降本增效是光伏產(chan) 業(ye) 發展的唯一主線,而其中必然伴隨著技術的升級和迭代,電池尤其如此。經過2021年光伏電池的發展,現在行業(ye) 走到了新的十字路口,N型電池進入產(chan) 業(ye) 化擴張階段。
長城證券在最新的2022年光伏投資策略報告中提到,2021年矽料價(jia) 格大幅上漲導致矽片生產(chan) 原材料成本大幅提高,下半年矽片廠商盈利水平明顯下滑。N型矽片厚度下降潛力顯著高於(yu) P型矽片,更符合行業(ye) 對快速降本的訴求,滲透率有望快速提升。
N型時代
光伏電池主要分為(wei) P型與(yu) N型,二者的區別在於(yu) 原材料矽片和電池製備技術不同。
P型矽片在矽材料中摻雜硼元素製成,N型矽片在矽材料中摻雜磷元素製成。P 型電池原材料為(wei) P型矽片,通過製備技術分類主要包括BSF電池、PERC電池,N型電池原材料為(wei) N型矽片,主要包括PERT/PERL、TOPCon、HJT(異質結)、IBC等。
P型單晶矽電池發展較早,在2015年之前是由鋁背場(BSF)電池主導,曾經占據了90%的市場份額。CPIA的數據顯示,2020年,PERC電池占比從(cong) 2019年的65%提升至86.4%。
轉換效率接近理論瓶頸,製約P型電池滲透率繼續提升。根據光伏協會(hui) 產(chan) 業(ye) 發展路線報告,N型高效電池2030年轉換效率或超過25.5%,比P型電池高出1個(ge) 百分點以上。根據CPIA預測,2030年,N型電池的市占率或將達到56%左右,前景十分廣闊。
N型光伏電池主要包括TOPCon、HJT和IBC三種技術路線,但目前主要是前兩(liang) 者。
從(cong) 生產(chan) 工藝難度來看,IBC >TOPCon>HJT,HJT電池工藝最簡單,核心工藝僅(jin) 需要4步。而BSF電池需要6道工藝、PERC需要8道工藝、TOPCON需要10多道工藝,HJT是目前光伏電池中工藝流程較短的技術路線。
轉換效率層麵,HJT> TOPCon> IBC,目前異質結電池的量產(chan) 最高效率已經達到 25.05%,TOPCon量產(chan) 最高效率達24.5%,IBC達到24%。
從(cong) 投資成本角度,IBC>HJT> TOPCon,目前PERC+單GW設備投資在2億(yi) 元左右, TOPCon投資約2.5億(yi) 元左右,HJT投資額在4-4.5億(yi) 元左右,IBC設備投資額則在4-5 億(yi) 元左右。
由於(yu) TOPCon和PERC工藝相似, 因此在PERC產(chan) 線上新增非晶矽沉積的 LPCVD/PECVD設備以及鍍膜設備,可將PERC 產(chan) 線升級至TOPCon。目前PERC 設備投資在 1.2-1.5億(yi) 元/GW,TOPCon投資約 2-2.5億(yi) 元/GW,將PERC改造為(wei) TOPCon 僅(jin) 需0.8億(yi) 元/GW,可大幅降低電池設備投資成本,擁有PERC電池產(chan) 能的企業(ye) 投資意願更強。而HJT是低溫工藝,因此需要重新新建產(chan) 線,投資額在4-4.5億(yi) 元/GW。
目前 TOPCon電池成本低於(yu) HJT約0.13元/W,但根據《中國光伏產(chan) 業(ye) 發展路線圖2020版》的數據,未來HJT的轉換效率將始終領先TOPCon。盡管目前HJT的產(chan) 業(ye) 化稍稍落後於(yu) TOPCon,但放在更長的時間維度內(nei) ,隻要成本能降下來,HJT更有競爭(zheng) 力。
華晟新能源、鈞石能源、山煤國際、通威股份、愛康科技、東(dong) 方日升、明陽智能、金剛玻璃等企業(ye) 均已宣布投資新建GW級的HJT相關(guan) 項目,據公開資料顯示,目前市場上規劃 HJT電池片技術的產(chan) 能有近40GW+。
不遺餘力降成本
HJT的成本劣勢主要是光伏銀漿占比太高和設備投資大所導致的,而這兩(liang) 大問題正在加快得到解決(jue) 。
