摘要：光伏电池片为半导体器件，旨在通过光伏效应将太阳光直接转化为电力。光伏电池片由具有P-N结的半导体层、抗反射涂层、用于收集电荷的电极等构成。目前，单晶电池片因转化效率较高而佔据光伏电池片市场的主导地位。根据所使用的不同掺杂元素，光伏电池片可分为N型及P型，N型包
较其他能源而言，太阳能具有多种竞争优势，如太阳能来源多元及发电成本较低。因此，太阳能在全球范围内的应用更为多元。
一、光伏电池片及组件行业分析
1、光伏电池片的定义及分类
光伏电池片为半导体器件，旨在通过光伏效应将太阳光直接转化为电力。光伏电池片由具有P-N结的半导体层、抗反射涂层、用于收集电荷的电极等构成。目前，单晶电池片因转化效率较高而佔据光伏电池片市场的主导地位。根据所使用的不同掺杂元素，光伏电池片可分为N型及P型，N型包括N型TOPCon电池片、N型HJT电池片及N型xBC电池片等多种技术，P型则以P型PERC电池片为代表。
光伏电池片是太阳能发电的核心组成部分，且其性能决定了光伏组件的发电能力。目前P型PERC电池片的平均量产转化效率为23.5%，已接近其理论效率极限，未来提升空间有限。在相同条件下，转化效率越高，发电量则越高，从而提高投资回报率。由于其转化效率较高，从经济角度来看，N型电池片通常较P型电池片更适合用于新增装机。
光伏行业的上游环节包括硅料及硅片等原材料及部件的供应。中游环节涉及光伏电池片及组件的研发及制造，这对决定光伏系统的性能及使用寿命至关重要。在光伏行业的下游，光伏组件集成至光伏系统中，随后部署于新能源电站、工厂、建筑、住宅等场景中，用于太阳能发电。
2、光伏组件的定义及组成
光伏组件，也称为太阳能板，是由多个互连的太阳能电池片和封装材料所组成的产品。除光伏电池片外，光伏组件的其他核心部件包括光伏玻璃、铝合金边框、封装材料、焊带、接线盒、硅胶等。
二、光伏电池片及组件行业市场规模
1、光伏电池片市场的市场规模
受数据中心及AI领域对电力的需求增长以及技术进步所推动，全球光伏电池片出货量快速增长。全球光伏电池片出货量由2020年的148.7GW增至2024年的605.4GW，并预计将于2029年达到1,079.1GW，2024年至2029年的年複合增长率为12.3%。2024年之前，P型PERC电池片因其成熟的技术及较低的生产成本，在光伏电池片市场佔据了显著份额。
然而，随著P型PERC电池片的效率接近其理论极限，对于性能更好且成本更低的其他类型光伏电池片的需求与日俱增。较P型电池片而言，N型电池片具有效率更高及温度係数更好等多重优势。这导致行业从P型电池片向N型电池片（包括TOPCon、HJT及xBC电池片）进行技术革新。因此，N型TOPCon电池片的全球出货量预计将于2029年达到826.8GW，2024年至2029年的年複合增长率为15.0%。
在所有N型电池片中，N型TOPCon电池片具有转化效率高、投资成本低及生产及运营成本低等优势，使其于2024年能够佔据全球光伏电池片市场的最大份额。按出货量计，其佔据整个市场的67.9%，凸显了于2024年其在推动光伏行业进步方面的关键作用。于2029年，按出货量计，N型TOPCon电池片预计佔据整个市场的76.6%。
在中国，受电力需求不断增长、光伏发电性价比提升以及技术进步所推动，光伏电池片出货量近年来突飞猛进，由2020年的121.9GW增至2024年的563.2GW，预计于2029年将达到965.4GW，2024年至2029年的年複合增长率为11.4%。于2024年，中国出口了8.4%的光伏电池片出货量，且该比例预计于预测期间将继续增长。随著中国光伏企业不断推进包括N型TOPCon和HJT电池片在内的N型电池片的生产，N型电池片在中国取得了显著增长，使其牢牢站在了下一代太阳能技术进步的前沿。N型TOPCon电池片的出货量预计将于2029年达到741.7GW，2024年至2029年的年複合增长率为13.7%。
在AI、数据中心等新兴产业快速发展的带动下，美国电力需求不断增加，大大推动了发电行业的进步，尤其是太阳能发电领域，从而带动了光伏电池片行业的增长。美国光伏电池片出货量由2020年的0.1GW增至2024年的0.9GW，预计2029年将达到28.0GW，2024年至2029年的年複合增长率为97.2%。于2024年，美国光伏电池片的出货量满足光伏电池片总需求量的比例不到5%，而进口光伏电池片满足逾95%的需求。于预测期间，美国进口光伏电池片比例预计将持续下降。
在印度，各行业的用电需求不断上升，也带动了发电行业的增长，尤其是太阳能发电领域，从而推动了光伏电池片行业的发展。印度光伏电池片出货量由2020年的0.9GW增至2024年的3.5GW，并预计于2029年将达到34.0GW，2024年至2029年的年複合增长率为58.1%。于2024年，印度光伏电池片的出货量满足光伏电池片总需求量的约15%，剩馀需求由进口光伏电池片满足。
2、光伏组件市场的市场规模
作为光伏电池片市场的下游市场，全球光伏组件市场也受到清洁能源需求增加、光伏技术进步以及光伏电站投资增加的推动。因此，全球光伏组件出货量由2020年的149.0GW大幅增至2024年的603.9GW，并预计于2029年将达到1,088.3GW，2024年至2029年的年複合增长率为12.5%。
