近期受到異質結電池轉化效率破世界紀錄這一消息的影響,A股異質結電池概念股逆勢沖高。隆基綠能宣布,經過德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)最新認證,公司自主研發的硅異質結電池轉換效率已達到26.81%,是目前全球國際太陽能電池效率的最高紀錄。當前主流的P型電池接近理論效率極限,降本趨勢放緩,N型電池普遍受到看好,市場認為未來發展空間將進一步加大。
一、光伏技術歷史和分類
第一塊太陽能電池1954年誕生于美國貝爾實驗室,轉換效率僅為6%,而后太陽能電池從太空應用轉至陸地應用,受到能源轉換的需求和國家政策的推動,光伏技術快速發展。光伏技術分為兩大類,晶體硅和薄膜,而中國主要在晶體硅技術中領先全球。早期技術主要來自國外的理論基礎,但在歐美專家10年前轉型薄膜技術時,中國在晶體硅技術上實現了突破。首先在硅料生產方面,協鑫、通威等企業將硅料成本大幅下降。電池生產設備也實現了國產替代,例如捷佳偉創等企業。
相比薄膜電池,晶體硅電池有很大的性價比優勢,適用度也相對廣泛。從全球出貨量看,晶體硅占95%以上,而薄膜電池只有5%以下,因此晶體硅技術占絕對的主導地位。晶體硅又細分為單晶和多晶技術,而隆基將單晶技術的工藝制造流程進行優化,大大降低了單位制造成本,因此單晶成為主流,大概占總出貨量的98%。單晶硅的主流技術為PERC,其他技術包括異質結(HJT),TOPCon,IBC等。
異質結電池最早來自日本,1990年由三洋公司研發。2010年專利保護結束后,中國光伏企業逐漸大量進入異質節電池的研發。起初異質結做得最好的是漢能,但是因為商業運作不佳,企業的核心研發成員大多去了其他光伏企業,比如隆基。近五年異質結發展迅猛,達到了驚人的26.81%的轉換效率。
二、異質結電池優勢和不足以及發展前景
優勢主要包括
1、制程相對簡單,僅有4段
2、性能優勢,溫度系數非常低,比PERC和IBC電池都低,大概為0.25%,普通電池一般為0.4%;
3、光衰低,因為N型電池比P型電池雜質濃度低,轉換效率高;
4、雙面率高,雙面電池比單面電池發電效率高3-10%。
不足包括
1、穩定性不夠好
2、出貨量和生產效率不夠高;
3、單位制造成本高于PERC和TOPCon。
因此,異質結的競爭優勢還未完全體現,目前前十廠家都在向這個方向發展,比如通威、愛康等都有布局,以及一些即將上市的電子廠家甚至規劃了5-10G瓦的異質結產能,十分看好異質結的發展。隨著國產設備替代比例上升,技術成熟化,預計異質結未來發展前景廣闊。
Q&A
Q1:低溫銀漿和RPD設備的國產化率如何?
a1:低溫銀漿最早被日本壟斷,每公斤成本比傳統銀漿高2000-3000元。近5年,我國異質結電池研發投入和生產投入的大幅上升,許多傳統銀漿公司和其他原材料公司進入了低溫銀漿領域,對低溫銀漿生產成本的下降起到了關鍵作用?,F在低溫銀漿大概比傳統銀漿貴1000元左右,預計未來可實現全面代替。
b1:RPD設備也起源于日本,國內佳捷偉創獲得了日本公司的授權,招募許多研發人員,做的比較成功。公司此前也宣布可以為異質結電池提供全套產線。目前國內只有這一家公司在做,但國產化在穩步推進。
Q2:目前異質結電池能接受多薄的硅片?
a2:.異質結是對稱結構,所以可以用比較薄的硅片,是它的優勢之一。理論計算最薄為100微米左右,但目前產業化在120-140微米之間。
Q3:.異質結單瓦成本何時可以降低到PERC的成本水平?
a3:異質結的推廣主要受到三點制約,初始投資成本高、出片率偏低和低溫銀漿用量偏高。雖然異質結整體成本偏高,但是效率比PERC高,因此溢價更高,尤其現在已經達到26.81%的轉換率。
Q4:異質結是否有其他降本瓶頸?
a4:.原材料端:
1)銀漿用量下降進程目前比較好;
2)靶材逐漸被低成本材料代替;
3)硅片逐漸薄片化。
b4:設備端:投資大約為 3-4億元/G瓦,相比此前的5-10億元/G瓦已大幅下降,未來將進一步國產化降本。
Q5:異質結和TOPCon技術未來以何種形式競爭?一種技術是否會取代另一種還是會共存?
a5:目前電池廠商更多選擇投資TOPCon技術,因為和PERC具有更高的兼容性,投資相對更小。專家認為未來異質結的份額將會上升,3-5年內兩種技術將共同發展。3-5年后將會是異質結或TOPCon和鈣鈦礦的疊加,將會出現新的技術,成本也將進一步下降。
Q6:提高開路電壓和短路電流如何影響轉換效率?
a6:電子技術的提高,最核心的指標就是開路電壓的提高,都是在開路電壓方面首先進行嘗試。其它參數包括填充因子和電流密度。
Q7:關于設備產業周期,異質結技術中哪些設備會增加或減少,哪些會繼續使用?
a7:清洗,PECVD,RPD是新設備,絲網印刷會繼續使用。
Q8:國內有哪些PECVD做的好的企業?
a8:邁為股份和理想萬里暉。
Q9:國內有沒有靶材比較好的企業?
a9:高端靶材基本都是從日本和韓國進口,少部分中低端的是國產。
Q10:異質結電池做成組件效率會有多少損耗?
a10:電池到組件行業術語為CTM,比較好的可以做到100%,主要在于封裝工藝的不同,例如單玻和雙玻。
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