光伏銀漿分為(wei) 高溫銀漿和低溫銀漿兩(liang) 種,主要的區別在於(yu) 工藝溫度,傳(chuan) 統的P型電池和N型TOPCon使用高溫銀漿,HJT隻能使用低溫銀漿。由於(yu) 低溫銀漿的壁壘高,格局壟斷(日本KE占90%的市場),導致低溫銀漿的價(jia) 格遠高於(yu) 高溫銀漿。
高溫銀漿市場已逐步實現進口替代,國產(chan) 廠商於(yu) 2017年對高溫銀漿進行進口替代,到 2020年國產(chan) 品牌帝科股份、蘇州固锝、匡宇科技、常州聚合高溫銀漿市占率約40%+,海外供應商日本KE、杜邦、漢高、賀利氏由於(yu) 成本劣勢,正逐步被國產(chan) 品牌替代。
目前低溫銀漿由於(yu) 對原料要求高,未來隨著國產(chan) HJT投資規模的擴大,低溫銀漿也有望實現進口替代。
常州聚和、蘇州晶銀已經實現低溫銀漿小批量生產(chan) ,浙江凱盈進入產(chan) 品測試階段。目前進口銀漿價(jia) 格約6500-6800元/kg,國內(nei) 低溫銀漿價(jia) 格約為(wei) 5000-5500元/kg,隨著國產(chan) 化量產(chan) ,低溫銀漿價(jia) 格有望降至5000元/kg以下,與(yu) 高溫銀漿平價(jia) 。
銀粉在低溫銀漿的總成本中占比超過98%,所以低溫銀漿降本的關(guan) 鍵點在於(yu) 降低銀粉耗用量。HJT可通過銀包銅技術,將銀耗降至106mg。
由於(yu) 銀包銅是低溫工藝,無法在 TOPCON 電池應用,目前TOPCON電池正在研發電鍍銅工藝,由於(yu) 銅容易氧化,過程涉及濕化學,拉力較難控製,因此電鍍銅工藝較難,目前還處於(yu) 實驗室階段。
再來看設備端,過去十年中,新的電池技術主要由國外機構提出,國外設備廠商首先開發設備然後引入國內(nei) 。而從(cong) 最新的TOPCon、HJT、IBC等高效電池技術產(chan) 業(ye) 化情況來看,國產(chan) 設備供應商在中試環節就開始與(yu) 電池片企業(ye) 廠緊密合作,不斷創新,成為(wei) 技術和市場的引領者。
目前價(jia) 值量占比最高的PECVD(價(jia) 值占總設備成本的50%)進口設備的價(jia) 格約4.8億(yi) /GW,國產(chan) 設備的價(jia) 格僅(jin) 2億(yi) /GW,價(jia) 格為(wei) 進口設備一半。
邁為(wei) 、理想、鈞石、捷佳偉(wei) 創積極布局 PECVD設備,目前通威、華晟、阿特斯已采用邁為(wei) PECVD設備。邁為(wei) 股份利用其自主研發的HJT異質結高效電池量產(chan) 設備與(yu) SunDrive的電鍍工藝,在全尺寸單晶HJT電池 上的光電轉換效率達到了25.54%,創造了新的世界紀錄。
2017-2018年,HJT設備主要由梅耶博格、YAC、AMAT、日本住友等外資品牌提供,設備成本約10-20億(yi) /GW;2019年邁為(wei) 、鈞石、捷佳偉(wei) 創等開始進行進口替代,設備成本降至 5-10億(yi) /GW;2020年6月歐洲老牌光伏設備龍頭梅耶博格退出 HJT 的競爭(zheng) 國內(nei) 設備商加碼研發,邁為(wei) 和鈞石具備了HJT整線設備供應能力,2020年 HJT設備成本降至5億(yi) /GW左右,隨著量產(chan) 產(chan) 能的投放,以及設備國產(chan) 化率的提升,預計2021年HJT設備成本有望降至4億(yi) /GW。
12月初,邁為(wei) 股份和REC集團簽訂了400MW HJT電池整線設備訂單。一代光伏技術有一代設備,設備訂單的起量是產(chan) 業(ye) 化加速最直接、最有效的信號,REC的訂單是一個(ge) 重要標誌,HJT的產(chan) 業(ye) 化速度正在加速到來。
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