硅价格上涨使太阳能电池板生产成本增加约34美元

世界上98%的太阳能电池是由硅制成的。这是由于其作为光伏材料的适用性和与替代品相比的低成本。虽然太阳能硅的价格有起有落，但总体趋势是下降的。该指数在2020年6月创下历史新低。将通货膨胀因素考虑在内后，该价格约为2007年价格的十三分之一。

但这一创纪录的低点并没有持续下去，在过去的12个月里，价格从每公斤不到7美元上涨到超过28美元。相对而言，这是有史以来最大的太阳能硅价格涨幅。

去年价格很低，因为大量新的太阳能硅产能已经建成，但由于与大流行相关的全球经济放缓，需求疲软。随着需求的增加，太阳能硅的价格也在上涨。这是迈克尔在他最近的晶科太阳能的文章．

最近，木材、铁矿石、铜等大宗商品价格大幅上涨。这是当前世界经济状况的一个副作用，我认为我们不应该太担心。尽管供需关系并不总是对我们有利，但它们是可靠的，我预计假以时日，它们会解决问题。世界性的流行病是不正常的，所以我们也不应该期望世界市场是正常的。

但由于一些人对太阳能硅价格上涨感到不安，我决定做两件事:

1. 算出的数量硅一个典型的屋顶太阳能电池板。
2. 利用这一点来确定太阳能硅价格的上涨将增加多少太阳能电池板的生产成本。

起起落落

硅太阳能电池有两种基本类型:

1. 单晶的:这些电池是从一个大晶体硅锭上切割下来的。它的成本更高，但效率更高。
2. Multicrystalline这些电池是由含有多个硅晶体的铸锭切割而成的。它比单晶电池便宜，但电池的效率较低。

现在澳大利亚屋顶上的大多数太阳能电池板都是单晶太阳能电池，但用于太阳能发电的原材料单晶和多晶cell也是一样——纯度至少为99.9999%的高质量多晶硅。下图显示了1977年以来多晶硅的价格。这是根据通货膨胀调整后的美元，所以价格都是今天的货币。它显示出起伏，但总体趋势是下降的:

图表末尾的上涨看起来不算太糟，但这是有史以来价格在一年内最大的相对涨幅。从2020年6月到今年年初，价格几乎翻了一番，自那以来已经翻了一倍多:

因为这是有史以来最大的相对价格上涨，所以很容易理解为什么它会引起一些恐慌。虽然预计价格会上涨，但一些人担心价格会继续上涨。有一件事可能会推高价格，那就是中国太阳能硅生产设施发生的事故——我们屋顶上几乎所有的太阳能硅都来自中国。他们有一个坏习惯的痛苦爆炸．

我认为这些工业事故是在一个不像我们自己那样重视安全的国家如此迅速地建设这么多新产能的结果。我不认为这是中国硅厂的一个自然特征，所以希望在他们解决之前不会有更多的爆炸。

一块电池板有多少硅?

挑剔的是，太阳能电池板的玻璃中硅的含量比太阳能电池中要多得多，玻璃中硅的重量约为20%。在面板和框架之间也有硅基密封胶。但这不是高质量的纯度为99.9999%的太阳能硅。我只考虑太阳能电池的高成本材料。

为了计算出太阳能电池板中有多少太阳能硅，我需要知道:

1. 现代太阳能电池的厚度。
2. 一个典型的太阳能电池板所覆盖的面积。
3. 制造过程中有多少硅被浪费了。

厚度:太阳能电池的宽度各不相同，但现在很多都是160微米厚。这是0.16毫米，是人类头发平均厚度的两倍多一点。

面积:不久前，屋顶太阳能电池板的标准尺寸是1.65米乘1米。但随着它们在过去一两年里逐渐扩大，我现在认为1.76米乘1.04米的面板是典型的屋顶太阳能系统。在考虑到框架边缘和电池之间的小间隙所占的空间后，我假设太阳能电池的总表面积为1.7平方米。

