15| 光伏行业（上）:上游产业的核心竞争力是什么2022-04-01

太阳能光伏行业的技术发展
太阳能光伏上游产业的核心竞争实力就是增大规模，减少成本。因为上一波最重要的技术改进，也就是从多晶硅到单晶硅这一步，在今天已经完成了，于是现在大家拼的就是直径更大，切片厚度更薄，产量更大。

一.技术更新周期长

太阳能光伏产业，上游负责制造硅片，中游负责制造电池，下游负责制造电力系统。
相比较而言，上游的技术发展路径比较单一，主要在拼规模和成本。中游的技术发展路径比较多元，决定了电池的性能，可选择的余地大，但难度也大。下游的技术含量比较低，原料种类多，产业分散。
这种设备一用就是二三十年，一旦安装好以后，除非老化到维护费用已经超过了它发电带来的收益，否则是不会换掉的。

二.太阳能电池发电的原理

太阳能电池把光变成电，转变就需要介质，这个介质其实就是掺了杂质的半导体。

硅原子最外层的电子是 4 个，虽然外层有 8 个电子才是最稳定的，但 4 个也很稳定，既不特别倾向于从其他地方抓来电子，也不特别倾向于自身丢失电子，所以我们叫它半导体。人们正是利用硅的这个特点，往硅的晶体里掺入不同类型的杂质，让它们构成的基础材料呈现出易于抓取电子或者失去电子的特性。
1.易于抓取周围电子的掺杂方式，就是向硅里添加一些外层电子数是 3 的元素，比如硼。
2.反过来，我们也可以用最外层电子数是 5 的元素，比如磷，给纯硅掺杂，让它易于失去电子

三.上游产业拼规模

制造芯片使用的硅，目前 5nm 工艺下的纯度要求是 99.999999999%，11 个 9；而太阳能行业，只需要 6 - 9 个 9。

由于中国大基建推动得比较早，所以今天全球太阳能用到的硅的大部分产能都在中国。

2020 年，全球多晶硅的产量是 52 万吨，其中 40 万吨是中国生产的，占比全球的 3/4 以上。而在中国国内，硅产能也非常集中，前 4 家企业的产能总和占全球产能的 40%。

所以，今天太阳能光伏产业的上游已经没有给新成立的企业留下什么机会了。除非出现底层技术的更新换代，比如不再使用硅了，而是切换到钙钛矿材料，那才会出现新的机会。

四.上游的技术改进

光伏产业的上游面临的主要挑战就是，降低晶硅的成本。

晶硅一直分为单晶硅和多晶硅，区别就是晶格排列的一致性。在 2016 年的时候，市场中 80% 的光伏板使用的都是多晶硅。但由于技术成本的降低，今天 90% 的光伏板都使用单晶硅了。可以说，多晶硅的生产线将在未来几年内在全球范围内被完全淘汰。

1.除了切换到单晶硅外，硅晶圆的半径也在向着越来越大的方向发展。
2.此外，上游企业对晶硅的另一个改进，就是尽量减少厚度。