清洁能源指的是不排放污染物的能源。它能够节约常规能源，还能减轻环境的污染以及生态的破坏。清洁能源对生态环境没有破坏，不会排放或者是极少量排放污染物。常见的清洁能源包含太阳能、生物能、氢能、风能、海洋能、地热能、水能。

本次我们着重分析太阳能，即光伏发电。

一、光伏产业链上市公司介绍

（一）上游公司（提供硅材料）

硅：合盛硅业

硅料：通威股份、保利协鑫、新特能源、大全能源、东方希望

硅片：隆基股份、中环股份、保利协鑫、京运通

耗材：美畅股份、金博股份

中游公司涉及电池片制造，还有光伏组件，以及光伏玻璃、背板、EVA 胶膜、逆变器等。

通威股份从事电池片制造；隆基股份进行电池片制造；天合光能在进行电池片制造；山煤国际参与电池片制造；爱康科技从事电池片制造；东方日升进行电池片制造；晶澳科技从事电池片制造；晶科科技进行电池片制造；拓日新能从事电池片制造。

组件包括晶科科技、晶澳科技、隆基股份、协鑫集成、顺风光电、东方日升、天合光能、阳光电源、亿晶光电、阿特斯、中利集团，这些组件就是做成的一块一块的太阳能电池板。

信义光能属于光伏玻璃领域；福莱特也是光伏玻璃企业；彩虹新能源从事光伏玻璃业务；亚玛顿在光伏玻璃方面有发展；南玻 A 涉及光伏玻璃；旗滨集团同样与光伏玻璃相关。

背板：中来股份、赛伍技术

胶膜方面有福斯特、海优新材、斯威克、联泓新科、东方盛虹（斯尔邦）、回天新材、天晟新材、高盟新材。胶膜通常起到用 EVA 材料进行用料填充并支撑组件等作用。

逆变器包括阳光电源、特变电工、固德威、锦浪科技、科士达、正泰电源、上能电气。光伏发电产生的电为直流电，因此需要将其逆变成为交流电，而后并入电网，这样才能供老百姓使用。

光伏支架：中信博、爱康科技、意华股份、清源股份、振江科技

设备包括晶盛机电、上机数控、京运通、捷佳伟创、连城数控、迈为股份、帝尔激光、奥特维、金辰股份、天龙光电、精功科技、北方华创、先导智能，这些设备可以说是在光伏生成环节中处于一个被动受益的板块。

（三）下游应用（发电和储电）

运营商包括三峡能源、爱康科技、晶科科技、太阳能、天合光能、特变电工、正泰电器、中利集团、华能水电、中国核电、大唐发电、华能国际、深圳能源、北方国际、湖北能源、中天科技。

储能的企业有宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、欣旺达、科华数据、国轩高科、亿华通、林洋能源、新雷能、孚能科技、科士达、骆驼股份、圣阳股份、科力远、保力新、易事特、雄韬股份、南都电源。

二、光伏行业简介

光伏发电是一种利用半导体界面的光生伏特效应来将光能直接转变为电能的技术。它作为一种清洁新能源，能够被广泛应用于高原、沙漠、戈壁、水面以及建筑屋顶等区域。光伏发电系统包含独立光伏发电系统、并网光伏发电系统以及分布式光伏发电系统。

（一）光伏发电系统

独立光伏发电也称作离网光伏发电。其中包含边远地区村庄的供电系统，还有太阳能户用的电源系统，以及太阳能路灯等各类带有蓄电池且能够独立运行的光伏发电系统。

并网光伏发电是太阳能组件产生直流电，经并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后直接接入公共电网。并网光伏发电包含集中式大型并网光伏电站和分布式小型并网光伏电站。集中式大型并网光伏电站的主要特点为，所发电能直接输送到电网，由电网统一调配来向用户供电，且具有电站投资大、建设周期长、占地面积大等特点。分布式小型并网光伏电站，尤其是光伏建筑一体化光伏发电，它的投资规模较小，建设速度较快，所占用的占地面积也比较小，并且能获得较大力度的政策支持，这些特点使得它成为并网光伏发电的主要发展方向。

多余或不足的电力通过联接电网来进行调节。

（二）光伏发电产业链

光伏发电系统主要包含三个大部分。其一为太阳能电池板（组件）；其二是光伏支架；其三是逆变器。

光伏发电产业链包含高纯多晶硅、硅棒/硅锭/硅片、光伏电池、光伏组件、光伏发电系统等部分。高纯多晶硅的生产处于上游，多晶铸锭/单晶拉棒、切片、光伏电池生产、光伏发电组件封装等环节处于中游，集中式光伏电站、分布式光伏电站等光伏发电系统处于下游。产业链示意图如下：

