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太阳能电池的主要技术路线分析 一、太阳能电池的主要技术路线 太阳能电池是实现光能向电能转化的关键环节。根据所用材料的 不同，太阳能电池可分为三大类：第一类为晶体硅太阳能电池，包括 单晶硅和多晶硅，其研发及市场应用较为深入，光电转化效率高，占 据了目前电池片主要市场份额；第二类为薄膜太阳能电池，包括硅基 薄膜、化合物类以及有机类，但由于原材料稀缺或含毒性、转换效率 低、稳定性差等缺点，市场应用较少；第三类为新型太阳能电池，新 型太阳能电池以价格昂贵的稀土为原料且主要用于航空航天领域，现 阶段暂不在市场推广之列。 为进一步提高光电转换效率和降造成本，主流太阳能电池技 术晶体硅电池的新兴技术不断涌现，发展前景广阔。根据硅衬底不 同，晶体硅电池分为P型电池和N型电池。P型电池的PERC技术是当 前晶体硅电池的主流技术，N型技术是下一代晶体硅电池技术，具有制 程短、转换效率高、抗衰减、温度系数低等特点，有利于提高光伏发 电量、降低发电成本。N型技术中，异质结（HJT）技术是一种将薄膜 电池技术和晶体硅电池技术结合发展起来的一种高效电池技术，与同 质结相比有更宽的禁带宽度和电池效率提升潜力，性能优势明显，是 公认的未来主流发展方向。异质结电池生产需大量应用溅射靶材，是 未来太阳能电池领域溅射靶材市场需求的主要增长点。 二、溅射靶材上游分析 . 2021年国内共生产高纯铝14．6万吨，同比增长9．77%，根据数 据统计，2016年中国的高纯铝产量为11．8万吨，2020年增至13．3 万吨，年均复合增长率为3．0%。2021年全球经济复苏叠加新能源汽 车需求爆发，下游需求旺盛，高纯铝产量再创新高。预计2022年高纯 铝产量将继续保持增长，将达15．4万吨。 以纯铜或铜合金制成各种形状包括棒、线、板、带、条、管、箔 等统称铜材。近年来中国铜材产量整体保持增长趋势，2022年9月中 国铜材产量222．1万吨，同比增长9．5%；1-9月累计产量1636．6万 吨，同比下降0．5%。 三、溅射靶材行业发展现状 近年来我国对溅射靶材行业重视程度不断提升，各类政策出台推 动行业积极发展。例如2019年《十四五规划和2035年远景目标刚 要》提出集成电路攻关方面，以重点装备和高纯靶材等关键材料为研 发方向。2021年3月，财政部、海关总署等联合发布《关于支持集成 电路产业和软件产业发展进口税收政策的通知》，明确对于国内靶材 企业进口国内不能生产、性能不满足需求的自用生产性原材料及消耗 品免征进口关税。在国内良好的政策环境和各细分市场广阔的市场空 间下，国内溅射靶材企业市占率提升空间大，机会逐步开启。 随着政策利好、以及在技术创新推动下芯片、光伏高新技术产业 需求不断释放，我国溅射靶材行业规模不断扩大。数据显示，2021年 我国溅射靶材市场规模达375．8亿元，同比增长9．7%。预计2022年 . 我国溅射靶材市场规模将达到410亿元。其中高性能溅射靶材市场在 国家战略政策支持以及下游众多应用领域需求的支撑下，行业技术不 断突破，产品性能不断提升，带动市场规模不断扩大。数据显 示，2021年我国高性能溅射靶材市场规模由2016年的98．9亿元增长 至241．8亿元，预计2022年市场规模将达288．1亿元。 ITO靶材市场容量也在不断扩张。有数据显示，2019-2021年，我 国ITO靶材市场容量从639吨增长到1002吨，年复合增长率为 25．22%。预计2022年我国ITO靶材市场容量能达到1067吨。 四、溅射靶材产业链 中国溅射靶材上游为各种原材料，包括金属、合金、陶瓷化合 物；中游主要为靶材制造、溅射镀膜；下游广泛应用于半导体芯片、 平面显示、信息存储、太阳能电池、智能玻璃等。 中国溅射靶材产业链上游金属上市企业包括新疆众和、天山铝 业、铜陵有色、安宁股份、中环股份等，合金企业包括江赣锋锂业、 兴业矿业、浙富控股、厦门钩业、寒锐钻业等。 