![光伏行業(yè)深度研究報告_第1頁](http://file4.renrendoc.com/view/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f1.gif)
![光伏行業(yè)深度研究報告_第2頁](http://file4.renrendoc.com/view/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f2.gif)
![光伏行業(yè)深度研究報告_第3頁](http://file4.renrendoc.com/view/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f3.gif)
![光伏行業(yè)深度研究報告_第4頁](http://file4.renrendoc.com/view/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f4.gif)
![光伏行業(yè)深度研究報告_第5頁](http://file4.renrendoc.com/view/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f/3f5b333337a698b85b7e6223c4d0120f5.gif)
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文檔簡介
光伏行業(yè)深度研究報告一、為什么HJT的轉(zhuǎn)換效率較高?HJT電池利用晶體硅(
cSi
)和非晶體硅(α
Si
)薄膜制成,結(jié)合了晶硅太陽能電池
片和薄膜技術(shù)的雙重優(yōu)勢,由于薄膜具備光吸收強、鈍化性能優(yōu)的特點,HJT電池轉(zhuǎn)換效
率可達到
25%以上,HJT電池具備六大優(yōu)勢:1)高開路電壓,轉(zhuǎn)換效率高;2)功率衰
減低;3)溫度系數(shù)低,輸出功率穩(wěn)定;4)結(jié)構(gòu)對稱,支持硅片薄片化和雙面發(fā)電;5)
工藝流程短;6)可結(jié)合其他技術(shù),具備轉(zhuǎn)換效率升級空間。優(yōu)勢一:HJT開路電壓高,轉(zhuǎn)換效率高HJT電池具備較高的轉(zhuǎn)換效率。HJT電池結(jié)構(gòu)以
N型單晶硅(c-Si)為襯底光吸收區(qū),經(jīng)過
制絨清洗后,其正反面依次沉積本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和摻雜的P型非晶硅(p-a-Si:H),
與硅襯底形成
p-n異質(zhì)結(jié)。雙面沉積的透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO)不僅可以減少收集電流
時的串聯(lián)電阻,還能起到類似晶硅電池上氮化硅層的減反作用,從而形成較高的開路電壓,
提高轉(zhuǎn)換效率。HJT理論效率可達
27.5%,目前澳大利亞電鍍技術(shù)初創(chuàng)公司
SunDrive聯(lián)
合異質(zhì)結(jié)設(shè)備龍頭企業(yè)邁為股份,在全尺寸(M6
尺寸,274.5cm2)單晶
HJT電池上的最高
轉(zhuǎn)換效率達到
25.54%。HJT電池實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化效率的核心在于氫化本征非晶硅薄膜。HJT電池高轉(zhuǎn)換效率源于高開
路電壓,HJT電池的開路電壓(VOC)可以接近
750mV,而普通
PERC電池則普遍低于
700mV。HJT電池的高開路電壓主要因為加入氫化本征非晶硅薄膜,薄膜具備優(yōu)良的鈍化
效果,光生載流子可以貫穿氫化非晶硅薄膜,因此不需要激光開膜或形成歐姆接觸,可以