全球光伏行业发展概况

进入 21 世纪后，在有限资源以及环保要求日益严格的双重制约之下，能源需求在不断增大，同时环境保护也变得极为紧迫，成为了亟待解决的问题。而太阳能具备清洁性与可再生性，因此成为了替代传统能源的最佳方案之一。多年来进行研究和技术开发后，太阳能光伏组件价格大幅下降，同时太阳能转化效率得以提高，这使得太阳能光伏发电的商业化开发与应用成为可能。21 世纪初起，在德国和西班牙开展上网电价补贴政策的推动下，欧洲的太阳能光伏应用获得了快速发展。这三个国家成为了驱动全球光伏应用增长的主要动力。

全球各国光伏产业政策在推动，应用市场需求在拉动，全球光伏产业总体呈现出高速发展的态势线切割边角料回收，新增装机容量不断刷新历史新高。到 2019 年底的时候，全球累计光伏发电装机总量达到了 626GW。中国光伏行业协会数据显示，2020 年全球光伏市场新增装机量为 130GW。2020 年同比增长 13.04%。2020 年增幅较 2019 年上升了 4.55 个百分点。2007 至 2020 年间新增装机容量复合增长率达到了 33.87%。

光伏行业的发展历程为：应用地区从局部逐渐拓展到全球；价格从昂贵变得经济；应用场景从局限逐渐变得丰富。在 2011 年之前，全球市场一直由欧洲主导。比如欧洲最成熟的德国市场，2006 年其装机容量就达到了 3.2GW。2011 年，产能过剩、国际贸易摩擦、金融危机等因素对全球光伏产业产生了影响，使其进入低谷期；2013 年下半年，行业基本面有了些许好转，以中国为代表的新兴市场开始崛起；2015 年起，全球光伏电站投资持续快速增长，新增光伏装机容量从 2015 年的 53GW 提升到 2017 年的 102GW，光伏行业再度进入快速发展阶段；2018 年至 2020 年，尽管美国“201 法案”、中国“531 政策”给光伏行业带来了不利影响，但全球装机规模仍保持了较高的新增规模。

根据国际可再生能源署发布的《

《2050 年展望》显示，一次能源总供应量中可再生能源所占份额需从 2017 年的约 14％提升至 2050 年的约 65％。太阳能光伏将在全球电力行业的转型中处于引领地位。国际可再生能源署作出预测，2050 年太阳能光伏发电装机容量将会达到一定规模，2025 年太阳能光伏发电将达到总电力需求的 25％，此规模比 2017 年太阳能光伏发电的总量超出 10 倍以上。

国际能源署发布的《》表明，在太阳能光伏的推动下，2019 年至 2024 年间可再生能源发电装机容量会增长 50％，增长量是具体数值。其中，太阳能光伏发电装机容量将占据增长量的 60%。到 2024 年，全球发电中可再生能源的比例将从现在的 26%提升至 30%。

（四）我国光伏行业情况

1、我国光伏行业发展历程

光伏行业在我国起步比较晚，然而发展却很迅速。当下，它已经成为全球光伏产业发展的主要动力。我国的光伏行业在平价上网方面的发展能够划分成三个阶段。

2018 年及以前为政策引导阶段。此阶段的特点是行业发展的周期性波动主要是受政策所影响。

2019 年到 2020 年为平价上网过渡阶段。此阶段的特点是政策补贴的边际影响在降低。同时，技术迭代所带来的成本下降，正逐步成为推动行业发展的主要动力。

2019 年 1 月 9 日，国家发改委与国家能源局发布了《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》（发改能源[2019]19 号）。此通知提出了推进光伏发电无补贴平价上网的相关要求，以及一系列支持政策措施。这些举措旨在促进可再生能源的高质量发展，同时提高光伏发电的市场竞争力。国内光伏发电即将步入平价上网的时代，其对政策的依赖程度会逐渐降低。其一，光伏补贴的减少或许会对光伏电站的投资收益产生影响。其二，平价上网促使光伏发电技术不断进步，推动产业升级发展，进而促进了光伏行业生产成本的进一步下降，最终使得市场规模得以持续增长。

2021 年之后进入阶段三。在这个阶段，发电侧全面进入平价上网阶段。全国多数地区开始达成发电侧平价上网这一目标。并且，发电端实现平价上网之后，会推动配套设施不断完善。通过这些举措，最终实现用电端的平价上网。

