光伏發(fā)電電芯測(cè)試與模組集成技術(shù)分析

光伏發(fā)電電芯測(cè)試與模組集成技術(shù)分析光伏發(fā)電電芯測(cè)試與模組集成技術(shù)電芯測(cè)試與模組集成是儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的主要內(nèi)容之一，是儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用的關(guān)鍵步驟，也是連接電芯生產(chǎn)與下游應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。模組集成的優(yōu)劣對(duì)于鋰電池系統(tǒng)的能量密度、安全性、功能性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性至關(guān)重要。同時(shí)，基于下游應(yīng)用的定制化設(shè)計(jì)能力對(duì)于解決電芯、電氣件、結(jié)構(gòu)件等電池模組部件的有機(jī)結(jié)合至關(guān)重要。通過優(yōu)質(zhì)的整體設(shè)計(jì)、高可靠性電池管理系統(tǒng)、高效熱管理技術(shù)及精確的檢測(cè)技術(shù)等成熟技術(shù)的交互使用，電池組各模塊可實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，保障核心儲(chǔ)能裝置電芯的安全性和穩(wěn)定性。中國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)中游分析（一）中國(guó)光伏發(fā)電市場(chǎng)現(xiàn)狀光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能，近年來，我國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年1-7月中國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量34351萬千瓦，同比增長(zhǎng)26．7%。光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量3773萬千瓦，同比增加1979萬千瓦。（二）太陽能電池板太陽能電池板是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，電池板包括電池片、光伏組件等。近年來，得益于我國(guó)鼓勵(lì)發(fā)展新能源的優(yōu)惠政策，太陽能電池片產(chǎn)量增長(zhǎng)勢(shì)頭良好。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)太陽能電池片產(chǎn)量197．9GW，同比增長(zhǎng)46．90%。隨著電池片環(huán)節(jié)的技術(shù)更迭速度日益加快，技術(shù)水平領(lǐng)先、產(chǎn)能結(jié)構(gòu)合理的企業(yè)持續(xù)擴(kuò)大市場(chǎng)份額，其所生產(chǎn)的光電轉(zhuǎn)換效率高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、具有成本優(yōu)勢(shì)的大尺寸電池片產(chǎn)品是下游組件市場(chǎng)需求的主流。預(yù)計(jì)2022年我國(guó)太陽能電池片產(chǎn)量有望達(dá)233．8GW。太陽能電池片處于光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈中游，是光伏發(fā)電的核心器件。根據(jù)PVInfoLink調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年通威再度拿下全球電池片出貨量冠軍，愛旭股份緊隨其后，三四五名分別為潤(rùn)陽、潞安、中宇。和此前PVInfoLink公布的2021年上半年電池片出貨量保持一致。隨著中國(guó)光伏新增裝機(jī)容量不斷增加，中國(guó)光伏組件產(chǎn)量也不斷增加。2020年光伏組件產(chǎn)量突破120GW，2021年光伏組件產(chǎn)量再創(chuàng)新高達(dá)到182GW，同比增長(zhǎng)46．1%。據(jù)悉，我國(guó)光伏組件產(chǎn)量連續(xù)15年居全球首位。預(yù)計(jì)2022年光伏組件產(chǎn)量將達(dá)235GW。從企業(yè)生產(chǎn)情況來看，2021年，組件環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)集聚度繼續(xù)提升。前五家、前十家、前二十家企業(yè)的產(chǎn)量增速依次遞減，TOP5和之后的企業(yè)相比增速差距加大，TOP5企業(yè)市占率繼續(xù)上升至突破50%，達(dá)到56．2%，頭部企業(yè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)明顯。（三）智能控制器近年來，得益于我國(guó)擁有廣闊的終端產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)、完善的電子產(chǎn)業(yè)配套體系以及充足的勞動(dòng)力資源，全球智能控制器產(chǎn)業(yè)逐漸向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，我國(guó)智能控制器市場(chǎng)規(guī)模不斷增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)智能控制器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)23746億元，同比增長(zhǎng)10．2%。