有效減少復(fù)合。優(yōu)勢二:HJT電池具備結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,功率衰減低光伏組件在投運一段時間后,最大輸出功率會低于投運初始值,衰減率越低,組件發(fā)電效
率越高,發(fā)電量就越高。衰減類型分為
LID(光熱衰減)和
PID(電位誘導(dǎo)衰減)。與
PERC相比,HJT在結(jié)構(gòu)方面具備衰減率低的優(yōu)勢。HJT電池采用
N型硅片,不存在
LID衰減問題。LID指組件首次暴露在光照下后功率損
失的百分比,LID衰減機理為硼氧復(fù)合導(dǎo)致,即由
P型(摻硼)晶體硅片制作的組件,在
光照的作用下,硅片中的硼和氧產(chǎn)生復(fù)合體,從而降低了其少子壽命。由于
HJT電池襯
底通常為
N型單晶硅,而
N型單晶硅為磷摻雜,不存在
P型晶硅中的硼氧復(fù)合、硼鐵復(fù)
合等,所以
HJT電池對于
LID效應(yīng)是免疫的。HJT的
TCO薄膜可在結(jié)構(gòu)上避免出現(xiàn)
PID衰減。PID衰減主要由于晶體硅光伏組件中的
電路與其接地金屬邊框之間的高電壓導(dǎo)致。在高電壓的作用下,組件電池的封裝材料和組
件表面層的材料出現(xiàn)離子遷移現(xiàn)象,從而導(dǎo)致衰減。HJT電池的表面沉積有
TCO薄膜,
無絕緣層,TCO具有導(dǎo)電特性,電荷不會在表面產(chǎn)生極化現(xiàn)象,無電位誘導(dǎo)衰減
PID,從
結(jié)構(gòu)上避免
PID現(xiàn)象的發(fā)生,而且市場和組件可靠性測試方面也沒有發(fā)現(xiàn)過
PID效應(yīng)。HJT衰減率明顯低于
PERC。從首年衰減數(shù)據(jù)來看,根據(jù)隆基泰州實證電站測試的數(shù)據(jù),
其單晶
PERC組件曝曬一年后正面功率平均衰減
0.55%,HJT組件僅衰減了
0.25%,為
PERC衰減率的一半。從長期使用的組件衰減率來看,目前常規(guī)的
PERC組件衰減方面,
一般一線企業(yè)承諾
10
年衰減
10%,25
年衰減
20%。據(jù)三洋公布的
HJT電池衰減:使用
13
年的組件功率只衰減了
2-3%,HJT衰減率大幅降低。優(yōu)勢三:低溫度系數(shù),輸出功率穩(wěn)定光伏電池溫度系數(shù)是影響發(fā)電量的重要參數(shù)。溫度系數(shù)是指電池的屬性隨著溫度變化而變
化的比率,由于溫度上升,電池電阻升高,開路電壓下降,因此電池輸出功率隨著溫度上
升而下降。溫度系數(shù)越低的電池,越不易受升溫的影響,輸出功率更加穩(wěn)定。HJT電池溫度系數(shù)優(yōu)于
PERC、TOPCon。目前常規(guī)
PERC電池溫度系數(shù)一般為-0.45%
~-0.35%/℃,TOPCon電池溫度系數(shù)一般為-0.29%~-0.28%/℃,而
HJT電池的功率溫度
系數(shù)通常為-0.25~-0.2%/℃,優(yōu)于
PERC及
TOPCon電池。HJT的低溫度系數(shù)意味著在組件高溫運行環(huán)境中,HJT電池具有相對較高的發(fā)電性能,從而實現(xiàn)了發(fā)電量增益,并且
降低了系統(tǒng)的度電成本。HJT溫度系數(shù)低的主要原因是開路電壓高以及串聯(lián)電阻。開路電壓隨著溫度的升高而降低,
HJT電池具有較高的開路電壓,單片電壓達到750mV以上,而PERC電池普遍低于700mV,
因此當溫度下降時,HJT電池開路電壓的影響程度相對較小。另一方面,HJT電池表現(xiàn)出
串聯(lián)電阻對溫度的依賴性,由于
HJT電池不同薄膜之間的界面處
Rs成分是一種阻擋層,
在高溫下電阻會降低,串阻下降后,電池的轉(zhuǎn)換效率會得到一定提升。HJT電池可大幅降低升溫對電池功率的損失。根據(jù)坎德拉的測試數(shù)據(jù),分別選取-0.24%/℃
溫度系數(shù)的
HJT組件和溫度系數(shù)為-0.35%/℃的
PERC組件,放到格爾木、銀川、阿布扎