2009 年之前，我国光伏行业发展起步晚且基数小。年新增装机容量和累计装机容量在当期全球总规模中所占比例都很小。2009 年之后，政府为支持光伏产业发展，先后制定并出台了一系列发展规划和补贴政策。这些政策鼓励在西部地广人稀地区建设集中式光伏电站，在中东部人口稠密地区发展屋顶、农业大棚、渔业养殖等分布式光伏电站。2012 年，新增装机容量一举成为全球第二大国家。2013 年起，我国新增装机容量每年都保持全球第一，成为真正的光伏大国。

2、我国光伏产业链布局完整，具有国际竞争力

中国拥有广阔的市场，在政策的推动下，孕育出了强大且完整的光伏产业链。中国的光伏产业链在全球范围内具备领先的规模优势。据中国光伏行业协会的统计可知，2019 年时，中国的多晶硅产量占全球的比例达 67.30%，硅片产量占比为 97.40%，光伏电池产量占比是 78.70%，光伏组件产量占比达 71.30%。

我国光伏产业链的技术在不断进步。我国自主研发的光伏电池创造了诸多实验室转换效率的世界纪录，商业化量产的电池和组件也多次刷新世界转换效率的纪录。目前，常规单晶硅电池的效率达到了 23.3%，常规多晶硅电池的效率达到了 19.3%。

从出口情况而言，2019 年我国的光伏产品出口额大概是 207.8 亿美元。此出口额与上一年相比增长了 29%。并且，这是自 2011 年“双反”事件之后，首次超过 200 亿美元。其中，硅片的出口额是 20 亿美元，出口量为 51.8 亿片（约 27.3GW），单晶硅片的出口量大概占 70%；电池片的出口额是 14.7 亿美元，出口量约为 10.4GW；组件的出口额是 173.1 亿美元，出口量约为 66.6GW。硅片的出口量超过 2018 年，创历史新高；光伏电池的出口量超过 2018 年，创历史新高；光伏组件的出口量超过 2018 年，创历史新高。

2020 年，我国光伏产品的出口总额大概是 197.5 亿美元，和上年相比下降了 5%。在这当中，硅片的出口额是 17.7 亿美元，出口量约为 27GW。电池片的出口额约为 9.9 亿美元，出口量约为 9GW，硅片和电池片的出口量与去年同期相比稍微有所下降。组件的出口额为 169.9 亿美元，出口量约 78.8GW，和上年相比增长了 18%。海外疫情爆发后，海外光伏市场需求的预期降低了，这使得二季度光伏产品价格大幅下降，这是光伏产品出口额下降的一个主要原因。与此同时，海外工厂的产能利用率下降，致使硅片、电池片的出口量也下降了。然而，全球以光伏为代表的可再生能源市场的发展并没有因疫情而受到较大影响，依然在继续拉动组件出口量的上升。

三、多晶硅料

多晶硅属于单质硅的一种形态。它呈现出银灰色，带有金属色泽，是一种晶体。这种晶体是以工业硅为原料，经过一系列的物理化学反应进行提纯后，达到了一定纯度的非金属材料。多晶硅具备半导体的性质，是当代在人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等领域广泛应用的半导体产品的基础材料。

多晶硅可按纯度要求及用途进行分类，分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅。太阳能级多晶硅主要是用于太阳能电池的生产制造。电子级多晶硅作为主要的半导体电子材料，在电子信息领域被广泛应用。太阳能发电具有独特特点，如储量丰富、安全可靠、无污染、分布广泛等，它被广泛认为是解决能源危机、环境问题等一系列重大问题的最佳选择。太阳能电池问世之后，硅材料凭借其具有高储量这一特点，以及较为成熟的工艺，还有洁净无污染的特性，同时具备较高的转换效率，并且性能稳定，从而成为了太阳能电池的主体材料。

- 按照外形，可分为块状和棒状。

目前多晶硅行业的生产方法主要有改良西门子法。中国光伏行业协会的数据显示，2020 年我国通过改良西门子法生产的多晶硅在全国总产量中所占比例约为 97.2%。

改良西门子法是这样进行的：用氯气和氢气合成氯化氢，接着氯化氢与工业硅粉在一定温度下生成三氯氢硅，之后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在还原炉内进行化学气相沉积反应以生产高纯多晶硅。它主要是在西门子法基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺，这样就实现了生产过程的闭路循环以及原料的循环利用，解决了西门子法还原过程单次转化率低的问题，提高了物料的使用率线切割边角料回收，降低了生产成本，同时也避免了副产品直接排放而污染环境。

