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中銀證券:光伏電池的技術(shù)路徑之爭(zhēng)

欄目:行業(yè)動(dòng)態(tài) 發(fā)布時(shí)間:2022-12-08
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1941年,第一塊單晶硅太陽(yáng)能電池誕生;1950年代,貝爾實(shí)驗(yàn)室推出第一塊可商業(yè)化的6%轉(zhuǎn)化效率的光伏電池。至今,光伏電池的發(fā)展史已經(jīng)超過(guò)80年,近日,中國(guó)光伏企業(yè)再次在歷史上留下了濃墨重彩的一筆。

01 隆基綠能打破世界紀(jì)錄

11月19日,在第十六屆中國(guó)新能源國(guó)際博覽會(huì)暨高峰論壇上,隆基綠能宣布,已收到德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所(ISFH)的最新認(rèn)證報(bào)告,隆基綠能自主研發(fā)的硅異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.81%。

“世界太陽(yáng)能之父”馬丁·格林宣布,這是目前全球硅基太陽(yáng)能電池效率的最高紀(jì)錄,也是2017年日本公司創(chuàng)下26.7%的紀(jì)錄以來(lái),時(shí)隔五年誕生的最新世界紀(jì)錄。

隆基綠能中央研究院副院長(zhǎng)徐希翔表示,2017年,日本公司Kaneka創(chuàng)造了單結(jié)晶硅電池效率紀(jì)錄26.7%,是使用異質(zhì)結(jié)+IBC的復(fù)合技術(shù)所突破的。隆基綠能的新紀(jì)錄使用了異質(zhì)結(jié)技術(shù),從24.7%、25.1%的基礎(chǔ)上提高至26.81%。徐希翔稱,隆基也在做異質(zhì)結(jié)+IBC技術(shù),未來(lái)效率還將進(jìn)一步提升。

除了異質(zhì)結(jié)(HJT)電池之外,隆基在PERC、HPBC等技術(shù)路徑上也取得了顯著成績(jī)。

目前,光伏行業(yè)主流的PERC電池轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄為隆基綠能創(chuàng)造的24.05%,已經(jīng)十分接近ISFH 24.5%的實(shí)驗(yàn)室效率極限;本月初,隆基綠能還發(fā)布了搭載HPBC技術(shù)的光伏組件產(chǎn)品,目前量產(chǎn)效率突破25%,疊加氫鈍化技術(shù)的PRO版本,效率達(dá)到25.3%,已經(jīng)超過(guò)PERC電池的實(shí)驗(yàn)室效率。

02 轉(zhuǎn)換效率:技術(shù)迭代的標(biāo)尺

光伏電池轉(zhuǎn)換效率,是每一輪光伏技術(shù)迭代最關(guān)鍵的標(biāo)尺。

從隆基刷新的紀(jì)錄來(lái)看,每次提升的絕對(duì)數(shù)值并不大,但對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈下游的影響格外顯著。在20%轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)之上,效率即使提升1%都并非易事,從2017年到現(xiàn)在,PERC電池效率也只是從20.5%左右上升到現(xiàn)在的23.5%左右。

光伏降本,有硅片薄片化和減少銀漿使用等方法,這屬于減量,更關(guān)鍵的途徑還是增量。增量是指電池效率提高后,成本可以自然而然下降。具體來(lái)說(shuō),提高電池效率可能使加工成本變高,但其降低了所有其它部分的加工成本。

具體來(lái)看,在20%的基礎(chǔ)上,轉(zhuǎn)換效率每提高一個(gè)百分點(diǎn),可為下游電站節(jié)約5%以上的成本,成效巨大。因此,對(duì)于更高的轉(zhuǎn)換效率,哪怕只提高0.01%,也是光伏企業(yè)歷來(lái)的“兵家必爭(zhēng)之地”。

隆基綠能創(chuàng)始人、總裁李振國(guó)稱,下一代光伏電池技術(shù),無(wú)論是TOPCon、HPBC、HJT,包括這些技術(shù)的一些融合和雜化,在量產(chǎn)上三年左右會(huì)實(shí)現(xiàn)26%到27%的量產(chǎn)效率。單結(jié)光伏的終極產(chǎn)品,量產(chǎn)要向27%的轉(zhuǎn)換效率上進(jìn)行靠攏。同時(shí),未來(lái)5-10年內(nèi),雙結(jié)電池也有開(kāi)發(fā)空間,有可能達(dá)到40%的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換效率,30%-35%的量產(chǎn)效率。