預(yù)計(jì)2022年我國(guó)智能控制器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)31813億元。目前，我國(guó)智能控制器企業(yè)眾多，競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散，主要原因是智能控制器產(chǎn)品迭代快。從市場(chǎng)份額來看，智能控制器行業(yè)龍頭企業(yè)分別是拓邦股份與和而泰，市場(chǎng)占有率分別為0．23%、0．19%，其次是朗科智能與和晶科技，市場(chǎng)占有率均為0．07%，貝仕達(dá)克和振邦智能市場(chǎng)占有率均為0．04%。（四）光伏逆變器得益于國(guó)內(nèi)齊全的產(chǎn)業(yè)鏈、充分的政策支持、相對(duì)廉價(jià)優(yōu)質(zhì)的高素質(zhì)勞動(dòng)力、充分的競(jìng)爭(zhēng)等方面因素，國(guó)內(nèi)光伏廠商在過去十年在全球市場(chǎng)中迅速成長(zhǎng)。2018年，國(guó)內(nèi)出臺(tái)531政策，大型電站項(xiàng)目規(guī)模驟減，國(guó)內(nèi)企業(yè)開始向海外市場(chǎng)發(fā)力。在國(guó)內(nèi)與海外市場(chǎng)共同的帶動(dòng)下，中國(guó)光伏逆變器產(chǎn)量不斷突破新高，2020年達(dá)100．7GW，同比增長(zhǎng)37%，預(yù)計(jì)2022年將增長(zhǎng)至140GW。中國(guó)光伏逆變器市場(chǎng)集中度不斷提升。從產(chǎn)量來看，2020年陽光電源市場(chǎng)占有率超35%，上能電氣市場(chǎng)占有率為7．3%。正泰電器、科士達(dá)占有率分別為2．5%、1．7%。中國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)下游分析（一）集中式光伏電站2021年我國(guó)集中式光伏電站新增2560．07萬千瓦，截至2021年底，我國(guó)集中式光伏電站累計(jì)裝機(jī)1．98億千瓦。2022年一季度集中式光伏新增裝機(jī)容量434．1萬千瓦。截至2022年3月，集中式光伏裝機(jī)容量2．02億千瓦。（二）分布式光伏電站近年來，我國(guó)光伏新增裝機(jī)容量不斷增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2021年全國(guó)光伏新增裝機(jī)容量54．88GW，其中分布式光伏容量29GW，約占全部新增光伏發(fā)電裝機(jī)的53．4%，首次超過集中式電站。2022年上半年，全國(guó)光伏新增裝機(jī)容量19．65GW，同比增長(zhǎng)125%。根據(jù)《2022年上半年光伏發(fā)電建設(shè)運(yùn)行情況》，2022年上半年，集中式新增裝機(jī)11．23GW，占比36%；分布式新增裝機(jī)19．65GW，占比達(dá)到64%，其中，戶用新增裝機(jī)8．91GW，占比29%；工商業(yè)新增10．74GW，占比35%。工商業(yè)分布式光伏已逐步成為分布式裝機(jī)主力。（三）光伏產(chǎn)品光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：一是為無電場(chǎng)合提供電源，主要為廣大無電地區(qū)居民生活生產(chǎn)提供電力，還有微波中繼電源、通訊電源等，另外，還包括一些移動(dòng)電源和備用電源；二是太陽能日用電子產(chǎn)品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等；三是并網(wǎng)發(fā)電，在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)大面積推廣實(shí)施。中國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料，包括硅礦石、硅料、硅片、銀漿等；產(chǎn)業(yè)鏈中游為光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要由太陽能電池板（組件）、控制器、蓄電池組（可無）、逆變器等設(shè)備組成，其中太陽能電池板由電池片和電池組件組成；產(chǎn)業(yè)鏈下游則是光伏發(fā)電站以及光伏應(yīng)用產(chǎn)品。從光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈上游來看，硅料領(lǐng)域供應(yīng)商主要有通威股份、新特能源、保利協(xié)鑫等；硅片領(lǐng)域供應(yīng)商有隆基股份、中環(huán)能源、晶科能源等。從產(chǎn)業(yè)鏈中游來看，電池片方面我國(guó)通威股份、恒星科技、中利集團(tuán)等企業(yè)已處在領(lǐng)先地位；光伏組件方面，隆基股份、晶澳科技為龍頭企業(yè)；光伏逆變器方面，陽光能源、錦浪科技、上能電氣排名前列。光伏發(fā)電行業(yè)技術(shù)發(fā)展歷程光伏發(fā)電行業(yè)技術(shù)發(fā)展主要是由光伏電池技術(shù)路線演變拉動(dòng)的，從以硅系電池為代表的第一代光伏電池、到以銅銦稼硒（CIGS）、銻化鎘（CdTe）和砷化鎵（GaAs）等材料的薄膜電池為代表的第二代光伏電池，如今光伏電池技術(shù)已發(fā)展至第三代，第三代光伏電池技術(shù)主要包括有機(jī)太陽能電池、銅鋅錫硫化物電池、鈣鈦礦太陽能電池、染料敏化太陽能電池、量子點(diǎn)太陽能電池等，具有薄膜化、轉(zhuǎn)換效率高、原料豐富且無毒的優(yōu)勢(shì)。近年來，我國(guó)出臺(tái)一系列光伏發(fā)電技術(shù)及研發(fā)的相關(guān)政策，通過政策指導(dǎo)，行業(yè)加快光伏發(fā)電技術(shù)的推廣和革新，促進(jìn)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。