比等溫差較大的地區(qū)進行試驗,采用固定支架的情況下,HJT電池溫度損失率較
PERC低
0.6%~2.8%,采用跟蹤支架的情況下,HJT電池溫度損失率較
PERC低
0.8%~3%,
HJT輸出功率更為穩(wěn)定。優(yōu)勢四:HJT電池結(jié)構(gòu)對稱,支持硅片薄片化和雙面發(fā)電HJT電池結(jié)構(gòu)對稱,雙面率高。HJT電池是在單晶硅片的兩面分別沉積本征層、摻雜層和
TCO以及雙面印刷電極,HJT電池具有雙面對稱性,正反面受光照后都能發(fā)電,可以做
成雙面組件。PERC電池的雙面率(背面效率與正面效率比值)一般為
60%-70%,并且由于
背面特殊的鈍化開槽設(shè)計使得其雙面率難以進一步提高,而
HJT高度對稱結(jié)構(gòu)使其雙面
率能夠達到
90%-96%,其年平均發(fā)電量比單面電池片組件高出約
10%。HJT的對稱結(jié)構(gòu)和低溫工藝有利于硅片薄片化應(yīng)用。HJT電池片的對稱結(jié)構(gòu)減少了電池
制作中的機械應(yīng)力和熱應(yīng)力,HJT整個工藝通常不超過
200℃,硅片本身受熱損傷和熱形
變影響小,可以使用更薄的硅片,因此更適合薄片化發(fā)展,日本三洋早年的
HJT電池厚
度可達
98μm。根據(jù)
solarzoom的數(shù)據(jù)顯示,以
120-130μm的
HJT電池與
170μm的
PERC電池對比,薄片化的
HJT電池轉(zhuǎn)換效率的損失不足
0.1%,而且碎片率的上升也不到
2%。
卻帶來了單瓦硅耗的減少,大幅降低了硅成本。優(yōu)勢五:工藝流程短,利于產(chǎn)業(yè)化HJT電池生產(chǎn)工藝流程較短。HJT電池生產(chǎn)過程的核心即為各層薄膜的沉積,不涉及擴散、
注入等工藝,整體而言其工藝流程較短,主工藝僅有
4
步,即清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、
TCO鍍膜、絲網(wǎng)印刷
4
個工藝環(huán)節(jié)。而
BSF電池需要
6
道工藝、PERC需要
8
道工藝、
TOPCON需要
10
多道工藝,HJT是目前光伏電池中工藝流程較短的技術(shù)路線,較短的工
藝流程降低了工藝控制的復(fù)雜程度和產(chǎn)業(yè)化的難度,可以同時提高電池片良率和生產(chǎn)效率,
目前已實現(xiàn)
HJT量產(chǎn)的產(chǎn)線產(chǎn)品良率可穩(wěn)定在
98%以上。HJT電池生產(chǎn)主工藝分為以下
4
步:①
清洗制絨:對硅片進行清洗并形成絨面以陷光,采用
RAC工藝或臭氧清洗,清洗制
絨設(shè)備約占設(shè)備總投資的
10%。②
非晶硅薄膜沉積:非晶硅薄膜沉積是形成
HJT結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,采用
PECVD設(shè)備完成,
約占設(shè)備總投資的
50%。③
TCO鍍膜:雙面沉積透明導(dǎo)電氧化物薄膜,具備良好的透光性和導(dǎo)電性,降低了表面
光反射損失,同時彌補非晶硅薄膜導(dǎo)電性差的特點,收集載流子并運輸?shù)诫姌O上。工
藝上采用
RPD或
PVD設(shè)備,約占設(shè)備投資額的
25%。④
絲網(wǎng)印刷:金屬極化,與
P-N結(jié)兩端形成緊密的歐姆接觸,約占設(shè)備總投資額的
15%。優(yōu)勢六:可結(jié)合鈣鈦礦、IBC提升轉(zhuǎn)換效率,HJT技術(shù)生命周期長HJT電池具備轉(zhuǎn)換效率提升空間。HJT電池轉(zhuǎn)換效率已位居晶硅電池前列,但仍有進一步
的提效空間,可通過提高開路電壓、短路電流、填充因子三方面著手提效。HJT作為底層
平臺技術(shù),可搭載
IBC和鈣鈦礦等其他工藝進一步提升轉(zhuǎn)換效率,轉(zhuǎn)換效率最高已提升至
30%+,具備較強的延展空間。HJT+IBC=HBC,轉(zhuǎn)換效率可提升至
