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谁是下一代光伏電(diàn)池
发布时间:2021-12-30
来源:每财网

N 型硅片薄片化潜力大,更具成本下降潜力。

降本增效是光伏产业发展的唯一主線(xiàn),而其中必然伴随着技术的升级和迭代,電(diàn)池尤其如此。经过2021年光伏電(diàn)池的发展,现在行业走到了新(xīn)的十字路口,N型電(diàn)池进入产业化扩张阶段。

長(cháng)城证券在最新(xīn)的2022年光伏投资策略报告中提到,2021年硅料价格大幅上涨导致硅片生产原材料成本大幅提高,下半年硅片厂商(shāng)盈利水平明显下滑。N型硅片厚度下降潜力显著高于P型硅片,更符合行业对快速降本的诉求,渗透率有(yǒu)望快速提升。

01

N型时代

光伏電(diàn)池主要分(fēn)為(wèi)P型与N型,二者的區(qū)别在于原材料硅片和電(diàn)池制备技术不同。

P型硅片在硅材料中掺杂硼元素制成,N型硅片在硅材料中掺杂磷元素制成。P 型電(diàn)池原材料為(wèi)P型硅片,通过制备技术分(fēn)类主要包括BSF電(diàn)池、PERC電(diàn)池,N型電(diàn)池原材料為(wèi)N型硅片,主要包括PERT/PERL、TOPCon、HJT(异质结)、IBC等。

P型单晶硅電(diàn)池发展较早,在2015年之前是由铝背场(BSF)電(diàn)池主导,曾经占据了90%的市场份额。CPIA的数据显示,2020年,PERC電(diàn)池占比从2019年的65%提升至86.4%。

转换效率接近理(lǐ)论瓶颈,制约P型電(diàn)池渗透率继续提升。根据光伏协会产业发展路線(xiàn)报告,N型高效電(diàn)池2030年转换效率或超过25.5%,比P型電(diàn)池高出1个百分(fēn)点以上。根据CPIA预测,2030年,N型電(diàn)池的市占率或将达到56%左右,前景十分(fēn)广阔。

N型光伏電(diàn)池主要包括TOPCon、HJT和IBC三种技术路線(xiàn),但目前主要是前两者。

从生产工艺难度来看,IBC >;TOPCon>;HJT,HJT電(diàn)池工艺最简单,核心工艺仅需要4步。而BSF電(diàn)池需要6道工艺、PERC需要8道工艺、TOPCON需要10多(duō)道工艺,HJT是目前光伏電(diàn)池中工艺流程较短的技术路線(xiàn)。

转换效率层面,HJT>; TOPCon>; IBC,目前异质结電(diàn)池的量产最高效率已经达到 25.05%,TOPCon量产最高效率达24.5%,IBC达到24%。

从投资成本角度,IBC>;HJT>; TOPCon,目前PERC+单GW设备投资在2亿元左右, TOPCon投资约2.5亿元左右,HJT投资额在4-4.5亿元左右,IBC设备投资额则在4-5 亿元左右。

由于TOPCon和PERC工艺相似, 因此在PERC产線(xiàn)上新(xīn)增非晶硅沉积的 LPCVD/PECVD设备以及镀膜设备,可(kě)将PERC 产線(xiàn)升级至TOPCon。目前PERC 设备投资在 1.2-1.5亿元/GW,TOPCon投资约 2-2.5亿元/GW,将PERC改造為(wèi) TOPCon 仅需0.8亿元/GW,可(kě)大幅降低電(diàn)池设备投资成本,拥有(yǒu)PERC電(diàn)池产能(néng)的企业投资意愿更强。而HJT是低温工艺,因此需要重新(xīn)新(xīn)建产線(xiàn),投资额在4-4.5亿元/GW。

目前 TOPCon電(diàn)池成本低于HJT约0.13元/W,但根据《中國(guó)光伏产业发展路線(xiàn)图2020版》的数据,未来HJT的转换效率将始终领先TOPCon。尽管目前HJT的产业化稍稍落后于TOPCon,但放在更長(cháng)的时间维度内,只要成本能(néng)降下来,HJT更有(yǒu)竞争力。

华晟新(xīn)能(néng)源、钧石能(néng)源、山(shān)煤國(guó)际、通威股份、爱康科(kē)技、东方日升、明阳智能(néng)、金刚玻璃等企业均已宣布投资新(xīn)建GW级的HJT相关项目,据公开资料显示,目前市场上规划 HJT電(diàn)池片技术的产能(néng)有(yǒu)近40GW+。

