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石英坩堝具備耗材屬性,或隨 N 型替代實現(xiàn)耗量提升

日期:2023-03-17 分享到

全球光伏裝機需求旺盛,商場空間遠景寬廣。

爐的組成部分。
光伏用砂對 K、Na、Li 等堿金屬雜質(zhì)要求嚴厲,純度在 4N 級以上。相關(guān)規(guī)范對 光伏用砂的純度要求在 4N 級以上,對石英坩堝用砂的純度要求更是達到了 4N8 級; 因為光伏坩堝處于高溫的工作環(huán)境中,對堿金屬雜質(zhì)的要求已經(jīng)挨近 IOTASTANDARD 級水平。石英坩堝分為表里兩層結(jié)構(gòu),外層氣泡密度較高,被稱之為 不透明層;內(nèi)層為 3~5mm 厚的透明層,工作時將與高溫硅液直接觸摸,故對高純 砂純度有更高要求。
石英坩堝是硅片制備環(huán)節(jié)的耗費性輔材,需求量與硅片產(chǎn)能深度綁定。原因在于: (1)石英坩堝難以支撐長期高溫工作。在晶硅拉制的高溫環(huán)境下(溫度約 1430℃ ~1500℃),一方面,坩堝表里表面的雜質(zhì)離子局部集聚,可形成析晶,逐步導致 坩堝破裂;另一方面,坩堝內(nèi)層逐步熔解,進而使坩堝內(nèi)部的氣泡破裂,氣泡內(nèi) 雜質(zhì)會以微顆?;蛭馀莸男问接咳牍枰?,直接影響成晶率、加工時刻和晶硅質(zhì) 量。(2)屢次復(fù)投后硅液純度會明顯惡化。在屢次拉晶屢次復(fù)投的過程中,剩余 硅液的雜質(zhì)濃度將逐步上升,終究影響到晶硅成長。歸納考慮坩堝耐高溫能力和 硅片純度要求,石英坩堝在數(shù)次拉晶后便會報廢替換。
測算 2021 年 TCL 中環(huán)單 GW 硅片耗用石英砂 141 噸,同比持平,降勢趨緩。(1) 隨坩堝大型化開展,坩堝的石英砂耗量達 63.6 千克/只,同比增加 18.3 千克/只。 石英砂是石英坩堝主要原材料。據(jù)歐晶科技招股書咱們測算,石英砂約占坩堝生 產(chǎn)本錢的 62%,歐晶科技單只坩堝耗用石英砂約 63.6 千克(供給中環(huán)股份的部分)。 (2)隨硅片環(huán)節(jié)工藝優(yōu)化,單 GW 硅片耗用石英坩堝降至 2224 只,同比削減 898 只/GW。隨硅片環(huán)節(jié)工藝優(yōu)化與產(chǎn)品迭代,硅片功率密度、坩堝工作時長等性 能不斷優(yōu)化,坩堝耗量呈下降趨勢。據(jù)中環(huán)股份產(chǎn)銷數(shù)據(jù),咱們測算 2021 年中環(huán) 股份單 GW 硅片耗用石英坩堝 2224 只,同比削減 898 只/GW。
歸納考慮石英坩堝大型化、N 型硅片占比提高等要素,預(yù)期單 GW 石英砂耗量后 續(xù)將逆勢向上。 (1)硅片環(huán)節(jié)技能迭代:如硅片大型化可有效提高單位面積硅片的承載功率, 拉棒與切片工藝優(yōu)化可提高硅片的出產(chǎn)功率;終究反應(yīng)為每 GW 硅片對應(yīng)單晶 爐設(shè)備臺數(shù)下降。 (2)坩堝可拉晶時刻延長:可下降石英坩堝的耗用頻次。如歐晶科技供應(yīng)中環(huán) 股份的石英坩堝已由 2018 年平均拉晶 140 小時提高至 2021 年平均拉晶 350 小時。 (3)坩堝大型化:一方面支撐硅片大型化,可提高單只坩堝對應(yīng)的硅棒產(chǎn)能; 另一方面石英砂耗量也在提高。 (4)N 型硅片浸透趨勢:據(jù) CPIA 計算,2022 年我國 P 型 PERC 單晶硅片規(guī)模 化出產(chǎn)轉(zhuǎn)化功率平均在 23.2%,同比提高 0.1pct,已近理論極限,提高空間有限; 而 TOPcon、HJT 等 N 型晶硅電池理論轉(zhuǎn)化功率更高,出產(chǎn)工藝同 PERC 高度兼 容。未來隨本錢與良率改進,N 型硅片或?qū)⒗^續(xù)浸透。而 N 型硅片對硅液純度 要求更高,將明顯縮短石英坩堝工作時長,進而抬高石英坩堝耗量。
測算坩堝用砂需求 2023 年 9.3 萬噸,2022~2025 年 CAGR+36%。其中,單 GW 硅 片的石英砂耗量由 2019 年 175 噸/GW 降至 2020 年 132 噸/GW 后逐步回升至 2022 年 157.2 噸/GW,判斷后續(xù)將繼續(xù)上升。 關(guān)鍵假定: (1)隨光伏產(chǎn)業(yè)鏈新一輪降價,預(yù)期 2023 年下流需求依然旺盛;判斷全球光伏 裝機 2023~2025 年增速為 30%、15%、10%; (2)單晶爐出產(chǎn)功率優(yōu)化,2023~2025 年每 GW 硅片對應(yīng)單晶爐 85/83/82 臺; (3)N 型硅片浸透率 2023~2025 年達 30%/50%/60%; (4)石英坩堝可拉晶時長提高;石英砂單耗提高;坩堝中國產(chǎn)砂用量占比 2022 年敏捷提高至 58%(外層根本使用國產(chǎn)砂),后續(xù)提高速度趨緩(能否代替內(nèi)層 砂需盯梢國產(chǎn)砂純度提高進程)。
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