26%+。IBC是將正負電極移到電池片背面,特點為
P-N結(jié)在背面呈叉指狀間隔排列,而正面無柵線遮擋,因此避免了遮光電流損失。HBC在
IBC基礎(chǔ)上在電池背面插入非晶硅鈍化層和透明導(dǎo)電膜層,具有更好的鈍化效果。2017
年日本
Kaneka公司
HBC電池實驗室效率可達
26.63%。HJT是最適合疊鈣鈦礦的電池,HJT+鈣鈦礦疊層工藝可將電池轉(zhuǎn)換效率提升至
30%+。
HJT晶體硅主要吸收太陽的紅外光,而鈣鈦礦可有效利用紫外和藍綠光,疊層技術(shù)用低溫
沉積工藝(PVD/CVD方式)實現(xiàn)短波長吸收(鈣鈦礦)和長波長吸收(HJT)的結(jié)合,
從而拓寬太陽電池對太陽光譜的能量吸收范圍,大幅提高轉(zhuǎn)換效率。2020
年
OxfordPV光伏鈣鈦礦晶硅疊層電池在
1.12
平方厘米的面積上達到了
29.52%的實驗室轉(zhuǎn)換效率,后
續(xù)甚至有望進一步提升至
30%以上。二、目前HJT的產(chǎn)能和量產(chǎn)情況如何?HJT發(fā)展歷程:經(jīng)歷47年,21年逐步量產(chǎn)HJT發(fā)展至今已有
47
年時間,伴隨著技術(shù)的迭代、轉(zhuǎn)換效率的提升,HJT發(fā)展可分為三
個階段:1974-1996
年,HJT研發(fā)階段。1974
年
WalterFuhs提出非晶硅與晶硅結(jié)合的
HJT結(jié)構(gòu),
并于
1983
年研制出
HJT電池,但轉(zhuǎn)換效率僅
12.3%。1991
年日本三洋首次在硅異質(zhì)結(jié)
結(jié)構(gòu)的太陽能電池中應(yīng)用本征非晶硅薄膜,實現(xiàn)了異質(zhì)結(jié)界面鈍化作用,其轉(zhuǎn)換效率高達
18.1%,日本三洋申請了專利。1997-2014
年,HJT工藝發(fā)展階段。1997
年日本三洋生產(chǎn)
HJT光伏組件,此后
HJT電
池的轉(zhuǎn)換效率不斷提高,2003
年三洋
HJT太陽能電池的實驗室效率達到了
21.3%。2013
年,松下(收購三洋)研制了厚度僅有
98μm的
HJT電池,效率達
24.7%。2014
年,
松下采用
IBC技術(shù),將
HJT電池的轉(zhuǎn)換效率提升到
25.6%。德國光伏設(shè)備公司
Roth&Rau
(后被梅耶博格收購)以及法國國家太陽能研究所(CEA/INES)也投入
HJT電池的研發(fā)。2015-至今,國產(chǎn)商業(yè)化階段。2015
年后,松下對于
HJT電池的專利已經(jīng)過期,技術(shù)壁壘消除,國產(chǎn)廠商紛紛布局
HJT。2017
年,晉能試生產(chǎn)
HJT電池,2018
年實際產(chǎn)能已
經(jīng)達到
50MW,2019
年
3
月,晉能
HJT電池量產(chǎn)平均效率突破
23.79%;通威、愛康等
廠商宣布
GW級量產(chǎn)線計劃,HJT電池規(guī)?;瘧?yīng)用在即。HJT產(chǎn)能:量產(chǎn)產(chǎn)能有望快速增長2020
年全球
HJT在產(chǎn)產(chǎn)能已超
5GW,國產(chǎn)廠商產(chǎn)能占比超
30%。根據(jù)
PVInfoLink統(tǒng)計,2020
年全球
HJT在產(chǎn)產(chǎn)能已超過
5GW,包括松下在日本和馬來西亞合計
1GW的產(chǎn)
能、REC新加坡
600MW產(chǎn)能、國內(nèi)鈞石
600MW產(chǎn)能、晉能
120MW產(chǎn)能、通威合肥
(250MW)、成都(150MW)、華晟
500MW在產(chǎn)產(chǎn)能等。目前在產(chǎn)的中試線產(chǎn)能
4GW左右,全球在產(chǎn)的量產(chǎn)線合計產(chǎn)能約為
1.5GW,在產(chǎn)
HJT產(chǎn)能中國產(chǎn)電池企業(yè)產(chǎn)能占比約
