![]()
在產(chan) 業(ye) 經濟全球化競爭(zheng) 進程中,我們(men) 時常麵臨(lin) 技術封鎖,尤其是高端製造技術。麵對技術封鎖,無數中國企業(ye) 抗壓前行,推進國產(chan) 化突破,如今已在諸多行業(ye) 建立產(chan) 業(ye) 優(you) 勢壁壘。 其中之一就是光伏。
2022年12月30日,商務部發布《中國禁止出口限製出口技術目錄(征求公眾(zhong) 意見版)》,擬將光伏矽片製備、激光雷達等7項技術列入禁止或限製出口技術條目。
我國之所以能夠在光伏領域實現技術反製,可以一分為(wei) 二地看。從(cong) 麵子看,我國擁有全球最大光伏產(chan) 能和最完善的產(chan) 業(ye) 鏈,能夠為(wei) 全球市場供應超過70%的組件;從(cong) 裏子看,我國光伏生產(chan) 技術全球領先,比如光伏電池轉化效率是世界之最。
中國光伏站上技術曲線趨勢之巔,並非一蹴而就,且仍處於(yu) 不容有失的持續進化之中。梳理其中的產(chan) 業(ye) 脈絡規律與(yu) 關(guan) 鍵技術演進,已成為(wei) 我們(men) 洞悉中國乃至全球光伏未來新格局的重中之重。
一、中國光伏二十年,從(cong) 規模領先到技術領跑
時間回到2001年,我國光伏行業(ye) 剛剛起步。在當時歐美國家大力補貼光伏的背景下,全球光伏市場快速發展,剛加入WTO的中國享受了光伏火爆需求帶來的製造業(ye) 紅利。
短短數年,到2007年,我國便成為(wei) 全球最大的光伏製造國。不過我們(men) 並不是光伏使用大國,當時光伏主要市場仍然在海外,而且關(guan) 鍵技術不在手上,核心原料也嚴(yan) 重依賴進口,更像是來料加工的角色。總之,以量取勝的中國光伏麵臨(lin) “三頭在外”的困境。
經曆二十年的發展,我國光伏行業(ye) 成績斐然,已經成為(wei) 名副其實的全球光伏製造中心。
從(cong) 規模維度,中國光伏產(chan) 量和裝機量均為(wei) 世界第一。截止2022年,我國多晶矽產(chan) 量連續12年、光伏組件產(chan) 量連續16年、光伏新增裝機量連續10年、光伏累計裝機量連續8年位居全球首位。
從(cong) 技術維度,我國光伏產(chan) 業(ye) 在上、中、下遊各環節幾乎均可以實現國產(chan) 化供應,並且形成了一批世界級的龍頭企業(ye) 。中國光伏企業(ye) 一直在開發更高效、成本更低的光伏技術。以光伏電池片為(wei) 例,我國光伏晶矽電池實驗室效率屢屢刷新世界紀錄,引領行業(ye) 降本增效。
![]()
圖: 中國光伏電池實驗室效率屢破紀錄,資料來源: 中國光伏行業(ye) 協會(hui)
實際上,光伏是典型的技術密集型行業(ye) 。中國光伏由大變強的過程也是技術一路突破的過程,誰能搶占技術高地將很大程度上決(jue) 定未來格局。
市場對光伏技術關(guan) 注度最高的當屬電池片。相比矽料、矽片等環節,電池片的技術更容易出現重大技術變革。所以一直以來,電池片的技術競賽始終激烈。
當前光伏電池片正處於(yu) P型向N型迭代的關(guan) 鍵期。而N型電池技術路線正呈現多樣化特點,各大廠商陸續推出電池新技術產(chan) 品。
![]()
在眾(zhong) 多技術路線中,一種新的高效電池生產(chan) 技術引起了我們(men) 的關(guan) 注:通威 TNC電池技術 。就在去年11月,通威TNC高效電池技術獲評中國進博會(hui) 組委授予的2022年度十大“零碳中國”創新技術。
之所以這個(ge) 技術引起我們(men) 的高度重視,是因為(wei) 通威TNC電池技術在電池效率、輸出功率、係統成本等方麵都處於(yu) 行業(ye) 領先地位,有助於(yu) 推動全球光伏向前發展。
站在行業(ye) 角度,通威TNC電池技術其實已經成為(wei) 中國光伏技術優(you) 勢的典型樣本。
二、以通威為(wei) 樣本,解碼中國光伏技術的比較優(you) 勢
1、什麽(me) 是TNC電池技術?