浪费:我没有任何关于太阳能电池板制造过程中硅损耗的精确数据。但考虑到……

• 切口从金刚石线锯硅锭成晶圆。
• 在单晶锭上削圆边。
• 意外破损和缺陷。

在生产过程中损失的硅与最终生成太阳能电池的硅大致相同很多被浪费的东西可以回收利用，但这对抵消成本几乎没有帮助。

用硅计算硅数字

通过在计算器的硅芯片上输入面积和厚度的数字，我可以确定一块典型电池板中的太阳能电池的总体积约为272立方厘米。由于硅的密度为每立方厘米2.33克，所以硅的密度为634克。

如果我把它翻倍来考虑浪费，那么制造一块太阳能电池板大约需要1.3公斤硅。

的PVinsights页面他告诉我，在中国，高质量的太阳能硅目前的价格是每公斤29.40美元，而普通等级的太阳能硅每公斤27.63美元便宜不到2美元。

以今天0.76美元兑1澳元的高质量汇率计算，制造一块太阳能电池板需要价值约50澳元的太阳能硅。

与2020年每公斤约9美元的太阳能硅平均价格相比，这意味着每块电池板增加了约34美元。加上商品及服务税，大约是37美元。

对于一个370瓦的面板，这是现在常见的尺寸，价格上涨到每瓦9美分。加上商品及服务税后，电费约为每瓦10美分。

价格飙升的影响

在包括商品及服务税(GST)但不进行任何其他调整后，每块电池板硅成本增加37澳元将使太阳能系统的成本增加以下金额:

• 18面板6.6千瓦系统:+ 666美元¹
• 27面板10千瓦系统:+ 999美元²

显然，这并不好。低成本太阳能是人类保护自然环境的最后也是最好的希望，它能让我们的孩子有和我们一样的机会被野生动物吃掉;所以任何价格上涨都不受欢迎。

好消息是，这种价格上涨不足以阻止太阳能在澳大利亚的发展。下面的图表来自澳大利亚太阳能价格指数．它显示了在澳大利亚安装的屋顶太阳能系统每瓦的平均成本。

请注意，这给出了在澳大利亚安装的所有太阳能的平均成本，由评论者在SolarQuotes上报告。这包括一些由牛仔或他们的马安装的垃圾太阳能。与其以这张图上的每瓦成本为目标，不如多花点钱从高质量的安装人员那里得到一个系统:

这张图一直到6月1日，你可以看到，当时屋顶太阳能的成本接近有史以来的最低水平。每瓦10美分的上涨只会将系统成本提高到去年3月的水平。

屋顶太阳能在当时是很有意义的，即使太阳能硅的价格再次翻倍，并将价格一路推高到2019年中期的水平，它也将继续有意义。如此大幅的价格上涨将是不幸的，但不是灾难。

澳大利亚家庭是否会遭受每瓦10美分的上涨还有待观察新太阳能发电系统的成本．虽然我预计太阳能硅的价格不会很快回到去年的价格，但我确实认为它们很可能会从目前的峰值回落。

此外，由于供应商和安装商预计到价格上涨，而且制造商一直在努力降低其他领域的成本，澳大利亚家庭可能至少在一定程度上免受最近价格上涨的影响。我们可能看到的不是太阳能系统价格的上涨，而是太阳能系统价格下跌的暂时停顿。

谁也不能保证太阳能硅的价格不会进一步上涨，但如果价格上涨，这将是一种自我纠正的情况。更高的价格将鼓励更多的太阳能硅生产，同时减少对太阳能硅的需求太阳能电池板最终会达到一种新的平衡。在此之后，太阳能硅很可能会重新回到价格下跌的状态。

不管怎样，市场将自行解决。如果我们的领导人开始故意捣乱，问题只可能长期存在，但他们必须是十足的白痴才会这么做。

现在我想了想，我们面临的风险可能比我想象的要大。