50%。GW級投資規(guī)劃頻出,2021
年
HJT新投資產(chǎn)能有望達
10~15GW。目前華晟新能源、鈞
石能源、山煤國際、通威股份、愛康科技、東方日升、明陽智能、金剛玻璃等企業(yè)均已宣
布投資新建
GW級的
HJT相關(guān)項目,據(jù)公開資料顯示,目前市場上規(guī)劃
HJT電池片技術(shù)
的產(chǎn)能有近
40GW+。2020
年
10
月,通威完成
1GW的
HJT電池招標,標志著
HJT電池
開啟
GW級建設(shè)時代,根據(jù)目前的擴建項目情況統(tǒng)計,我們預(yù)計
21
年將新增
10GW的
HJT招標產(chǎn)能。HJT轉(zhuǎn)換效率:量產(chǎn)線最高轉(zhuǎn)換效率已突破25%國內(nèi)中試線轉(zhuǎn)換效率突破
25%+,半年時間轉(zhuǎn)換效率提升近
1pct。中試線方面,HJT電
池于
2020Q3
開始在國內(nèi)多條中試線上實現(xiàn)約
24.0-24.3%的平均轉(zhuǎn)換效率(晉能、通威
合肥、通威成都),阿特斯
21
年
3
月末電池效率達
23.9%,備受市場關(guān)注的合肥通威線的
最新電池效率穩(wěn)定在
24%左右。21
年
6
月
1
日隆基
HJT電池轉(zhuǎn)換效率已達
25.26%。國內(nèi)量產(chǎn)線最高轉(zhuǎn)換效率已達
25%+,量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率快速提升。量產(chǎn)線方面,21
年
3
月
18
日安徽華晟
500MWHJT電池量產(chǎn)項目正式流片,首周試產(chǎn)
HJT電池片平均轉(zhuǎn)換效率
達到
23.8%,最高效率達到
24.39%。隨著不到
3
個月的產(chǎn)能爬坡,6
月
8
日華晟量產(chǎn)平
均效率已達
24.71%,單片最高效率達
25.06%。21
年
5
月
30
日,經(jīng)德國哈梅林太陽能
研究所認證,邁為
HJT量產(chǎn)電池轉(zhuǎn)換效率達
25.05%。三、如何提高現(xiàn)有HJT產(chǎn)線的轉(zhuǎn)換效率?非晶硅鍍膜工藝優(yōu)化:提升鈍化效果HJT電池可獲得較高的轉(zhuǎn)換效率,非晶硅薄膜的鈍化效果是關(guān)鍵,提升鈍化效果的關(guān)鍵是
降低雜質(zhì)影響,目前可通過改變鍍膜順序和預(yù)處理工藝來減少雜質(zhì)。改變
PECVD鍍膜順序,減少本征層硼污染,轉(zhuǎn)換效率有望提升
0.15%。目前生產(chǎn)
HJT鍍膜一般先完成一面鍍膜,再翻面完成另一面鍍膜,即
ip+in或
in+ip的順序,該工藝的缺
點在于
p型摻雜層鍍膜完成后,硼殘留在腔體及托盤表面,硼污染會影響本征層的鈍化效
果,降低轉(zhuǎn)換效率。目前,PECVD設(shè)備采用兩次翻面即
i-in-p鍍膜,可有效減少硼污染。
邁為新一代
PECVD設(shè)備已開始使用該技術(shù),由
2臺CVD變?yōu)?/p>
3
臺
CVD,并增加一次翻
片,使得電池轉(zhuǎn)換效率提升
0.15%。硅片預(yù)處理工藝,減少硅片雜質(zhì)提升轉(zhuǎn)換效率。可通過氫氟酸或氫等離子體對硅片進行預(yù)
處理,減少硅片表面的重金屬雜質(zhì),從而提升少子壽命、提高電池片效率,優(yōu)化界面鈍化
效果。HJT電池膜層優(yōu)化:非晶微晶相結(jié)合提升非晶硅薄膜的晶化率可有效提升轉(zhuǎn)換效率。HJT電池的轉(zhuǎn)換效率與非晶硅薄膜的晶化
率、電導(dǎo)率和吸收率相關(guān),如果把非晶硅的晶化率提高,電導(dǎo)率會大幅提高,而自吸收則
下降,可以減少
ITO橫向電導(dǎo)的壓力,實現(xiàn)更好的鈍化效果。非晶微晶相結(jié)合可提升
HJT轉(zhuǎn)換效率。納米晶硅/微晶硅是由晶粒和非晶組成的一種混和