何謂 TNC 高效電池技術?是指通威基於(yu) N型鈍化接觸電池技術,采用其自主研發的PECVD多晶矽沉積技術路線,通過實現降低電阻,提高填充因子進而提升光電轉換效率的一種高效電池生產(chan) 技術。
相較於(yu) 目前主流的PERC電池,TNC電池的主要區別在鈍化層製備,需要在電池背麵製備一層超薄氧化矽,然後再沉積一層摻雜矽薄層,二者共同形成鈍化接觸結構。而這項技術難點在於(yu) 隧穿氧化層生長及多晶矽層沉積。
![]()
圖:通威TNC電池結構,資料來源: 通威
通威采用原位PECVD工藝進行隧道氧化和摻雜聚膜沉積,成功解決(jue) 了隧道氧化膜的均勻性和薄膜剝落等難題。當前通威利用TNC技術生產(chan) 的電池量產(chan) 轉換效率已超過25.1%,組件功率達到575W以上 (182尺寸72片版型) 。
我們(men) 查詢到,通威已經率先申請了多項TNC電池技術相關(guan) 的發明專(zhuan) 利,成為(wei) 其技術護城河。
![]()
圖:通威太陽能電池片專(zhuan) 利,資料來源: 專(zhuan) 利之星檢索係統
2、TNC電池技術的關(guan) 鍵看點
光伏電池片是實現光電轉換最為(wei) 核心的環節,其技術路線和工藝水平直接影響光伏組件的發電效率和使用壽命。
從(cong) 發電效率看,TNC電池采用通威創新的SMBB技術,不僅(jin) 可以降低微隱裂造成的功率損耗,還可以縮短細柵上40%的電流傳(chuan) 輸距離,降低電池的內(nei) 耗損失,從(cong) 而有效提升組件實際運行時的發電效率。目前,SMBB技術已經通過TUV認證和2項IEC可靠性測試。
![]()
圖:通威的SMBB技術,資料來源: 通威
從(cong) 組件功率看。在相同組件尺寸和版型的前提下,通威TNC組件功率較其他廠家P型組件主流功率可提高20-25W。測算下來,在係統端土地麵積相同情況下,TNC組件的係統功率可提高4.2%。
從(cong) 功率衰減性能看。衰減率是決(jue) 定光伏產(chan) 品全周期發電量的關(guan) 鍵因素。通威TNC組件首年衰減1%,每年衰減不高於(yu) 0.4%,相比常規PERC組件,全周期性能優(you) 勢更為(wei) 明顯。
![]()
圖:通威TNC產(chan) 品的功率衰減性能對比,資料來源: 通威
從(cong) 組件溫度係數看。通威TNC組件的功率溫度係數為(wei) -0.30%/℃,大幅優(you) 於(yu) 常規P型組件的-0.35%/℃。在高溫區域或者夏季高溫環境下,TNC組件發電量增益優(you) 勢更加突出。
![]()
圖:在不同地區通威TNC組件的發電增益數據,資料來源: 通威
從(cong) 組件雙麵率看。通威TNC雙麵雙玻組件產(chan) 品係列的雙麵率較行業(ye) 主流P型雙麵雙玻組件提升10-15%。組件背麵在有光照的情況下可獲得更多的整體(ti) 輸出功率增益,對於(yu) 輻照優(you) 異的地麵大型電站項目,如果搭配跟蹤支架,額外發電增益更突出。
與(yu) 此同時,通威在TNC組件的封裝和結構設計上做了大量技術創新,讓TNC電池技術的優(you) 勢更加突出。
比如在組件的封裝上,在保證組件質量可靠性的前提下有效減小了片間距,提升了組件空間利用率和輸出功率。在采用相同效率電池的前提下,組件效率可提升0.15%以上。
![]()
圖:通威的高密度封裝技術,資料來源: 通威
再比如組件的結構設計,TNC組件采用電池切半,上下對稱並聯結構設計,不僅(jin) 可以實現大幅降低組件內(nei) 部電學損耗,還能有效減少因遮擋(陰影、異物等)引起的輸出損失。
總結來說,得益於(yu) 通威自主研發的TNC高效電池技術和創新製造工藝,通威TNC產(chan) 品在綜合性能上位居行業(ye) 領先水平。
3、TNC技術對行業(ye) 意味著什麽(me) ?
