太陽能

概況

太陽能發電產業被視為綠色能源產業,基本上可分成產品製造、系統安裝與服務的供應面與電力與能源的需求面兩大面向。

太陽能模組裡的電池元件是將光能轉變成電能的最關鍵的核心。依技術可區分為結晶矽、薄膜兩大類。

結晶矽電池為主流

結晶矽(即單晶矽與多晶矽)太陽能產品(電池及模組)因轉換效率良好、穩定性高、價值鏈成熟有效率,成為太陽能巿場主流產品。

單晶矽因其矽基材品質較高,電池製程要求也較高,高效單晶電池轉換效率可達22.5%以上,價格亦較昂貴,多用於屋頂型或其他利基市場;多晶矽的基材規格略為寬鬆,轉換效率可達19.4%,但因獲利較低,已逐步退出此市場。

薄膜太陽能產品

目前碲化鎘(CdTe)及銅銦鎵硒(CIGS)為主流,非晶矽(α-Si)則漸漸讓出市場。近兩年轉換效率雖然屢有新突破,但是仍然未能取得性價比的優勢,市場應用與發展相對受限。

中國為最大市場

中國是全球太陽能產業的第一大市場與第一大供應製造鏈,2020年中國太陽光電安裝量約42GW,年成長40%,受疫情影響,全球安裝量預估較2019年微幅成長。2021年,在中國大陸政策支持下,預估中國太陽能安裝將達50GW以上,全球安裝將達140GW水準。

成長潛力

就應用面分析,許多國家躉購費率、發電成本已開始低於供電市場售價,使自發自用、削峰填谷的再生能源裝置成為節約成本的新選擇,指標性企業Goolge、Apple在綠色能源與永續能源上的推動,許多製造工業用電大戶購入或建置再生能源設施。

再生能源成新金融商品

不論是電廠投資、綠色債券、能源憑證,能源基金等,規模與制度日益完備;尤其繼中國、美國發電市場趨緩後,開始需要調節能源與儲存能源的設備,新興市場如印度、東南亞、澳洲等國均積極發展太陽能產業,短期內太陽能裝置需求應仍維持穩健成長,而儲能裝置則會大幅度成長,並以新商業模式迅速發展。

產業觀測站

總營收

億元

年增率
%

5.73

1.18

-7.91

0.35

23.22

年度

2017

2018

2019

2020

2021

總獲利

億元

年增率
%

537.16

-95.49

190.66

864.89

151.43

年度

2017

2018

2019

2020

2021

營收前五強

2022年 / 億元

EPS前五強

2022年 / 元

總營收

億元

季增率
%

3.99

2.5

-3.97

-0.04

-1.18

季度

21Q3

21Q4

22Q1

22Q2

22Q3

總獲利

億元

季增率
%

-23.57

20

-1.48

-72.01

303.62

季度

21Q3

21Q4

22Q1

22Q2

22Q3

營收前五強

2022年Q3 / 億元

EPS前五強

2022年Q3 / 元

資料來源:公開資訊觀測站

上游

主流矽晶太陽能電池產業可劃分為上游多晶矽材、晶錠/矽晶圓,中游太陽能電池片、模組,以及下游系統建置;薄膜太陽能電池製程較為簡化,僅有中游模組與下游系統產業。

矽材製造

將石英礦砂提煉出的矽純度提升至99.9999999%(9N)以上,領導廠商主要為保利協鑫GCL、OCI(南韓)、Wacker(德國)等國外大廠,佔全球七成以上產值。

矽晶圓片製造

分為多晶與單晶兩種製程,兩者在前段製程上無法直接轉換。

  • 單晶

    將矽原料經由長晶、拉晶、切斷、研磨、切片、清洗後完成。

  • 多晶

    不使用拉晶步驟,使用定向鑄錠爐直接結晶,因此晶粒排列呈現不規則狀,轉換效率較差,但成本較低。

單晶與多晶之爭—單晶勝出

2017年後單晶與多晶之爭明朗化,中國大陸政策性使市場對單晶需求增加,積極擴產,導致單晶供不應求,迫使多晶矽晶圓公司轉戰鑽石線切割之「黑矽」製程,為求成本上能與單晶抗衡,目前已經為產業發展趨勢。

大陸占八成

目前全球太陽能晶圓矽材中國大陸約佔八成以上,台灣廠商幾乎已經退出市場,其餘包含日本、韓國、德國及其他國家。

中游

矽晶太陽能電池片製造流程係將矽片經由蝕刻、磷擴散、製作抗反射薄膜、電極網印、燒結、測試後完成。依據原料來源不同可分為單晶與多晶兩種。

電池

在製程技術發展上,單晶PERC(射極鈍化及背電極電池)為目前市場主流發展趨勢。

模組

矽晶太陽光電模組的原材料主要包括太陽能電池、EVA、玻璃和膠膜。模組生產物料及人力成本較高,中國大陸廠商以低成本輔以政府提供低利且豐沛融資等優勢,全球比重近七成是最大生產國,加上內需規模,現已是全球最大單一市場。

薄膜型太陽能模組是在玻璃基板或其他材質基板上,經過多次薄膜沈積及雷射切割,製成金屬、半導體、透明導電等層薄膜,再經模組封裝後,直接完成模組之製作。材料成本雖低,但製程設備相對昂貴,再加上因矽晶模組跌價快速而快速席捲市場,以致目前應用侷限於建築一體化、沙漠高溫等偏遠地區等利基市場。

下游

太陽能產業下游為系統建置與應用,以安裝於地面與屋頂之太陽光電發電系統為主要應用,少數太陽光電元件則應用於路燈、交通號誌、建築外牆、救災設備及消費性產品等。

地面型發電廠為主

目前全球太陽光電發電系統業者發展以大規模地面型發電廠為主,依靠政府的保證收購機制(FiT)為收入來源,然而在各國能源政策轉型後將以家戶、廠辦等屋頂型、分散式發電系統採以自發自用模式成為趨勢。

隨著競爭加劇,系統業者除向上游供應鏈發展確保貨源以外,中游業者亦試圖跨足下游系統業務,使產業朝向上下游整合發展。