机力争达到11亿千瓦左右。 |
| 2021年5月 | 国家能源局《2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》提出，2021年，全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达到11%左右，后续逐年提高，确保2025年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右；2021年保障性并网规模不低于9000万千瓦；户用光伏发电项目国家财政补贴预算额度为5亿元。 |
| 2021年6月 | 国家能源局《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》提出，实施整县推进以促进分布式光伏发展，截止到21年9月最终审批量达676个县。 |
| 2021年7月 | 国家发改委《关于进一步完善分时电价机制的通知》提出，上年或当年预计最大系统峰谷差率超过40%的地方，峰谷电价价差原则上不低于4:1；其他地方原则上不低于3:1。 |
| 2021年9月 | 国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出，非化石能源消费比重在2025年、2030年、2060年分别达20%、25%、80%以上；到2030年风电太阳能总装机达12亿千瓦以上。 |
| 2021年10月 | 习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会提出并强调，中国将构建起碳达峰、碳中和“1+N”政策体系；在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目，第一期装机容量约1亿千瓦的项目，近期正在组织开工。 |
| 2021年10月 | 国家发改委《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》指出，将燃煤发电市场交易价格浮动范围由现行的上浮不超过10%、下浮原则上不超过15%，扩大为上下浮动原则上均不超过20%。 |
| 2021年11月 | 人民银行通过“先贷后借”的直达机制，对金融机构向碳减排重点领域内相关企业发放的符合条件的碳减排贷款，按贷款本金的60%提供资金支持，利率为1.75%。 |
| 2021年11月 | 国家机关事务管理局、国家发改委、财政部、生态环境部《深入开展公共机构绿色低碳引领行动促进碳达峰实施方案》提出，到2025年公共机构新建建筑可安装光伏屋顶面积力争实现光伏覆盖率达到50%。 |
| 2021年12月 | 国家能源局、国家发改委印发《第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电、光伏基地建设项目清单的通知》，涉及19省份，规模总计97.05GW。 |
| 2022年2月 | 国家发改委、国家能源局《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》提出，深化能源领域体制机制改革创新，加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。 |
| 2022年2月 | 国家发改委、国家能源局《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》提出，到2030年，规划建设风光基地总装机约4.55亿千瓦；其中，"十四五"时期约2亿千瓦，“十五五"时期约2.55亿千瓦。 |
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因此，在政策利好、补贴红利驱动下，光伏产业发展加速，分布式光伏成为行业重点，硅片需求旺盛。据中国光伏行业协会（CPIA）相关资料，2021年，分布式光伏装机29.28GW，占全部新增光伏发电装机的53.4%，户用装机达21.6GW，占新增光伏装机约39.4%，我国太阳能级硅片市场的单晶硅片渗透率达94.5%，较2016年增长75%。
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据CPIA预测，2022-2025年，我国年均光伏新增装机量将达 83-99GW，按 1:1.25 容配比计算，对硅片的需求为103.75-123.75GW；2022-2025年全球新增光伏装机量将达228-252GW，对硅片需求量为285-315GW。
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三、发展现状
1、单晶硅片由P型转向N型升级
根据数据显示，2021年，单晶硅片（p型+n型）市场占比约94.5%，其中p型单晶硅片市场占比增长到90.4%，n型单晶硅片约4.1%。随着下游市场需求不断上升，单晶硅片份额占比将进一步扩大，并且N型硅片掺磷，改善光致衰减（LID）和热辅助光诱导衰减（LeTID），其单晶硅片占比持续提升。
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与此同时，N型电池推升N型单晶硅片需求。根据数据显示，2021年，N型TOPCon 电池平均转换效率达到24%，异质结电池平均转换效率达到24.2%，IBC电池平均转换效率达到24.1%，并且在生产成本的降低及良率提升的同时，n型电池逐渐成为电池技术主要发展方向之一。据 PVInfolinkg数据，预计到2022年年底，TOPCon电池产能有望超过60GW，HJT产能有望达到15GW，N型电池产能增长将推升N型硅片产量需求。
2021-2030年各种电池技术平均转换效率变化情况
| 分类 | 2021年 | 2022年 | 2023年 | 2025年 | 2027年 | 2030年 | |
| p型多晶 | BSFp型多晶黑硅电池 | 19.50% | 19.50% | 19.70% | - | - | - |
| PERCp型多晶黑硅电池 | 21.00% | 21.10% | 21.30% | 21.50% | 21.70% | 21.90% | |
| p型单晶 | PERCp型铸锭单晶电池 | 22.40% | 22.60% | 22.80% | 23.00% | 23.30% | 23.60% |
| PERCp型单晶电池 | 23.10% | 23.30% | 23.50% | 23.70% | 23.90% | 24.10% | |
| n型单晶 | TopCon单晶电池 | 24.00% | 24.30% | 24.60% | 24.90% | 25.20% | 25.60% |
| 异质结电池 | 24.20% | 24.60% | 25.00% | 25.30% | 25.60% | 26.00% | |
| IBC电池 | 24.10% | 24.50% | 24.80% | 25.30% | 25.70% | 26.20% |
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2、硅片大尺寸趋势下，单晶炉升级改造需求增加
根据数据显示，182mm和210mm尺寸合计占比由2020年的4.5%迅速增长至2021年的45%，占比将持续扩大，而166mm是目前国内电池产线可升级的最大尺寸方案，也是近2年的过渡尺寸，硅片大尺寸趋势明显。不过，随着单个硅片尺寸不断扩大，其拉晶环节的单位成本、单块组件电池片数均有所降低，转换效率及功率进一步提升，单瓦成本也随之下降。
根据相关资料可知，假设电池转化效率 22.8%，则对应的G12170μm单晶硅片在电池环节单瓦硅成本为0.749元/W，与 G1170μm相比硅成本降低0.0552元/W，与M6170μm相比硅成本降低0.0061元/W。
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3、产能、产量及市场需求量均快速增长，技术研发不断提升
近年来，受益于光伏、半导体等下游需求旺盛及各企业产能布局进程加快，我国单晶硅片产能及产量保持快速增长趋势。根据数据显示，2020年我国单晶硅产能达229GW/年，同比增长99.1%，产量为118GW，同比增长31.1%；预计到2021年产能将增长至264GW/年，产量将达到149GW。
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在市场需求量方面，在半导体及光伏等高科技附加值产业快速发展及国家政策大力支持下，单晶硅片重要性愈发明显，市场需求量随之增长。根据数据显示，2021年我国单晶硅行业市场规模达459.74亿元，同比增长20.9%。同时，我国单晶硅片行业技术研发力度不断加大，相关专利申请数量随之增加，截至2021年国内单晶硅相关专利申请数量达1972件，同比下降1.7%。
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数据来源：观研天下整理（WYD）
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