风口上的异质结:从资本宠儿到光伏游戏规则改变者还有多远

2022-10-10 12:54     来源:东方财富   阅读量:13014   

光伏技术迭代的历史是一个创新—淘汰—升级—再创新的循环它残酷又迷人,每一次技术革命都会重塑原有的竞争格局,催生新的行业领袖电池领域将发生新一轮光伏的颠覆性技术变革,异质结将成为下一代N型电池最受追捧的热门技术路线之一新军和传统巨头的进入,大大加快了异质结的降本增效和产业化进程

风口上的异质结:从资本宠儿到光伏游戏规则改变者还有多远

但围绕资本宠儿的异质结,也不乏质疑在工业化进程中,经济仍是主要瓶颈,高银耗,高设备投资,昂贵的靶材是异质结量产面临的挑战多技术路线竞争中异质结时代何时到来能否成为单结光伏电池的终极技术,开启转换效率超过30%的叠层电池时代

根据最近在报纸上举行的2022 HJT叠层技术峰会,异质结技术在追求和争议中已经到了元件成本与PERC持平,制造成本与竞品TOPCon持平的关键点。

异质结是资本噱头还是最优解。

异质结是一种新的而非新的技术,由日本三洋公司于1990年首先开发出来并获得专利起初由于三洋的专利保护和薄膜技术的限制,异质结产业化推进缓慢伴随着2011年三洋的基本专利保护到期,许多晶体硅电池公司,薄膜电池公司和光伏设备公司进入异质结电池领域2017年以来,国内多家企业开工或规划异质结生产线,商业化节点加速

以目前光伏行业主流电池技术,P型PERC量产效率达到23%左右的瓶颈,业内共识是N型电池是连杆P型电池的下一代电池技术除了异质结,拓普康和IBC也是N型电池的热门技术路线

据论文分析,多位资深光伏技术专家表示,温度系数低,衰减低,转换效率高,工艺简单是N型异质结技术的主要优势异质结电池的结构决定了它可以自然地双面发电工艺流程仅包括清洗制绒,非晶硅膜沉积,导电膜沉积,丝网固化四个步骤,相比八个步骤的PERC电池大大简化技术延伸方面,伴随着异质结技术的逐渐成熟,未来有望成为平台技术,与钙钛矿结合形成叠层电池

虽然生产工艺简单,但各环节异质结的制造难度相比PERC电池有了很大提高,对洁净度,精细度,均匀性,连续性的要求非常严格。

据中国光伏行业协会统计,2021年,PERC电池市场份额为91.2%N型电池相对成本较高,量产规模仍然较小,占总市场份额不到3%预计到2025年,以异质结和拓普康为代表的超高效电池技术合计占比将接近40%,预计到2030年将超过75%

不同的是,TOPCon生产线可以在现有PERC生产线的基础上进行改造,而异质结与现有设备不兼容,需要进行新的投资。

为什么近两年对N型电池的投资异常活跃建议在最后一个电池技术周期中继续使用PERC更换铝制背场BSF电池2012年,尽管BSF电池仍能占据主导地位,但它已接近山穷水尽伴随着BSF转换效率和PERC效率的提高,以及成本的降低,2015年,PERC电池迎来拐点2017—2019年,PERC电池进入爆发式产能扩张窗口期,市场渗透率从2017年的15%快速提升至2019年的65%

参考历史经验和行业发展规律,无论是选择异质结还是拓普康,各类市场主体投资N型电池不仅顺应了技术变革的趋势,也有望在行业席位的潜在洗牌中占据更有利的位置,赢得最大的一块蛋糕。

不同技术路线的光电转换效率理论上是有上限的,但成本降低的空间超乎想象光电转换效率每提高1%,电的成本就可以降低7%新能源产业智库SOLARZOOM创始人常陆对本报表示,回顾光伏技术创新的迭代历史,既有意想不到的绝地反击,也有厚积薄发的后来者哪条技术路线会在这场比赛中胜出根本在于谁能更好地满足市场的需求,谁能提供更高性价比的产品

发电性能优等生的性价比之战

要超越主流的PERC技术,虽然异质结天生就是性能上的高材生,但目前最大的问题还是贵。

异质结电池具有完美的对称结构,目前已经在中试和量产线上表现出足够的效率优势在可制造性方面,中试线发现异质结的制造良率可以达到99%以上,超过PERC目前已有多家企业自主进行的实证实验证明,异质结具有更好的发电性能嘉行研究院院长蒋认为,异质结的潜力毋庸置疑,但能否及时转化为竞争优势或优势他坦言,目前异质结在产业化方面还面临相当大的挑战,有些偏科,要成为真正的六角战士还有很长的路要走优点需要进一步突出,缺点需要进一步改进异质结技术能否如期在2023,2024年开始真正的大规模产业化产业链需要共同努力

