perc单晶是什么

面积相关成本ARC（Area relation cost）是我为了方便大家清晰理解高低功率组件合理价差而引入的重要概念，本文将会就这一概念进行深入解读，让大家也学会用清晰明了的公式计算不同功率组件的合理价差，方便电站业主进行经济理性决策。

面积相关成本是指：光伏电站建设过程中和组件的面积直接相关的成本；例如光伏电站的运输、安装、线缆、支架、运维、土地等均为面积相关成本。面积相关成本与我们所熟悉的BOS成本有很大重叠部分，但也有诸多不同，例如逆变器成本算入BOS成本，但是逆变器属于容量相关的成本，功率越高逆变器成本就越大，所以选用高功率组件并不能摊低逆变器的成本；再例如运维成本属于电站建设好以后正常运营的支出，例如清洗维护成本、线缆更换、支架更换等维修成本。运维成本和面积相关，例如清洗面积越大清洗成本越高。但是运维成本并不算入BOS成本中。所以面积相关成本和BOS成本的区别以及共同点如下表：

面积相关成本 BOS成本

共同点 共同包含运输、安装、支架等成本

不同点 不包含逆变器成本

但包含运维成本 不包含运维成本

但包含逆变器成本

面积相关成本以单块组件所需为单位，不同电站类型、不同建设区域以及不同的劳动力成本都会导致面积相关成本有很大不同。但是综合各地、各种类型电站建设成本，我们会发现面积相关成本往往介于400元/片~800元/片之间。这就是说，电站建设过程中一片60型组件的运输、安装、支架、桩基、土地所需最少成本也在400元以上。所以提高发电功率摊低单位面积的相关成本成为急需解决的问题，也是高功率组件价格更贵的经济合理性基础。

由于不同组件封装形式不同、硅片质量不同、电池路线不同会导致功率有较大差异，目前普通多晶组件功率为275W，而单晶perc组件功率已经普遍达到300W+甚至310W的水平。我们选取单块组件面积相关成本为500元的常规电站为例，功率275W的组件单瓦需要摊销面积相关成本为500÷275=1.81元；功率达到305W的组件单瓦所摊销面积相关成本为500÷305=1.64元。功率更高的组件单瓦摊销面积相关成本更低，这是合理价差的根本来源，于是：

合理价差=500÷275-500÷305=0.17元。

按照上面的思路，我们可以先得到一个基本的计算合理价差的公式：

但是上述简单的计算公式有一个重大缺陷，那就是没有考虑perc大约3%的发电量增益。就是说305W的单晶perc组件等效于305W×1.03=314W的常规组件。单晶perc组件发电量有增益是有实证数据支持的，而且其理论原因也比较清晰，主要是由于：

1、单晶perc组件弱光效应好，由于能更好的吸纳弱光，电站每天启动时间更早、关闭时间更晚，相当于是每天早起晚睡勤劳的好同志。

2、第二个原因是工作温度低，由于单晶perc组件转化效率更高，工作时以热的形式耗散的能量少，正午艳阳高照下单晶perc组件相较于常规组件工作温度更低，我们都知道高温不利于组件正常发电，组件一般温度系数为0.46%，就是意味着组件温度每升高1度，发电量就会减少0.46%。更低的工作温度是提升发电量的又一关键原因。

当我们把单晶perc组件这3%发电增益也纳入考量带入计算公式时，结果就会大有不同。考虑3%的发电增益后主要带来两个变化：

1、等效功率变大，305W的单晶perc组件实际上相当于305×1.03=314W的常规组件。进而可以使面积相关成本摊低更多。

2、由于组件销售时还是按照305W的功率来计价，多发电相当赠送了一定功率的组件。就是说314W-305=9W相当于是赠送的。按照当前普通多晶组件2.45元/W的价格计算，价值相当于2.45×9=22元。由于组件功率是305W，则每瓦对应的价值为22÷305=0.072元。