02

不遗余力降成本

HJT的成本劣势主要是光伏银浆占比太高和设备投资大所导致的,而这两大问题正在加快得到解决。

光伏银浆分(fēn)為(wèi)高温银浆和低温银浆两种,主要的區(qū)别在于工艺温度,传统的P型電(diàn)池和N型TOPCon使用(yòng)高温银浆,HJT只能(néng)使用(yòng)低温银浆。由于低温银浆的壁垒高,格局垄断(日本KE占90%的市场),导致低温银浆的价格遠(yuǎn)高于高温银浆。

高温银浆市场已逐步实现进口替代,國(guó)产厂商(shāng)于2017年对高温银浆进行进口替代,到 2020年國(guó)产品牌帝科(kē)股份、苏州固锝、匡宇科(kē)技、常州聚合高温银浆市占率约40%+,海外供应商(shāng)日本KE、杜邦、汉高、贺利氏由于成本劣势,正逐步被國(guó)产品牌替代。

目前低温银浆由于对原料要求高,未来随着國(guó)产HJT投资规模的扩大,低温银浆也有(yǒu)望实现进口替代。

常州聚和、苏州晶银已经实现低温银浆小(xiǎo)批量生产,浙江凯盈进入产品测试阶段。目前进口银浆价格约6500-6800元/kg,國(guó)内低温银浆价格约為(wèi)5000-5500元/kg,随着國(guó)产化量产,低温银浆价格有(yǒu)望降至5000元/kg以下,与高温银浆平价。

银粉在低温银浆的总成本中占比超过98%,所以低温银浆降本的关键点在于降低银粉耗用(yòng)量。HJT可(kě)通过银包铜技术,将银耗降至106mg。

由于银包铜是低温工艺,无法在 TOPCON 電(diàn)池应用(yòng),目前TOPCON電(diàn)池正在研发電(diàn)镀铜工艺,由于铜容易氧化,过程涉及湿化學(xué),拉力较难控制,因此電(diàn)镀铜工艺较难,目前还处于实验室阶段。

再来看设备端,过去十年中,新(xīn)的電(diàn)池技术主要由國(guó)外机构提出,國(guó)外设备厂商(shāng)首先开发设备然后引入國(guó)内。而从最新(xīn)的TOPCon、HJT、IBC等高效電(diàn)池技术产业化情况来看,國(guó)产设备供应商(shāng)在中试环节就开始与電(diàn)池片企业厂紧密合作,不断创新(xīn),成為(wèi)技术和市场的引领者。

目前价值量占比最高的PECVD(价值占总设备成本的50%)进口设备的价格约4.8亿/GW,國(guó)产设备的价格仅2亿/GW,价格為(wèi)进口设备一半。

迈為(wèi)、理(lǐ)想、钧石、捷佳伟创积极布局 PECVD设备,目前通威、华晟、阿特斯已采用(yòng)迈為(wèi)PECVD设备。迈為(wèi)股份利用(yòng)其自主研发的HJT异质结高效電(diàn)池量产设备与SunDrive的電(diàn)镀工艺,在全尺寸单晶HJT電(diàn)池 上的光電(diàn)转换效率达到了25.54%,创造了新(xīn)的世界纪录。

2017-2018年,HJT设备主要由梅耶博格、YAC、AMAT、日本住友等外资品牌提供,设备成本约10-20亿/GW;2019年迈為(wèi)、钧石、捷佳伟创等开始进行进口替代,设备成本降至 5-10亿/GW;2020年6月欧洲老牌光伏设备龙头梅耶博格退出 HJT 的竞争國(guó)内设备商(shāng)加码研发,迈為(wèi)和钧石具备了HJT整線(xiàn)设备供应能(néng)力,2020年 HJT设备成本降至5亿/GW左右,随着量产产能(néng)的投放,以及设备國(guó)产化率的提升,预计2021年HJT设备成本有(yǒu)望降至4亿/GW。

12月初,迈為(wèi)股份和REC集团签订了400MW HJT電(diàn)池整線(xiàn)设备订单。一代光伏技术有(yǒu)一代设备,设备订单的起量是产业化加速最直接、最有(yǒu)效的信号,REC的订单是一个重要标志(zhì),HJT的产业化速度正在加速到来。
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