中國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)上游隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)硅行業(yè)總體運(yùn)行平穩(wěn)，行業(yè)供需兩旺，價(jià)格大幅上漲。2021年，中國(guó)工業(yè)硅產(chǎn)量261萬噸，同比增長(zhǎng)24．3%。據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年上半年，我國(guó)工業(yè)硅產(chǎn)量143．6萬噸，同比增長(zhǎng)26．9%。（一）硅料多晶硅位于光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)上游，是發(fā)展光伏發(fā)電不可或缺的材料。近年來，我國(guó)多晶硅產(chǎn)量持續(xù)擴(kuò)大。多晶硅產(chǎn)量由2017年的24．2萬噸增至2020年的39．2萬噸。2022年上半年，我國(guó)多晶硅產(chǎn)量約36．5萬噸，同比增長(zhǎng)53．4%。中國(guó)多晶硅行業(yè)集中度較高，CR6占比77%，且有進(jìn)一步上升趨勢(shì)。由于多晶硅生產(chǎn)屬于高資金、高技術(shù)壁壘的行業(yè)，項(xiàng)目建設(shè)、投產(chǎn)周期通常長(zhǎng)達(dá)兩年及以上，因此新廠商進(jìn)入該行業(yè)較為困難。其中，通威集團(tuán)以15%的產(chǎn)量占比位居第一，其次是新疆大全、新特能源占比14%，江蘇中能、東方希望占比13%，協(xié)鑫集成占比8%。（二）硅片近年來，我國(guó)硅片產(chǎn)量總體呈逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2017年至2021年產(chǎn)量從92GW增長(zhǎng)至194．7GW，約占全球比重的97%。我國(guó)硅片企業(yè)憑借在單晶連續(xù)拉棒和金剛線切割方面的技術(shù)創(chuàng)新以及低電價(jià)區(qū)位布局資源優(yōu)勢(shì)，建立了生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步鞏固了硅片產(chǎn)業(yè)在全球的領(lǐng)先地位。預(yù)計(jì)2022年我國(guó)硅片產(chǎn)量將達(dá)到234．8GW。全球硅片產(chǎn)能規(guī)模前十企業(yè)均為中國(guó)企業(yè)，這十家企業(yè)產(chǎn)能合計(jì)約227GW，占全球硅片總產(chǎn)能的91．7%，產(chǎn)量合計(jì)約156GW，占全球硅片總產(chǎn)量的92．9%。目前隆基綠能和中環(huán)股份在單晶硅片市場(chǎng)的占有率合計(jì)達(dá)50%以上，硅片行業(yè)呈現(xiàn)雙寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局。同時(shí)，由于光伏裝機(jī)需求持續(xù)增長(zhǎng)，行業(yè)技術(shù)快速進(jìn)步，其他擁有客戶、技術(shù)、資金等優(yōu)勢(shì)的硅片企業(yè)仍有較大發(fā)展空間，硅片市場(chǎng)格局仍處于動(dòng)態(tài)變化中。（三）銀漿光伏銀漿作為制備太陽能電池金屬電極的關(guān)鍵材料，其品質(zhì)直接影響著電池的光電性能。2021年全球光伏銀漿供應(yīng)量預(yù)計(jì)在3518噸左右，相較2020年增加13．2%。我國(guó)高溫光伏銀漿行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局中，帝科股份占比最大達(dá)13%，其次為蘇州固锝占比10%，常州聚合占比8%。2021年三大光伏銀漿企業(yè)總產(chǎn)能2700噸，總產(chǎn)量1708噸。我國(guó)光伏行業(yè)發(fā)展至第四階段我國(guó)光伏行業(yè)于2005年左右受歐洲市場(chǎng)需求拉動(dòng)起步，十幾年來實(shí)現(xiàn)了從無到有、從有到強(qiáng)的跨越式大發(fā)展，建立了完整的市場(chǎng)環(huán)境和配套環(huán)境，已經(jīng)成為我國(guó)為數(shù)不多、可以同步參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)并達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也成為我國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一張嶄新名片和推動(dòng)我國(guó)能源變革的重要引擎。目前我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在制造規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、應(yīng)用市場(chǎng)拓展、產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)等方面均位居全球前列，已形成了從高純度硅材料、硅錠/硅棒/硅片、電池片/組件、光伏輔材輔料、光伏生產(chǎn)設(shè)備到系統(tǒng)集成和光伏產(chǎn)品應(yīng)用等完整的產(chǎn)業(yè)鏈，并具備向智能光伏邁進(jìn)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年，我國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量為1513萬千瓦。