考虑上述两个因素以后，对于一个每片60型组件面积相关成本为500元的电站项目，275W多晶组件和305W单晶组件的单瓦合理价格差为：

500÷275 - 500÷(305×1.03)+0.072=0.297元

这个公式可以分为三个部分来理解：

1、500÷275 是指面积相关成本500元的电站选用275W组件，单瓦所需摊销的成本。

2、500÷（305×1.03）是指一块组件面积相关成本为500元的电站项目选用305W功率的组件并且考虑3%的弱光效应发电增益后，单瓦功率要摊的成本。

3、0.072是指305W的单晶perc组件考虑3%的发电增益以后等效于314W的组件，但是组件销售的时候还是按照314W来计算，所以实际相当于“赠送”9W的功率，按照当前多晶组件每瓦售价2.45元计算，9W功率价值2.45×9=22.05元，对于一个305W的组件单瓦带来的价值提升为22.05÷305=0.072。

最后值得我们特别注意的是：这个公式最终结算得出的0.297元是该类电站最大可承受的价格差，如果此时单晶perc组件与常规多晶组件价格差＜0.297元，则从经济理性的角度理应选择单晶perc组件，因为虽然价格贵一些但在电站假设过程中带来的摊销价值更大；但是如果单晶perc组件价格差＞0.297，则从经济理性选择的角度，选择常规多晶组件更合适一些。

其实这个思维模型可以推而广之，可以用来计算双面组件的合理价差，对于有条件使用双面组件且假设背面功率增益为7%，面积相关成本为500元的电站项目，275W普通单面组件和300W双面组件的合理价差计算公式为：

500÷275 - 500÷(300×1.1)+0.245=0.548元

同样道理，这个公式也可以分为三个部分来解释：

1、500÷275 是指面积相关成本500元的电站选用275W组件，单瓦所需摊销的成本。

2、500÷(300×1.1）是指一块组件面积相关成本为500元的电站项目选用300W功率的组件并且考虑3%的弱光效应发电增益,以及7%的背面发电增益效应（合计10%的增益），单瓦功率要摊的成本。

3、0.245是指300W的双面组件，考虑弱光效应增益3%以及背面增益7%以后，等效于300×（1+3%+7%）=330W，相当于赠送30W功率的组件。按照当前组件价格2.45元计算，价值为73.5元，单片组件功率300W，则单瓦价值为73.5÷300=0.245元。

考虑这三个部分的增益以后，得出的结论我自己都是吃惊的，300W的单晶perc组件比275W的多晶组件卖贵0.5元都是合理的！所以对于地面电站有条件使用双面组件的项目，我的建议是能使用双面组件就选用双面。

大逻辑：

最近这些年，人力成本是不断上涨的，即便是印度地区，由于经济的发展，长期看人力成本也都是上涨趋势。再看看电站建设过程中所使用到的钢材、线缆等大宗商品，也是出在不断上涨的趋势中。这样的大格局下，要想继续降低光伏电站的建设成本，除了降低组件价格以外，最有效的办法便是提升组件效率了。有一些电站项目，面积相关的成本在项目总成本中占比突破一半，未来提效率带来的降本效果很可能远大于单纯降低组件价格所带来的效果。这也是我笃信单晶技术路线的最为核心、最为重要的原因。

我们再把这个思维模型推广到未来N型HIT电池路线，得到的效果就更加不可思议了，据说海外已经有优秀厂商可以把HIT组件正面功率做到360W，而且HIT同等容量的发电增益效果更加显著，双面率可以轻松做到90%+，那么360W的叠瓦双面HIT组件与当前275W的普通多晶组件合理价差是多少呢？

500÷275 - 500÷(360×1.15)+0.36=0.97元

就是说如果当前能生产出正面功率360W的HIT叠瓦双面组件，其每瓦卖贵0.9元以上都是完全合理的。高效高功率所体现出来的威力显露无遗，高效化几乎是未来的必然选择，理清这一事实，推广产业相关认知是本文期待的意义所在。