效率和成本是製造業(ye) 的永恒追求。就光伏行業(ye) 而言,降本增效的需求更加迫切。一項光伏新技術是否成功,關(guan) 鍵評價(jia) 指標就是能否實現更大程度的降本增效。
首先講到光伏成本的降低。LCOE(平準化度電成本)是業(ye) 內(nei) 衡量光伏係統經濟性的重要指標,降低LCOE的主要的措施是減少初始建設投資和提高係統發電收益。
通威TNC高效光伏組件由於(yu) 效率高、更低的衰減和更好的溫度係數等,不僅(jin) 能降低係統BOS成本和土地使用成本。以182-72雙玻版型組件為(wei) 例,根據測算,通威TNC組件的LCOE可降低約3.4%。
![]()
圖:通威TNC組件的度電成本分析,資料來源: 通威
其次,是經濟效益的提高。憑借更高的輸出功率、更優(you) 異的功率衰減性能、更高的雙麵率,通威TNC技術生產(chan) 的雙麵組件較傳(chuan) 統PERC雙麵組件平均單瓦發電量增益高3-5%。
以通威自產(chan) 的182尺寸72版型半片組件為(wei) 例,其功率可達575W以上,較傳(chuan) 統PERC雙麵組件平均單瓦發電量增益高3%-4%。根據國家劃分的I類、Ⅱ類、III類光照資源區域,采用通威TNC技術生產(chan) 的高效光伏組件發電增益分別可達3.25%、3.30%、3.96%,均達到行業(ye) 領先水平。
接下來隨著TNC電池的規模化生產(chan) 和製造成本降低,其經濟性將進一步加強,在組件端達到與(yu) PERC相同的成本水平。屆時,TNC電池有望替代PERC成為(wei) 主要技術路線,引領中國光伏產(chan) 業(ye) 繼續前行。
根據公開信息,通威TNC產(chan) 品的生產(chan) 正在快速推進中,其位於(yu) 眉山的一期1GWh工廠已經處在量產(chan) 階段,另一家8GWh工廠正在建設中。截至目前,通威高效電池組件產(chan) 品已在甘肅、山西、海南等多個(ge) 區域市場的光伏發電項目實地應用。今年下半年,通威將實現TNC電池及組件的規模化產(chan) 出。
最後,從(cong) 全產(chan) 業(ye) 鏈看,從(cong) PERC到TNC技術,兩(liang) 者的產(chan) 線和工序差異較小,製備流程比較接近,主要是後者增加了隧穿氧化層和多晶矽沉積設備,以及硼擴散裝備。也就是說,行業(ye) 龍頭可以有效利用原有產(chan) 能實現技術的升級。
4、通威如何實現技術站位?
光伏電池技術多樣化,行業(ye) 龍頭競爭(zheng) 激烈,為(wei) 什麽(me) 通威的電池技術具備行業(ye) 領先性?