材料,其晶化率更高,具有良好的長波響應(yīng)特性,可與非晶硅組成疊層結(jié)構(gòu),提高太陽光
譜響應(yīng)范圍,減小寄生吸收、增加橫向?qū)щ娦?、減小帶隙失配、減小對低溫銀漿溫度的限
制,提升電池轉(zhuǎn)換效率。非晶微晶相結(jié)合技術(shù)目前還處于實驗室階段,規(guī)?;瘧?yīng)用仍需時日。微晶硅沉積使用
PECVD、HWCVD或
VHF-PECVD技術(shù),目前由于微晶硅生長速率較慢,且存在縱向不
均勻,在界面處易生成非晶孵化層,影響電池性能,一般使用
VHF-PECVD制備微晶硅,
但該技術(shù)目前規(guī)?;a(chǎn)的薄膜均勻性較差,納米晶硅/微晶硅作為未來
HJT的發(fā)展方向,大規(guī)模應(yīng)用仍需解決技術(shù)工藝問題。電池材料優(yōu)化:靶材、銀漿材料優(yōu)化,提升轉(zhuǎn)換效率靶材的選擇決定了薄膜的光電特性,進而影響電池轉(zhuǎn)換效率。目前TCO鍍膜主要采用PVD或
RPD技術(shù),PVD主要采用
ITO和
SCOT靶材,目前
ITO靶材已較為成熟,ITO的錫
含量越低,電池轉(zhuǎn)換效率越高,97/3
和
99/1
低錫含量濺射靶材所制備的異質(zhì)結(jié)電池的轉(zhuǎn)
換效率要優(yōu)于普通成分比為
90/10
的
ITO靶材。RPD主要采用
IWO和
ICO靶材,新型
ICO靶材載子遷移率可達
50-150cm2
/Vs,高于
IWO的
40-80cm2
/Vs,有望大大優(yōu)化薄膜
性能,未來靶材材料的創(chuàng)新有望進一步帶動電池轉(zhuǎn)換效率的提升。HJT低溫銀漿電阻率較高。目前
PERC電池采用的高溫銀漿是
1-3um的球形銀粉,該種
銀粉在燒結(jié)過程中部分熔融形成電阻低的銀電極,目前晶硅電池電阻率水平是在
2-3*10-6
Ωcm。而
HJT電池工藝中的電極成型溫度達不到可使球形銀粉部分熔融燒結(jié)的要求,所
以電阻較高,目前
HJT低溫銀漿電阻率達到
5-6*10-6Ωcm,是高溫銀漿的
1.5-2
倍,這
是
HJT電池串聯(lián)電阻高的主要原因之一。低溫銀漿材料優(yōu)化,可降低電阻率提升電池效率。目前,一方面通過對不同尺寸、不同形
貌銀粉的復(fù)配,使銀粉在銀漿中達到最優(yōu)的密堆積狀態(tài),減少電極固化后的內(nèi)部孔洞密度。
另一方面并通過提升銀含量,提升電極固化過程的體積收縮率,增加電極固化后銀顆粒之
間的接觸點及接觸有效性,HJT銀漿電阻率有望降低至
3-4*10-6Ωcm,電阻降低可有效
提升
HJT電池效率。組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化:無主柵設(shè)計提升轉(zhuǎn)換效率無主柵技術(shù)具備提升光照面積并降低電阻的優(yōu)勢。光伏柵線的責任在于傳導(dǎo)電流,從電阻
率的角度分析,柵線越細則導(dǎo)電橫截面積越小,電阻損失越大,而柵線越粗會遮擋部分太
陽光進入電池,因此主柵和副柵設(shè)計的核心是在遮光和導(dǎo)電之間取得平衡。無主柵技術(shù)保留正面?zhèn)鹘y(tǒng)的絲網(wǎng)印刷,制作底層細柵線,然后通過不同方法將多條垂直于細柵的柵線覆
蓋在細柵之上,形成交叉的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),以金屬線代替?zhèn)鹘y(tǒng)焊帶,匯集電流的同時實現(xiàn)電池
互聯(lián),從而減少陽光遮擋,降低電阻。無主柵技術(shù)可提升
0.3%的電池轉(zhuǎn)換效率。梅耶博格的
SWCT技術(shù)將內(nèi)嵌銅線的聚合物薄
膜覆蓋在
HJT電池正面,在組件層壓過程中,依靠層壓機的壓力和溫度使銅線和絲網(wǎng)印
刷的細柵線直接結(jié)合在一起,銅線代替了銀主柵,節(jié)省了材料成本。預(yù)計
SWCT可將組
件封裝后的電池片轉(zhuǎn)換效率提升