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光伏板中的单晶硅与多晶硅的区别：

1、转化效率不同

目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右，最高的达到24％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约15％左右。

2、制造的成本不同

单晶硅的制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。

3、使用寿命的不同

多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短，单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。

扩展资料：

单晶硅在太阳能电池中得到广泛的应用。高纯的单晶硅是重要的半导体材料，在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。

单晶硅太阳能电池的特点：

光电转换效率高，可靠性高；

2.先进的扩散技术，保证片内各处转换效率的均匀性；

3.运用先进的PECVD成膜技术，在电池表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜，颜色均匀美观；

4.应用高品质的金属浆料制作背场和电极，确保良好的导电性。

参考资料来源：

百度百科-光伏板组件

单晶的转换效率高且昂贵；多晶转换效率低且便宜。

国内市场有很多多晶体，或者说都是多晶体。

日本的市场最近很火，但是日本要求很高，都是单晶。人们对日本的观念是做到最好，一次做好，对效率衰减要求非常高，需要我们国内学习。

1989年由澳洲新南威尔士大学的MartinGreen研究组在AppliedPhysicsLetter首

次正式报道了PERC电池结构，当时达到22.8%的实验室电池效率。

1999年验室研究的PERL电池创造了转换效率25%的世界纪录。采用了光

刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术。

2006年用于对P型PERC电池的背面的钝化的AlOx介质膜的钝化作用引起

大家重视，PERC技术开始逐步走向产业化。

2013年前后，开始有厂家导入PERC电池生产线，近几年PERC电池越来越

引起行业重视，产能获得快速扩张。

2017年全球预计新增产能6.5GW，从现有标准电池线升级2.5GW，预计

至2017年底，全球PERC电池产能将达到20GW。

硅片厚度不断降低

近来，为了降低太阳电池的成本，硅片的厚度不断降低，从最初的

350μm到270、240、220、180μm，将来甚至会向更薄方向发展。

带来的影响

1）背面复合

随着硅片厚度的减薄，少数载流子的扩散长度可能接近或大于硅片的

厚度，部分少数载流子将扩散到电池背面而产生复合，这将对电池效

率产生重要影响。

2)内表面背反射性能

当硅片厚度降低到200μm以下时，长波长的光吸收减少，需要电池有

良好的背反射性能。

PERC

电池结构是从常规铝背场电池（BSF）结构自然衍生而来。BSF电池具

有先天的局限性，随着业界对电池提效的关注愈来愈高，这种局限性

越发明显。应用于常规BSF电池背表面的金属铝膜层中，复合速度无法

降200 cm/s以下。到达铝背层的红外辐射光只60%，70%能被反射回去。

通过在电池背面附上介质钝化层，可大大减少这种光电损失，这就是

PERC电池的工作原理。这个概念仅针对电池背面进行了优化，尤其是

降低了光伏电池背面的复合损失，与电池正面无关。

标杆企业是此轮产能扩张的主力。2018 年至 2019 年，通威作为全球最大的单晶PERC 电池制造商，其产能从9GW 扩张至 17.4GW，增幅约为93%，而单晶PERC 出货量全球第 一的爱旭，其PERC 产能则从 5.5GW 提升至 9.2GW，增幅约为67.27%，硅片巨头隆基的产能则从2018 年 4.5GW 扩展至 10GW，增幅约122.22%。以上厂商切入PERC 电池生产 的时间较早，在技术端占优，此番继续加码PERC，意在夯实其规模优势

行业主要上市公司：隆基股份(601012)晶澳科技(002459)晶科能源(688223)通威股份(600438)天合光能(688599)等

本文核心数据：光伏发电板块上市公司研发费用光伏发电相关论文发表数量

全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar

photovoltaic”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

光伏发电行业技术概况

1、技术原理及类型

(1)光伏发电行业技术原理

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其发电原理如下。

(2)光伏发电种类

光伏发电一般分为两类：集中式发电和分布式发电，集中式发电主要为大型地面光伏系统分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。