中游的溅射靶材企业主要为日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克 斯、有研新材、金钼股份、新疆众和、隆华科技、江丰电子、康达新 材、阿石创、超卓航科等。 下游集成电路企业包括中芯国际、长电科技、韦尔股份、通富微 电、华天科技等，太阳能电池企业包括通威股份、隆基绿能、天合光 能、晶科能源、TCL中环等。 . 五、记录媒体靶材应用场景 数据存储可分为光存储、磁存储与半导体存储，近年来半导体存 储发展迅速。从数据存储量来看，目前磁记录仍然占据主导记录。按 记录媒体的机械形状和驱动方式的不同，磁记录可分为磁鼓、磁带 （录音机、录像机、数据记录）、磁盘（硬盘、软盘）、磁卡等，其 中，高密度硬盘领域的磁性薄膜几乎都是以溅射法制作的，这些磁记 录薄膜材料有很高的记录密度。因此也要求溅射靶材具有高纯度、低 气体含量、细晶微结构、均匀的金相、高磁穿透和使用率、优异的电 性与机械特性等特点。磁记录靶材常用材料为钴（3N）/镍/铁合 金/铬/碲、硒（4N）/稀土-迁移金属（3N）等，主要包括铬靶、镍 靶、钴靶。 六、溅射靶材种类和规格 按材质可分为金属靶材（纯金属铝、钛、铜、钽等）、合金靶材 （镍铬合金、镍钴合金等）、陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳 化物、硫化物等）。按下游终端应用可分为半导体靶材、平板显示靶 材、太阳能电池靶材、记录存储靶材等，四大板块约合占比97%。 按形状分类可分为长靶、方靶、圆靶和管靶。其中常见的靶材多 为方靶、圆靶，均为实心靶材。近年来，空心圆管型溅射靶材由于具 有较高的回收利用率，也在国内外得到了一定推广。在镀膜作业中， 圆环形的永磁体在靶材的表面产生的磁场为环形，会发生不均匀冲蚀 现象，溅射的薄膜厚度均匀性不佳，靶材的使用效率大约只有20%～ . 30%。目前，为了提高靶材的利用率，国内外都在推广可围绕固定的条 状磁铁组件旋转的空心圆管型溅射靶材，此种靶材由于靶面360°都可 被均匀刻蚀，因而利用率可由通常的20%～30%提高到75%～80%。 不同应用领域对于溅射靶材的材料和性能要求存在一定差异。如 半导体芯片对于靶材的纯度和精度要求最高，技术难度也最高，通常 为圆靶；而面板则要求材料面积大、均匀性好，技术难度不如芯片但 要求也很高，形状常为长靶。 七、溅射靶材中游分析 （一）溅射靶材市场规模 在经济快速发展以及技术创新推动下，我国芯片、光伏高新技术 产业获得快速发展，随着市场需求不断释放，溅射靶材行业规模将进 一步扩大。在应用需求带动下，我国溅射靶材市场规模不断扩 大。2021年我国溅射靶材市场规模达375．8亿元，同比增长 9．7％。 （二）高性能溅射靶材市场规模 中国高性能溅射靶材行业在国家战略政策支持以及下游众多应用 领域需求的支撑下，行业技术不断突破，产品性能不断提升，带动高 性能溅射靶材市场规模不断扩大。中国高性能溅射靶材市场规模由 2016年的98．9 亿元增长至2020 年的201．5 亿元，年均复合增长率 为19．47%，预计2022 年市场规模将达288．1 亿元。 （三）ITO 靶材市场规模 . 中国已成为世界上最大的铟靶材需求国。2019 年至2021 年，我国 ITO 靶材市场容量从639 吨增长到1002 吨，年复合增长率为25．22%。 未来2-3 年内，虽然国内平面显示行业的固定资产投资增速将有所放 缓，但由于平面显示行业存量需求及太阳能光伏电池的增量需求，国 内ITO 靶材市场容量仍将保持一定幅度的增长。预计2022 年能达到 1067 吨，2024 年达到1207 吨。 （四）溅射靶材竞争格局 全球靶材市场呈寡头竞争格局，日美在高端溅射靶材领域优势明 显。目前，全球溅射靶材市场主要有四家企业，分别是JX 日矿金属、 霍尼韦尔、东曹和普莱克斯，市场份额分别为30%、20%、20%和10%， 合计垄断了全球80%的市场份额。 .