複盤通威在光伏行業(ye) 的成就,其電池技術的優(you) 勢不是偶然,更多是源於(yu) 技術創新基因。舉(ju) 例來說,在進入光伏行業(ye) 之初,通威選擇了技術壁壘最高的矽料環節。通威經過多年技術創新,研發出了具有自主知識產(chan) 權的“永祥法”多晶矽生產(chan) 工藝,使其生產(chan) 成本做到行業(ye) 最低。目前,“永祥法”已迭代升級到了第七代。
在電池片環節,通威太陽能已連續6年成為(wei) 全球規模領先、出貨量最大的太陽能企業(ye) 。但當行業(ye) 主流PERC技術生產(chan) 的太陽能電池麵臨(lin) 效率提升天花板、降本增效瓶頸時候,通威沒有坐擁規模優(you) 勢,而是持續創新,不斷突破技術邊界。
自2020年開始,通威太陽能大量投入資金、人力、時間成本進行TOPCon電池研發工作,直到研發出具有通威特色的TNC電池技術。
通威選擇同時跟進多種技術路線,緊跟技術的變革和突破。對於(yu) N型電池,通威一直堅持TOPCon和HJT的同步研發,旨在尋找未來降本增效空間更大的技術。當前TOPCon電池技術已有重大突破,其HJT技術也在快速推進中。
在2021年7月16日,通威1GW HJT首片電池片下線。近日,經權威第三方機構TV南德測試見證,通威210 HJT雙玻組件實測正麵最高功率720.7W,創造了異質結組件功率紀錄。
除了TNC和HJT產(chan) 線,通威還建立了IBC電池試驗線,首片IBC電池已於(yu) 2022年7月正式下線,目前正在進一步優(you) 化產(chan) 線。同時,公司鈣鈦礦實驗室也已經搭建完成。
電池技術永遠都在升級,根據通威光伏首席技術官邢國強博士對外透露的信息,通威未來將把SE技術整合到TOPCon工藝流程中,繼續將電池效率提高到25.9%以上。
行文至此,我們(men) 不難看出通威在光伏電池技術的研發上麵是全方位投入,依托於(yu) 自身強大的研發和工程製造能力,不斷推出更具市場競爭(zheng) 力的產(chan) 品。
三、光伏行業(ye) 的新高地
當前我國光伏的累計裝機量約為(wei) 3.9億(yi) 千瓦。按照雙碳目標規劃,2050年光伏的總裝機規模要到50億(yi) 千瓦,這意味著未來30年光伏的裝機量還要增長約13倍。
放眼全球,隨著清潔能源轉型以及世界各國對能源安全重視程度的不斷提高,各國紛紛調高光伏裝機目標。疊加光伏發電成本持續下行,經濟性不斷提升,全球市場對光伏需求的確定性不斷增加。
當前時點來看,中國光伏毫無疑問已經成為(wei) 具備國際競爭(zheng) 優(you) 勢的戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 。那麽(me) 接下來如何才能繼續保持領先性?