2018年，受光伏531新政影響，各地光伏發(fā)電新增項(xiàng)目有所下滑，全年新增裝機(jī)容量出現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，從2017年的5306萬千瓦下降至4426萬千瓦。2019年，國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)仍然呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，下降至3011萬千瓦。2019年對(duì)需要國(guó)家補(bǔ)貼的項(xiàng)目采取競(jìng)爭(zhēng)配置方式確定市場(chǎng)規(guī)模，因政策出臺(tái)時(shí)間較晚，項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間不足半年，很多項(xiàng)目年底前無法并網(wǎng)，再加上補(bǔ)貼拖欠導(dǎo)致民營(yíng)企業(yè)投資積極性下降等原因，截止2019年底競(jìng)價(jià)項(xiàng)目實(shí)際并網(wǎng)量只有目標(biāo)規(guī)模的三分之一。2020年，在未建成的2019年競(jìng)價(jià)項(xiàng)目、特高壓項(xiàng)目，加上新增競(jìng)價(jià)項(xiàng)目、平價(jià)項(xiàng)目等拉動(dòng)下，預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)新增光伏市場(chǎng)將恢復(fù)性增長(zhǎng)。十四五期間，隨著應(yīng)用市場(chǎng)多樣化以及電力市場(chǎng)化交易、隔墻售電的開展，新增光伏裝機(jī)將穩(wěn)步上升，中國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量為4820萬千瓦。累計(jì)裝機(jī)容量方面，據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年以來，我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量增長(zhǎng)迅速。2015年，全國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量為4318萬千瓦，到2020年已經(jīng)增長(zhǎng)至25300萬千瓦。從一定程度上說，我國(guó)的光伏發(fā)電正在迅速發(fā)展起來。據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年以來，我國(guó)光伏發(fā)電量增長(zhǎng)迅速。2013年，全國(guó)光伏發(fā)電量?jī)H為91億千瓦時(shí)，到2019年，全國(guó)光伏發(fā)電量2238億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)26．08%。截止2020年底，全國(guó)光伏發(fā)電量為2605億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)16．4%。光伏發(fā)電行業(yè)技術(shù)概況光伏發(fā)電一般分為兩類：集中式發(fā)電和分布式發(fā)電，集中式發(fā)電主要為大型地面光伏系統(tǒng);分布式發(fā)電主要應(yīng)用于商業(yè)/工業(yè)、建筑屋頂。光伏發(fā)電行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈中游為電池片、電池組件和系統(tǒng)集成，其中各類光伏電池技術(shù)為重點(diǎn)技術(shù)路線。根據(jù)半導(dǎo)體材料的不同，光伏電池技術(shù)主要包括晶硅電池、薄膜電池以及疊層和新結(jié)構(gòu)電池（第三代電池）。晶硅電池是研究最早、最先進(jìn)入應(yīng)用的第一代太陽能電池技術(shù)，按照材料的形態(tài)可分為單晶硅電池和多晶硅電池，其中單晶硅電池根據(jù)基體硅片摻雜不同又分為P型電池和N型電池。目前應(yīng)用最為廣泛的單晶PERC電池即為P型單晶硅電池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太陽能電池技術(shù)主要是指N型單晶硅電池。薄膜光伏電池分為硅基薄膜電池和化合物薄膜電池，以銅銦稼硒（CIGS）、銻化鎘（CdTe）和砷化鎵（GaAs）等的化合物薄膜電池為代表。疊層、新結(jié)構(gòu)電池包括有機(jī)太陽能電池、銅鋅錫硫化物電池、鈣鈦礦太陽能電池、染料敏化太陽能電池、量子點(diǎn)太陽能電池等。我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快光伏發(fā)電作為綠色能源的一種，是我國(guó)邁向碳中和碳達(dá)峰，進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展中的重要一環(huán)。從累計(jì)裝機(jī)容量方面來看，據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年以來，我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量增長(zhǎng)迅速。2015年，全國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量為4318萬千瓦，到2020年已經(jīng)增長(zhǎng)至25300萬千瓦。從一定程度上說，我國(guó)的光伏發(fā)電正在迅速發(fā)展起來。戶用型光伏是分布式光伏發(fā)電的主要形式，戶用型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的工作原理是太陽能電池板接收太陽