03 光伏電池的技術(shù)路徑之爭(zhēng)

正如李振國(guó)所言,2022年,是N型電池爆發(fā)的元年,TOPCon、HJT、IBC這些下一代光伏電池技術(shù)的發(fā)展正如火如荼地進(jìn)行著。相比傳統(tǒng)的P型電池,這些N型電池具有轉(zhuǎn)換效率高、雙面率高、溫度系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),但制造工藝復(fù)雜、成本更高,被行業(yè)普遍認(rèn)為是下一代的電池技術(shù)。

如今,市場(chǎng)主流的P型單晶PERC電池仍是光伏發(fā)電行業(yè)當(dāng)前最具經(jīng)濟(jì)性的技術(shù),但量產(chǎn)效率已逼近其24.5%的理論極限,很難再有大幅提升。有人在做今天的技術(shù),但明天的技術(shù)不得不重視起來(lái),而TOPCon、HJT、IBC這些熱門選項(xiàng)中誰(shuí)又能脫穎而出取代PERC成為主流?


 

通過(guò)上圖對(duì)比可以看出,在目前的N型電池賽道里,“TOPCon贏在當(dāng)下,而HJT贏在未來(lái)?!睒I(yè)內(nèi)的這句流行語(yǔ),一定程度上高度概括了當(dāng)前格局。

短期內(nèi)TOPCon電池受到追捧的原因是產(chǎn)線可由PERC產(chǎn)線直接改進(jìn)而來(lái),經(jīng)濟(jì)效益更高。根據(jù)亞化咨詢預(yù)計(jì),2023年國(guó)內(nèi)TOPCon電池產(chǎn)能將接近200GW,出貨有望超過(guò)100GW。

若從更長(zhǎng)期來(lái)看,以HJT為代表的顛覆性創(chuàng)新技術(shù),其工藝更加簡(jiǎn)單,產(chǎn)業(yè)化降本路徑清晰明確,未來(lái)提效空間大,但與PERC產(chǎn)線不互通的高成本令其短期競(jìng)爭(zhēng)力不足。目前,HJT電池產(chǎn)線大部分仍以小規(guī)模為主,此次隆基刷新世界記錄或許意味著HJT電池有望2-3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。根據(jù)Energy Trend預(yù)測(cè),HJT電池項(xiàng)目總產(chǎn)能規(guī)劃超過(guò)150GW。

而IBC電池是平臺(tái)型長(zhǎng)期電池技術(shù)路線,國(guó)內(nèi)仍難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。同時(shí),經(jīng)典IBC效率溢價(jià)難以覆蓋成本溢價(jià),與TOPCon和HJT相結(jié)合的TBC、HBC路徑則有望吸引產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。目前,布局IBC電池的國(guó)內(nèi)企業(yè)不在少數(shù),如隆基綠能、愛(ài)旭股份、天合光能、中來(lái)股份、晶澳科技等,預(yù)計(jì)今年能看到少量產(chǎn)能落地。

更進(jìn)一步,光伏技術(shù)的未來(lái)遠(yuǎn)不止“硅”。

當(dāng)前主流的單結(jié)電池上限有限,雙結(jié)電池空間更大。展望技術(shù)前沿,鈣鈦礦電池、砷化鎵多結(jié)薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率較當(dāng)前量產(chǎn)技術(shù)更高,鈣鈦礦-晶硅疊層電池、砷化鎵多結(jié)電池的轉(zhuǎn)換效率超過(guò)30%,也是值得關(guān)注的技術(shù)方向。

參照歷史經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)發(fā)展規(guī)律,無(wú)論是選擇TOPCon、HJT還是其他技術(shù)路徑,各路市場(chǎng)主體投資N型電池既是順應(yīng)技術(shù)變革趨勢(shì),更是寄希望于在潛在的行業(yè)座次洗牌中占據(jù)更有利的位置。技術(shù)本身沒(méi)有對(duì)錯(cuò)之分,最終都會(huì)產(chǎn)業(yè)化。

(文章來(lái)源:證券之星)

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