2、技术全景图：主要为光伏电池技术路线

光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成，其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同，光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。

晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。

薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池，以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。

叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。

光伏发电行业技术发展历程：电池技术路线演变拉动

光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的，从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池，如今光伏电池技术已发展至第三代，第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等，具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。

光伏发电行业技术政策背景：政策加持技术水平提升

近年来，我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策，通过政策指导，行业加快光伏发电技术的推广和革新，促进光伏发电产业的快速发展。

光伏发电行业技术发展现状

1、光伏发电行业技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。

注：2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。

(2)A股上市企业研发费用

光伏发电行业经过多年发展，产品相对成熟，但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。

2、光伏发电技术科研创新成果

(1)论文发表数量

从光伏发电相关论文发表数量来看，2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。

注：统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词，其中，光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多，说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。

(3)专利聚焦领域

从光伏发电专利聚焦的领域看，目前光伏发电专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。

主要光伏电池技术对比分析

从技术水平来看，硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣，直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。

注：平均转换效率均只记正面效率。

光伏发电行业技术发展痛点及突破

1、光伏发电行业技术发展痛点

(1)硅基光伏电池：P型电池转换效率低

由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益，因此光伏电池的光电转换效率十分重要，光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段，晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题，尤其是P型电池。

据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)，PERC电池的理论极限效率为24.5%，PERC产线的量产效率已经达到23%，逐步逼近理论极限效率。

(2)薄膜电池量产转换效率低

薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点，但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题，性价比较低。

2、光伏发电行业技术发展突破

(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率

相较于P型电池，N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小，转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限，N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA)，2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。

(2)钙钛矿电池可实现高转换效率

钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池，钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料，因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率，钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。

光伏发电行业技术发展方向及趋势：降本增效

2022年8月，工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，提出通过5-8年时间，在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术，包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。

可见，未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展，一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率，因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向另一方面，光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低，是降低光伏电站建设成本，并最终降低光伏发电成本的关键因素。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

光伏产业是指将硅料通过各类技术和工艺路线生产出太阳能电池片，并将太阳能电池经过串并联后进行封装保护形成大面积的太阳能电池组件，再配合功率控制器等，形成光伏发电装置的产业链。

1、单晶硅太阳能占比不断提升

根据半导体材料的不同，可以将太阳能电池分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。

目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、异质结、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。在太阳能电池市场上，多晶硅片经济型层一度领先单晶。但从2015-2016年开始，以隆基为首的单晶厂商实现技术突破，大幅降低了单晶硅片成本。由于单晶硅电池具备更高的转化效率，导致单晶硅片对应的单瓦成本实现反超，比多晶更低，后又出现以PERC电池为代表的高效单晶硅电池，进一步推动了单晶硅对多晶硅的替代，薄膜太阳能所占比重也逐年下降。

硅成本的下降主要依靠电池片成本和价格的下降。2016年以来，随着单多晶市场份额的逆转，电池价格在过去三年里下降了2/3，其驱动力一方面来自单晶硅片成本的快速下降，另一方面来自PERC技术渗透率提升大幅提高了电池转换效率。截至2019年，单晶产品市占率超过65%。

2、原材料在西部，应用端在东部

2019年我国光伏产品产能分布较为广泛，上游多晶硅和硅片的产能主要集中在电价更低的西部地区，尤其是新疆、四川、宁夏、云南等地。中下游电池片和组件主要集中在东部地区，如浙江和江苏，两者产能占全国产能比重超过60%。

3、太阳能电池仍存在较大的发展空间

我国的太阳能电池发展规模远小于欧美市场，以至于欧美市场对太阳能电池的补贴已经开始下滑，而我国的补贴力度仍然很大。在政府的补贴下，随着行业竞争的加剧，尤其是行业技术更新换代升级，小企业将因技术跟不上大规模企业，技术的落后导致众多企业逐年被市场淘汰。因此，总的结果是太阳能电池行业集中度逐年上升。