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        新聞中心
        誰是下一代光伏電池
        發布時間:2021-12-30
        來源:每財網

        N 型硅片薄片化潛力大,更具成本下降潛力。

        降本增效是光伏產業發展的唯一主線,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,現在行業走到了新的十字路口,N型電池進入產業化擴張階段。

        長城證券在最新的2022年光伏投資策略報告中提到,2021年硅料價格大幅上漲導致硅片生產原材料成本大幅提高,下半年硅片廠商盈利水平明顯下滑。N型硅片厚度下降潛力顯著高于P型硅片,更符合行業對快速降本的訴求,滲透率有望快速提升。

        01

        N型時代

        光伏電池主要分為P型與N型,二者的區別在于原材料硅片和電池制備技術不同。

        P型硅片在硅材料中摻雜硼元素制成,N型硅片在硅材料中摻雜磷元素制成。P 型電池原材料為P型硅片,通過制備技術分類主要包括BSF電池、PERC電池,N型電池原材料為N型硅片,主要包括PERT/PERL、TOPCon、HJT(異質結)、IBC等。

        P型單晶硅電池發展較早,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2019年的65%提升至86.4%。

        轉換效率接近理論瓶頸,制約P型電池滲透率繼續提升。根據光伏協會產業發展路線報告,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,但目前主要是前兩者。

        從生產工藝難度來看,IBC >;TOPCon>;HJT,HJT電池工藝最簡單,核心工藝僅需要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。

        轉換效率層面,HJT>; TOPCon>; IBC,目前異質結電池的量產最高效率已經達到 25.05%,TOPCon量產最高效率達24.5%,IBC達到24%。

        從投資成本角度,IBC>;HJT>; TOPCon,目前PERC+單GW設備投資在2億元左右, TOPCon投資約2.5億元左右,HJT投資額在4-4.5億元左右,IBC設備投資額則在4-5 億元左右。

        由于TOPCon和PERC工藝相似, 因此在PERC產線上新增非晶硅沉積的 LPCVD/PECVD設備以及鍍膜設備,可將PERC 產線升級至TOPCon。目前PERC 設備投資在 1.2-1.5億元/GW,TOPCon投資約 2-2.5億元/GW,將PERC改造為 TOPCon 僅需0.8億元/GW,可大幅降低電池設備投資成本,擁有PERC電池產能的企業投資意愿更強。而HJT是低溫工藝,因此需要重新新建產線,投資額在4-4.5億元/GW。

        目前 TOPCon電池成本低于HJT約0.13元/W,但根據《中國光伏產業發展路線圖2020版》的數據,未來HJT的轉換效率將始終領先TOPCon。盡管目前HJT的產業化稍稍落后于TOPCon,但放在更長的時間維度內,只要成本能降下來,HJT更有競爭力。

        華晟新能源、鈞石能源、山煤國際、通威股份、愛康科技、東方日升、明陽智能、金剛玻璃等企業均已宣布投資新建GW級的HJT相關項目,據公開資料顯示,目前市場上規劃 HJT電池片技術的產能有近40GW+。

        02

        不遺余力降成本

        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,而這兩大問題正在加快得到解決。

        光伏銀漿分為高溫銀漿和低溫銀漿兩種,主要的區別在于工藝溫度,傳統的P型電池和N型TOPCon使用高溫銀漿,HJT只能使用低溫銀漿。由于低溫銀漿的壁壘高,格局壟斷(日本KE占90%的市場),導致低溫銀漿的價格遠高于高溫銀漿。

        高溫銀漿市場已逐步實現進口替代,國產廠商于2017年對高溫銀漿進行進口替代,到 2020年國產品牌帝科股份、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、賀利氏由于成本劣勢,正逐步被國產品牌替代。

        目前低溫銀漿由于對原料要求高,未來隨著國產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,浙江凱盈進入產品測試階段。目前進口銀漿價格約6500-6800元/kg,國內低溫銀漿價格約為5000-5500元/kg,隨著國產化量產,低溫銀漿價格有望降至5000元/kg以下,與高溫銀漿平價。

        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鍵點在于降低銀粉耗用量。HJT可通過銀包銅技術,將銀耗降至106mg。

        由于銀包銅是低溫工藝,無法在 TOPCON 電池應用,目前TOPCON電池正在研發電鍍銅工藝,由于銅容易氧化,過程涉及濕化學,拉力較難控制,因此電鍍銅工藝較難,目前還處于實驗室階段。

        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后引入國內。而從最新的TOPCon、HJT、IBC等高效電池技術產業化情況來看,國產設備供應商在中試環節就開始與電池片企業廠緊密合作,不斷創新,成為技術和市場的引領者。

        目前價值量占比最高的PECVD(價值占總設備成本的50%)進口設備的價格約4.8億/GW,國產設備的價格僅2億/GW,價格為進口設備一半。

        邁為、理想、鈞石、捷佳偉創積極布局 PECVD設備,目前通威、華晟、阿特斯已采用邁為PECVD設備。邁為股份利用其自主研發的HJT異質結高效電池量產設備與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/GW;2019年邁為、鈞石、捷佳偉創等開始進行進口替代,設備成本降至 5-10億/GW;2020年6月歐洲老牌光伏設備龍頭梅耶博格退出 HJT 的競爭國內設備商加碼研發,邁為和鈞石具備了HJT整線設備供應能力,2020年 HJT設備成本降至5億/GW左右,隨著量產產能的投放,以及設備國產化率的提升,預計2021年HJT設備成本有望降至4億/GW。

        12月初,邁為股份和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業化加速最直接、最有效的信號,REC的訂單是一個重要標志,HJT的產業化速度正在加速到來。
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