中国在全球光伏组件市场也居于领先地位。中国的光伏组件出货量经历了快速增长，由2020年的112.7GW增至2024年的513.4GW。2024年，中国佔全球光伏组件出货量的85%。在需求增长、持续研发投入及技术进步的驱动下，中国的出货量预计将于2029年达到889.9GW，2024年至2029年的年複合增长率为11.6%。
受能源需求上升、政府对可再生能源的支持以及技术进步的推动，美国和印度的光伏组件市场也在快速增长。美国光伏组件出货量预计将于2029年达到35.9GW，2024年至2029年的年複合增长率为113.5%。同时，印度光伏组件出货量预计将于2029年达到41.7GW，2024年至2029年的年複合增长率为51.6%。
三、光伏电池片及组件市场的市场驱动因素
电力需求持续增长。受新兴下游产业发展推动，全球电力需求快速增长。持续增长的需求显著推动了包括光伏行业在内的全球发电市场的发展，从而推动光伏电池片制造商的发展。例如，全球计算力预计将由2024年的2,466.6EFlops增至2029年的30,165.9EFlops，年複合增长率为65.0%。
全球AI市场预计将由2024年的人民币45,518亿元增至2029年的人民币202,356亿元，2024年至2029年的年複合增长率为34.8%。近年来，市场不断推出变革性的大型AI模型，AI应用的爆发式增长带动计算能力和能源需求的增加。全球电动汽车销量预计将由2024年的17.8百万辆增至2029年的49.5百万辆，2024年至2029年的年複合增长率为22.8%。
提高效率并降低成本。光伏电池片行业目前正在经历技术革新，从P型电池片转向N型电池片。N型电池片具有明显的优势，包括更高的理论和量产转化效率。这种效率的提升对于提高太阳能系统的整体性能至关重要，可从相同的表面积产生更多的能量。此外，N型电池片不易受光致衰减的影响，有助于延长使用寿命并降低总体成本。因此，预计技术转型将推动光伏电池片和组件行业的效率提高和成本降低。
与传统能源相比的优势。与传统能源相比，太阳能具有减少碳排放和可持续发展能源等优势。一方面，与燃煤发电相比，太阳能系统每kWh发电可减少约90%的二氧化碳排放。另一方面，2022年至2024年，太阳能发电平均成本持续下降，分别为0.049美元╱kWh、0.041美元╱kWh及0.039美元╱kWh。
此外，于2024年，太阳能发电成本显著比燃煤发电成本低。预测期内，随著太阳能发电成本不断下降，其成本优势预计将更为明显。因此，全球太阳能发电累计装机容量持续上升，预计将由2024年的1,976.8GW增至2029年的5,498.8GW，年複合增长率为22.7%。这进一步推动了光伏电池片和组件的发展。
支持性政策。世界各国纷纷出台政策和举措，优先发展可再生能源，以实现碳中和为目标。特别是，世界各国政府均大力支持光伏技术的进步。于2024年10月，中华人民共和国国家发展和改革委员会(NDRC)发佈了《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》，重点是提高包括光伏电池片和组件在内的关键可再生能源组件的能源效率。
此外，于2024年5月，美国联邦能源管理委员会(FERC)发佈了《可再生能源输电规则》，概述了加强可再生能源输电基础设施的关键措施。此类监管支持继续推动光伏电池片和组件行业的技术创新、效率提高和成本降低，加速全球向清洁能源解决方案的转型。
四、光伏电池片及组件市场的发展趋势
从P型电池片向N型电池片的转变。与P型电池片相比，N型电池片具有更高的效率，正成为光伏市场的主流趋势。N型TOPCon电池片于2022年第三季度开始大规模生产。随著2023年底转型的加速，因P型PERC电池片接近其效率极限，它们在2024年超过P型PERC电池片的市场份额。以出货量衡量，N型TOPCon电池片在全球光伏电池片市场的份额预计将由2024年的67.9%升至2029年的76.6%。
同时，N型HJT电池片的市场份额预计将由2024年的3.8%增至2029年的10.1%，而于相同期间N型xBC电池片的份额预计将由2.7%增至11.8%。这一转变反映了光伏行业向更高效率和更先进技术的强劲趋势。
N型TOPCon电池片的发展。N型TOPCon电池片预计将于预测期内在光伏电池片市场中获得更大的市场份额，这得益于其成熟的生产工艺、高成本效益和高效率。与其他N型技术（如HJT和xBC）不同，N型TOPCon电池片受益于成熟的制造工艺，投资成本较低。N型TOPCon电池片的理论转化效率为28.7%，在进一步提高量产效率方面具有巨大的潜力。
效率提升及对複杂环境适应度的提升。大型光伏电池片可通过提高每个组件的功率来降低制造成本和系统费用。这一转变不仅加速了技术发展，而且符合行业目标，即使用更少的资源提供更多电力，同时支持经济和可持续发展目标。
此外，双面组件正成为主流选择，因为它们能够从双面发电，从而显著提高光伏系统的能源产量和可靠性。再加上N型电池片技术等进步，双面组件满足了可靠和高性能光伏系统的需求，特别是在雪原和沙漠等阳光反射强烈的环境中。其日益普及反映出该行业致力于最大化单装置能源输出，使其成为实现可再生能源目标的核心解决方案。
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来源：思瀚研究院
