2021年中國晶硅電池片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、晶硅電池片的回收再利用技術(shù)及步驟分析[圖]

    一、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

    1、太陽能的優(yōu)勢

    太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。在太陽能的有效利用當(dāng)中;大陽能光電利用是近些年來發(fā)展最快，最具活力的研究領(lǐng)域，是其中最受矚目的項(xiàng)目之一。當(dāng)今世界正面臨著空前的環(huán)境和能源危機(jī),煤炭、原油、天然氣等傳統(tǒng)能源將在未來40~60年枯竭。這些化石能源的缺乏,嚴(yán)重制約著世界經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。為此，人們研制和開發(fā)了太陽能電池。
與此同時,化石燃料燃燒產(chǎn)生的大量CO2加劇了全球溫室效應(yīng)。世界各國開始重視開發(fā)安全、清潔、高效的新興能源。

太陽能作為一種新興的可再生能源具有如下優(yōu)勢:

資料來源：智研咨詢整理

    因此太陽能顯現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。在眾多太陽能電池中,晶體硅太陽能電池一直占據(jù)光伏市場的主導(dǎo)地位。

    2、晶硅太陽電池片產(chǎn)能、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)換效率

    智研咨詢發(fā)布的《2021-2027年中國電池片行業(yè)競爭格局分析及市場需求前景報(bào)告》顯示：2020年全球晶硅太陽電池片總產(chǎn)能達(dá)到249.4GW，總產(chǎn)量達(dá)到163.4GW。大部分頭部電池企業(yè)產(chǎn)能利用率全年并未受新冠疫情影響，仍保持90%以上開工率。

2020年 全球晶硅太陽電池片總產(chǎn)能產(chǎn)量

資料來源：CPIA、智研咨詢整理

    從生產(chǎn)企業(yè)看，晶硅太陽電池片環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步提升，尤其頭部企業(yè)占比逐年提升。2020年全球晶硅太陽電池片前十企業(yè)產(chǎn)量合計(jì)達(dá)到108.1GW，占全球總產(chǎn)量66.2%。

2020年全球晶硅太陽電池片產(chǎn)量前十企業(yè)占比（單位：GW、%）

資料來源：CPIA、智研咨詢整理

    全球電池片產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向中國集中。2020年全球晶硅太陽電池片產(chǎn)量前十企業(yè)中中國企業(yè)占據(jù)九席。2020年中國大陸電池片總產(chǎn)能已達(dá)到201.2GW，同比增加22.8%，占全球總產(chǎn)能的80.7%。

2019-2020年中國晶硅電池片產(chǎn)能

資料來源：CPIA、智研咨詢整理

    2020年中國晶硅電池片產(chǎn)量約為134.8GW，同比增長22.2%，占全球產(chǎn)量82.5%，其中，排名前五企業(yè)產(chǎn)量占國內(nèi)電池片總產(chǎn)量的53.2%，其中前4家企業(yè)產(chǎn)量超過10GW。預(yù)計(jì)2021年中國電池片產(chǎn)量將超過152GW。

2019-2021年中國晶硅電池片產(chǎn)量

資料來源：工信部、光伏協(xié)會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

2020年中國晶硅電池片產(chǎn)能產(chǎn)量占全球比重

資料來源：工信部、光伏協(xié)會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    從生產(chǎn)布局可以看出，2020年全球晶硅電池片環(huán)節(jié)生產(chǎn)布局依然集中在亞洲區(qū)域，亞洲產(chǎn)能主要集中在中國大陸地區(qū)，其中在2020年新投產(chǎn)的大部分產(chǎn)能為大尺寸PERC單晶高效電池。2020年中國規(guī)?；a(chǎn)的P型單晶電池均采用PERC技術(shù)，平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22.8%，較2019年提高0.5個百分點(diǎn)，先進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23%；采用PERC技術(shù)的黑硅多晶電池片轉(zhuǎn)換效率達(dá)到20.8%，較2019年提高0.3個百分點(diǎn)；2020年常規(guī)黑硅多晶電池效率約19.4%，僅較2019年提升0.1個百分點(diǎn)。

2019-2020年中國各類型晶硅電池片轉(zhuǎn)換效率

資料來源：工信部、光伏協(xié)會、賽迪智庫集成電路研究所、智研咨詢整理

    3、進(jìn)出口

    2016-2021年上半年，中國太陽能晶硅電池片（85414020）總呈下降態(tài)勢，出口數(shù)量呈增長趨勢，2021年上半年，中國太陽能晶硅電池片（85414020）進(jìn)口數(shù)量2.23億個，太陽能晶硅電池片（85414020）出口數(shù)量16.67億個。

2016-2021年上半年中國太陽能晶硅電池片（85414020）進(jìn)出口數(shù)量

資料來源：中國海關(guān)、智研咨詢整理

    從太陽能晶硅電池片（85414020）進(jìn)出口金額來看，2021年上半年，中國太陽能晶硅電池片（85414020）進(jìn)口金額2.04億美元，接近2020年全年的2.3億元的進(jìn)口額；太陽能晶硅電池片（85414020）出口金額121.08億美元。

2016-2021年中國太陽能晶硅電池片（85414020）進(jìn)出口金額

資料來源：中國海關(guān)、智研咨詢整理

    二、多晶硅太陽能電池片的回收再利用技術(shù)及步驟分析

    在眾多太陽能電池中,晶體硅太陽能電池一直占據(jù)光伏市場的主導(dǎo)地位。晶硅太陽能電池光伏系統(tǒng)主要包含硅、鋁、銀、銅、玻璃和塑料等材料。其中,電池的主要部分——多晶硅具有很高的回收價值,其余的材料如鋁背板、銀柵線、鍍錫銅線和玻璃等的回收價值也不可小覷。此外,隨著太陽能電池固體廢棄物的大幅增長,也使得研發(fā)太陽能電池片的低成本回收技術(shù)勢在必行。

目前,國外比較先進(jìn)的回收太陽能電池片的技術(shù)有以下兩種:

資料來源：智研咨詢整理

    我國對太陽能電池回收的研究集中在包括各個組件的整體回收,但尚未有成熟的技術(shù)手段來解決組件中單個組分的回收利用問題。且國外對太陽能電池片的回收技術(shù)也存在一定問題,比如反應(yīng)時間長、能耗大等。
我們可以通過依次去除鋁背電極、銀正電極及氮化硅減反射膜三個步驟回收硅晶片。從廢棄的太陽能電池片中回收多晶硅原材料對于環(huán)境保護(hù)和材料的循環(huán)再利用具有重要意義。

回收硅晶片的三個步驟

資料來源：智研咨詢整理