作为目前异质结电池和组件最大的实践者,安徽华声新能源科技有限公司成立于2020年7月,但却是异质结R&D和量产推进最快的新产业大军:2021年,华声500MW电池和组件生产线投产,量产效率达到24.5%,开始2GW扩产公司目前异质结电池和组件产能各2.7GW,另有在建产能7.5GW,计划在十四五期间实现总产能20 GW2022年,华声新能源异质结产能和出货量全球第一,量产效率目标25.5%

盛新能源CEO在会上展示了异质结生产线不同阶段的运营数据据其介绍,在稳定和降低成本的基础上,华声正在不断测试硅片减薄和量产,通过降低银浆单耗,延长屏幕寿命,优化清洗工艺,提高靶材利用率等方式降低非硅成本公司计划今年内实现量产并推出镀银铜膏,有望将单体电池银耗降至100mg此外,120μm硅片的应用将推动异质结电池的全成本逼近PERC,组件全成本将与PERC持平甚至完胜在异质结/钙钛矿叠层电池的研发上,华声新能源的目标是在2025年实现G12异质结钙钛矿晶体硅叠层电池效率提升30%为实现上述目标,我们需要与设备制造商和材料制造商合作,尽快推动异质结性价比的提高

异质结设备领军企业迈威股份董事长周剑提出了OBB无主栅降低成本的思路,将电镀铜路径推向了极致,未来异质结电池成本中最难的耗银将被清除目前,我们正争取在明年上半年在客户端推广一条试点线的运营迈威股份一位内部人士向本报透露,业内广泛关注的异质结组件与拓普康组件的成本均衡,在设备,技术,供应链等方面,今年底到明年初可以实现,但要看下游客户什么时候能做出来

未来两年将是异质结痛点降成本的集中研究期。

周剑预测,2024年,异质结电池量产效率将超过26%,硅片厚度小于100微米,浆料用量将低于12mg/w,银含量将接近30%稀有金属铟的量会低于1mg/w,甚至会出现不含铟的异质结电池异质结钙钛矿叠层电池的效率将超过全尺寸的30%

华鑫能源CEO周丹对本报表示,华盛异质结在产业化的不同阶段面临不同的挑战:在1.0时代,也就是500MW非晶异质结项目,外界对新技术稳定运行的疑虑已经解决现阶段在制造端已经实现了毛利,但是需要大量的R&D投入来降本增效,制造端的毛利空间非常有限,需要进一步推进降本措施来改善2.0期为华声二期2GW异质结电池及组件项目单面微晶和硅片介绍,6月26日投产后还在爬坡这个过程的每一个环节都有一些技术难点,比如如何实现经济切片,工序间自动衔接等

设备和银浆两大壁垒是光伏行业围绕异质结技术最大的争议点周丹认为,去年大家对银浆成本有质疑,但通过低温银浆降成本,多栅,镀银铜等措施,银浆有了明确的降成本路径关于异质结设备的降成本,参考PERC设备的降成本路径,主要是国产化和单台设备产能的提升第一个因素实际上在异质结技术中是不存在的后者单个异质结器件的尺寸在210年已经超过600MW产能还能进一步提高吗目前还是一个问号,会给制作节奏带来新的考验

向左向右走光伏企业心思不同,阵营不同

业内人士认为,新一代电池技术对PERC技术的颠覆,将引发一场堪比上一轮单晶取代多晶的技术革命和行业洗牌你未来属于异质结还是拓普康这是近两年光伏行业最热的话题,与之相关的争议愈演愈烈

该报此前曾对此进行过分析,称航线之争的实质不是纯粹的技术之争从实验室数据来看,异质结和TOPCon的理论转换效率在28%以上因为拓普康可以从传统的PERC升级,目前拥有大量PERC生产线的厂商最有动力站在拓普康上延长现有生产线的寿命,站异质结相当于现有资产的减值,革自己的命对于新人来说,押注异质结意味着可以在又一轮光伏技术迭代中占得先机对于资本来说,从PERC转型更为平稳的TOPCon,不足以撼动目前的产业格局更具颠覆性的异质结技术,更有想象空间和资本增值空间

据论文观察,相对于异质结电路的新进入者,目前头部企业并没有大规模扩建异质结生产线,主流做法是中试线和实验室研发。

两个字,可以总结头部企业为什么不去异质结——续命一位深耕光伏领域多年的企业高管对本报表示,头部企业虽然没有大规模上马异质结生产线,但都在持续跟踪和储备技术对于新进入者来说,更容易选择异质结,没有任何PERC的历史负担对于有PERC能力的企业,尤其是头部企业,大部分是上市公司,面临着推出新技术后如何处理现有固定资产投资的问题所以从量产的角度,我们经常看到头部企业更倾向于选择TOPCon,在异质结上保持持续的研发

无论是异质结还是TOPCon,包括XBC,钙钛矿等等,所有这些提升效率的技术方案,只要效率和成本的综合性价比能够超过当今市场主流的PERC,其实都会有市场空间根据周丹和论文,技术路线之争的实质实际上是不同技术选择逻辑的差异无论哪种技术,都不一定非此即彼大家先共存,经济上替代PERC不同的技术路线有不同的应用特点,最终‘看疗效不看广告’

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