1、垂直一體(ti) 化——中國光伏產(chan) 業(ye) 的新優(you) 勢
近年來我國光伏行業(ye) 一體(ti) 化發展趨勢逐漸加強,龍頭企業(ye) 紛紛通過垂直一體(ti) 化布局來打造自身競爭(zheng) 力,從(cong) 而實現強者恒強。
通過垂直一體(ti) 化布局,不僅(jin) 可以降本增效,還能加速技術的融合開拓,提升企業(ye) 的核心競爭(zheng) 力。本質而言,垂直一體(ti) 化即是提升經濟效益的途徑,也是培養(yang) 自身競爭(zheng) 力,增強抵抗風險能力,進行主動戰略規劃的手段。
在垂直一體(ti) 化這個(ge) 大趨勢下,光伏各家企業(ye) 競爭(zheng) 的核心將從(cong) 過去專(zhuan) 注於(yu) 利潤轉化為(wei) 對產(chan) 業(ye) 全鏈價(jia) 值的布局與(yu) 關(guan) 鍵技術掌控。更重要的是,光伏行業(ye) 的競爭(zheng) 將由某個(ge) 環節的單項競爭(zheng) ,升維至產(chan) 業(ye) 鏈的全麵競爭(zheng) 。
還是以通威為(wei) 例,目前通威在光伏領域構建了從(cong) 上遊高純晶矽生產(chan) 、中遊高效太陽能電池片和組件生產(chan) 到下遊光伏電站建設和運營的垂直一體(ti) 化產(chan) 業(ye) 鏈。
立足自身在行業(ye) 上遊多年積澱的深厚優(you) 勢,通威進一步延伸布局,為(wei) 下遊提供高效的組件產(chan) 品,不僅(jin) 可以進一步提升公司的整體(ti) 競爭(zheng) 力,同時也更加契合自身降本增效的行業(ye) 使命。
在激烈的行業(ye) 競爭(zheng) 中,通威的優(you) 勢在於(yu) ,其上下遊垂直一體(ti) 化帶來的成本優(you) 勢和技術敏感性,將有效降低組件製造成本及光伏係統的度電成本,最終強化提升其市場競爭(zheng) 力。
目前通威組件產(chan) 能為(wei) 14GW,根據規劃,其組件產(chan) 能在2023年將達到80GW;對於(yu) 電池片,到2023年,通威電池產(chan) 能達到102GW,2026年電池產(chan) 能達到130-150GW。屆時,通威垂直一體(ti) 化帶來的優(you) 勢將更為(wei) 突出。
麵對風雲(yun) 變換的全球市場時,具備垂直一體(ti) 化的企業(ye) 將表現出更強大的抗風險能力和競爭(zheng) 優(you) 勢,如此才能充當中國光伏行業(ye) 的中堅力量。
2、創新技術激發規模勢能
根據海關(guan) 總署數據,2022年我國光伏產(chan) 品的出口再創新高。全球對中國光伏的需求還在不斷增長。
![]()
圖:我國光伏組件出口額穩步增長,資料來源: 海關(guan) 總署,華創證券
另一方麵,海外地區的光伏製造正在重新啟動,開始推出相關(guan) 政策激勵本土光伏製造發展。
2022年2月,印度尼西亞(ya) 計劃投資40億(yi) 美元構建多晶矽產(chan) 業(ye) ,以促進光伏組件的生產(chan) 。
2022年3月,歐盟光伏協會(hui) 公布能源獨立建議書(shu) ,該建議書(shu) 的發布提升了歐洲光伏產(chan) 業(ye) 獨立性。
2022年7月,印度能源巨頭塔塔電力公司與(yu) 印度泰米爾納德邦政府簽署了一份諒解備忘錄,將投資建設一處4GW電池和4GW組件廠。
未來創新技術依舊充當光伏產(chan) 業(ye) 的核心驅動力,以技術為(wei) “矛”,中國的規模勢能將進一步激發。
以組件為(wei) 例,當下我國組件行業(ye) 已形成隆基、晶科、天合、晶澳四巨頭格局,2022年其出貨量合計約170GW,占全球新增裝機的2/3左右。而光伏組件是個(ge) 高速增長的市場,也往往意味著有機會(hui) 孕育出新的組件巨頭。
作為(wei) 光伏組件的新入局者,目前通威在組件環節已經充分證明了技術優(you) 勢,拉長時間維度,通威的進入也代表著中國企業(ye) 將掌握全球光伏產(chan) 業(ye) 更強的話語權。
總之,在中國光伏主力軍(jun) 的共同努力下,光伏技術實現不斷突破,在技術與(yu) 規模共振之下,中國光伏的比較優(you) 勢得以持續凸顯。
轉載請注明出處。







相關文章
熱門資訊
精彩導讀



















關注我們