生产工艺流程图如下：

主要工序具体内容如下：

（1）制氢：电解水制氢，并进行纯化，得到高纯度的氢气。

氯化氢合成：以原盐作为原料，借助电解盐水这一过程，能够得到氢气和氯气。接着，把氢气和氯气在合成炉里进行混合燃烧，之后便可获得合格的氯化氢，以供生产使用。同时，还能生产出副产品氢氧化钠、盐酸、次氯酸钠等。

工业硅粉与氯化氢在合成炉里进行反应，从而生成三氯氢硅（TCS），并且还会同时生成四氯化硅（TET）、二氯二氢硅（DCS）以及氢气等副产物。

三氯氢硅来自三氯氢硅合成车间，还有尾气回收系统回收的以及冷氢化系统生产的三氯氢硅混合物，需通过精馏这一方法来进行分离并除去杂质，以达到能满足多晶硅生产要求的纯度，最后供还原氢化车间使用。

还原工序中，通过精馏工序后的高纯三氯氢硅（TCS）与尾气回收装置送来的高纯氢气在还原炉内进行反应，反应生成的高纯多晶硅会附着在通电的硅芯上，并且同时会生成四氯化硅（TET）等副产物。

产品破碎整理的工作是，把还原炉内生产出来的多晶硅产品进行分类，接着进行破碎处理，然后进行筛分，之后进行称重，最后将其包装成合格的商品多晶硅。

四、单晶硅棒、硅片（单晶为主流，以单晶为例）

单晶硅棒的制造是光伏产业链中的中间环节。它由多晶硅原料加热熔化，再通过长晶技术制成。硅片的制造也是光伏产业链中的中间环节。硅片是将硅棒经过线切割机切割加工制成的，是制造太阳能单晶硅电池的基础原材料。

（一）单晶硅棒拉制工艺

生产配料时，需依据合同产品的技术要求，算出需要加入的参杂剂（硼合金或磷合金）的数量，称好重量后与多晶硅原料混合起来备用。

装炉的步骤如下：把新的石墨件或者已经清理好的石墨件放置到炉内；将备好的料放进石英坩埚中，再把石英坩埚装入炉内；最后关闭炉体。

（3）设备抽真空：用真空泵将炉体抽成真空，真空度3帕；

（4）设备升温：将设备升温，并将多晶硅原料融化；

开始加热时需转动坩埚，让坩埚各部分都能均匀受热。加热功率要经过 3 至 4 次调整，大概耗时一个小时。通过这样的调整，使炉内温度升到约 1600℃，达到熔化硅的最高温度。升到最高温度后，要一直保持该温度，直到料完全熔化。

引晶时，利用电阻加热的方式，把装在石英坩埚里的多晶硅给熔化掉，并且让温度稍微高于硅的熔点，接着把籽晶浸入到熔体中，之后以一定的速度向上提拉籽晶，与此同时还旋转籽晶，从而引出晶体。

生长出一定长度的细长颈，且该细长颈是缩小的，这样的晶体具有缩颈结构，其作用是防止籽晶中的位错延伸到晶体内部。

（8）放肩和转肩：将晶体控制到所需直径；

根据熔体以及单晶炉的情况，控制晶体以等直径的方式生长到所需的长度。

（10）收尾：直径逐渐缩小，离开熔体；

（11）停炉：降低温度，取出晶体，待后续加工。

（二）单晶硅棒切方工艺

（1）单晶棒切断：按合适的长度和位置将单晶硅棒切断；

单晶棒加工过程中会产生头尾料和边角料，这些边角料需要进行回收。

（3）单晶棒切方：将单晶棒切成准方棒；

（4）检验、制单：检验产品外观质量，并填写合格单。

（三）切片加工工艺

在特定温度下，利用特定的粘合剂把硅棒与模板粘结起来，这就是粘棒；

（2）装机：将模版卡入线切机，固定安装妥当；

切片的过程是：使用多线切割机把硅棒切割成硅片，这些硅片的厚度为 200 微米（±20 微米）。

（4）取片：将硅片从机器上取下；

（5）清洗、烘干：清洗硅片表面的污物，并烘干；

（6）检验、制单：检验产品外观质量、电阻率，并填写合格单；

（7）包装、入库：将合格的产品包装，并入库。

（四）行业上下游情况

硅棒硅片产业处于整个晶体硅太阳能产业链的中间位置。它从上游的多晶硅生产企业获取原材料，将其加工成硅片后，再出售给下游的太阳能电池制造企业以及系统集成企业。