光伏龙头隆基绿能1月11日披露公告,拟将原募集资金47.7亿元变更用于西咸乐叶年产29GW高效单晶电池项目。该项目电池工艺将导入公司自主研发的HPBC高效电池技术。2022年以来,天合光能、中来股份、晶澳科技等上市公司纷纷扩张TOPCon电池产能。
沐邦高科等公司则跨界布局,分别披露了20GW和10GW的TOPCon电池项目扩建计划。随着PERC电池实现普及并逐渐接近光电转换效率理论极限,以TOPCon、异质结(HJT)、HPBC为代表的电池片技术受到资本市场关注。光伏电池技术路线迭代更新快,不同技术路线将在2023年“狭路相逢”,迎来白热化竞争。
早在2022年7月20日,妙投发布的关键回答便基本预测了不同技术路线的光伏电池的未来竞争格局和关注要点,以下为该关键回答全文。
近期,光伏钙钛矿电池商用进程取得重要进展,捷佳伟创的首台套量产型钙钛矿电池核心装备出货,将发运给客户投入生产,客户为专业从事钙钛矿产业化技术开发的企业。因其制造的钙钛矿电池光电转换效率理论极限超过30%,远高于目前市场主流产品晶硅电池,有望成为新一代电池技术。
继PERC、TOPCON、HJT、IBC电池片之后,又一较为的陌生电池片技术进入投资者的视野,那么不同技术的电池各自有何种特性?哪一种会成为下一代的主流?哪一种值得投资者持续关注?
为厘清纷杂的光伏电池片技术,妙投邀请到某上市公司工程师以及某光伏企业技术总监为投资者答疑解惑。
本文核心观点:
1、站在电池的视角,考虑到综合性能和各种技术目前的进度,TOPCON电池首先获得产业支撑迎来产能提升是大概率事件,其会与PERC电池形成高低搭配。
2、一种光伏电池片技术能否被大规模采用的关键在于成本以及不落后的光电转化效率,HJT的电池片的降本路径值得持续关注。
光伏产业链分从上到下分别为,硅料、硅片、电池片、组件和装机终端,在光伏产业链众多环节中,电池环节是技术进步的核心。电池片是光伏组件的核心组成部分,在很大程度上决定了组件的成本和光电转化效率。那么各种光伏电池片技术各有什么特性?
专家向妙投介绍:钙钛矿电池目前来看的话应该还是炒作的可能性更大一些,因为就目前的市场情况来说,钙钛矿生产设备还刚刚下产线,后续还要交给从事产业化技术落地研究的机构做产业落地研究,然后才能交给电池片生产企业进行试投产,然后才是量产和装机。
虽然看起来钙钛矿离量产装机只有很少的几步程序要走,但是这每一步最少都要经过1-2年的时间周期。电池片技术想要与那么多品类的电池片竞争,以至于替代主流的PERC电池,一定要在成本和光电转化效率上都不存在短板。
目前所说的钙钛矿电池片转化效率能达到多高,其实都是在实验室里得出的数据,钙钛矿电池在实验室里的转化效率与实际量产组件的转化效率差别非常大,主要原因是钙钛矿电池的特性导致电池的尺寸对转化率有很明显的影响,实验室测试的电池片肯定没有量产组件那么大,所以在商用前钙钛矿组件的实际转化效率必须要提升,按照目前还不到20%的转化率肯定是不行的。
以后的方向大概是在钙钛矿和晶硅叠层这方面,效率提升幅度要高很多。再就是成本问题,没有形成规模化之前的成本肯定高于PERC和TOPCON,但从理论上说钙钛矿的生产工艺、生产步骤、材料还有能耗都要优于主流PERC的,规模化的钙钛矿组件的成本应该是在1元每瓦出头,要是能规模化,成本对于钙钛矿不是难题。
除了成本和转化率外,钙钛矿电池片的寿命也是个比较大的问题,其他不同技术的晶硅电池片却不存在寿命的问题,钙钛矿电池的寿命应该只有2年,相比晶硅电池片动辄20-30年的寿命差距很大,钙钛矿技术若无法解决寿命的问题,是不可能产业化落地的。寿命和实际转化效率应该是钙钛矿电池最棘手的难题。
HJT与TOPCON同属N型电池片,HJT电池理论光电转化效率和成本都要高于TOPCON电池,目前的高转化效率也是在实验室得出的,商用量产型的转化率肯定会有一些缩水,但是缩水的程度不会像钙钛矿那么高。
而且HJT的双面率高,特别适合地面反射率高的装机场景。成本是HJT面临的最大问题。关于HJT电池的详情,往期关键回答中更详细的解读。
TOPCON是目前可以看到的已经大规模量产、装机的新型电池片技术,技术比较成熟,量产组件的光电转化效率不低于目前的HJT量产组件转化效率,在成本上略高于传统PERC。
在目前原材料涨价的环境下,双面182的TOPCON组件价格在2元每瓦左右,基本TOPCON组件的报价就是终端能接受的极限,而且TOPCON的产线可以在PERC的基础上升级,即使建设新产线,投资金额也是新型电池片技术中最低的。TOPCON在替代PERC时相较其他技术的电池片具备格外明显的经济优势,更容易受到主流企业的支持,进一步加快降本的速度。
IBC电池细分很多种,由原本perc电池衍生出最早的IBC电池,还有由TOPCON电池衍生出的TBC电池,以及由HJT电池片演变出的HBC电池,还有其他各种名字的XBC电池片本质都是类似的。
由TOPCON衍生出的TBC电池可以继承TOPCON的种种优点,转化效率上也能更进一层,但是在额外的生产步骤增加了成本,同理HBC电池也继承了HJT电池的优缺点,并同时提升了转化效率和成本。back contact技术在其他电池上的应用可以视作是一个改良版,通过结构提升光电转化效率。
PERC是目前最主流的电池片技术,无论从产能还是市占率来说都是第一,成本最优但是转化率已经接近理论极限,后续很难提升,所以现在研发的新型电池片都在转化率上做文章,意图替代perc电池成为下一代电池片技术的主流,但新式电池片技术都无法在成本上与PERC电池竞争。
每一种太阳电池结构都有其自身能达到的效率极限,因此光伏技术迭代是必然的,就像曾经PERC电池已经替代铝背场(BSF)电池一样。那么哪一种技术会继PERC之后的下一个主流?
可能未来几年时间里PERC凭借低成本依然保持主流的地位,一定要说下一个主流的话最近的应该是 TOPCON,因为TOPCON最难得的一点是现在这个技术基本已经成熟,产能布局也很高,而且成本层面在新型电池片技术中是目前最低的。
TOPCON应该会在很长一段时间内起成为装机主力作用,毕竟TOPCON已经成熟,成本和转化率基本都已经定型了,HJT、IBC、钙钛矿离成熟还有比较远的距离,但未来可提升空间更大。未来几年的市场应该是PERC和TOPCON形成高低搭配,TOPCON的市场份额应该会逐渐变大,但速度肯定没有PERC取代BSF那么快。
哪一种电池片技术值得持续关注?
最应该关注的是各种技术的降本速度,而不是某一种技术,在这些新技术里面HJT的降本速度应该是最容易实现的,HJT的硅成本在薄片化技术成熟后可以快速降本,但非硅成本的降低阻力比较大。
另外采用的BACK CONTACT技术加持的各种XBC电池在规模化和工艺成熟后,在效率上具备很强的优势,需要关注转化率和组件成本之间的关系,尤其是终端对于高效率、高成本组件的接受程度,但XBC电池可能在上量之前会经过很长的时间。