0.3%,耗銀量最高可減少
83%。轉(zhuǎn)換效率提升路徑清晰:預(yù)計2025年HJT量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達26%+預(yù)計
2025
年
HJT量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達
26%+,HJT+鈣鈦礦中試線效率可達
28%。按照
目前
HJT電池廠對
HJT技術(shù)升級的規(guī)劃,預(yù)計
21
年通過改變
PECVD鍍膜順序、吸雜工
藝等方式,HJT量產(chǎn)穩(wěn)態(tài)效率可達
24.7%+;22
年可通過銀漿、靶材的材料優(yōu)化將
HJT平價量產(chǎn)效率提升到
25%;23
年可通過非晶微晶相結(jié)合,將量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率提升到
25.5%;24
年通過無主柵等技術(shù)將
HJT電池量產(chǎn)效率提升到
26%;25
年通過
HJT疊層
鈣鈦礦中試線效率達
28%,HJT量產(chǎn)線效率有望達
26%+。四、如何看待HJT和TOPCon兩種技術(shù)路線?電池轉(zhuǎn)換效率:TOPCon理論效率高,HJT中試和量產(chǎn)線效率更優(yōu)TOPCon電池通過背面鈍化提升發(fā)電效率。TOPCon即隧穿氧化層鈍化接觸電池,前表
面與
N-PERC電池沒有本質(zhì)區(qū)別,主要區(qū)別在于采用超薄二氧化硅(SiO2)隧道層和摻雜非
晶硅鈍化背面,二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu),可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻
擋少子空穴的復(fù)合,進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集,從而極大地降低了金屬接
觸復(fù)合電流,提升了電池的開路電壓和短路電流,從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率。雙面鈍化TOPCON電池理論效率極限高,單面鈍化TOPCON電池理論效率與HJT接近。
根據(jù)
ISFH的測算,PERC、HJT、TOPCon電池的理論極限效率分別為
24.5%、27.5%、
28.7%。TOPCon電池理論效率高于
HJT,但是
28.7%的理論效率需要實現(xiàn)雙面多晶硅鈍
化,正表面多晶硅鈍化吸光嚴重,電池生產(chǎn)難度非常大,雙面多晶硅鈍化
TOPCon電池
實驗室效率僅
22.5%。目前常用的背表面鈍化技術(shù)
TOPCon電池理論效率極限為
27.1%,
與
HJT理論效率差異不大。HJT中試線和量產(chǎn)線效率更優(yōu)。目前
PERC、HJT、TOPCon電池中試線最高效率紀錄依次為
24.09%(隆基)、25.18%(通威)、25.07%(隆基),量產(chǎn)效率最高紀錄分別為
23.05%(隆
基)、25.06%(華晟)、23.85%(中來)。目前
PERC電池量產(chǎn)效率已越來越接近理論極
限,HJT中試線和量產(chǎn)線效率優(yōu)于
PERC和
TOPCon。生產(chǎn)工藝:HJT工藝簡單,TOPCon有待工藝改進提升良率生產(chǎn)工藝方面,TOPCon電池工藝最難最復(fù)雜,PERC次之,HJT工藝最簡單。PERC、
HJT、TOPCon電池生產(chǎn)分別需要
10/6/13
步。相較于
PERC,TOPCon多了
3
道工序,
包括硼擴、非晶硅沉積、鍍氧化層膜,該三大工藝均存在較多技術(shù)挑戰(zhàn),因此目前
TOPCon電池良率約為
90%以下,低于
PERC98~99%的良率。HJT由于工藝僅
6
步,電池良率
約
98~99%,隨著工藝的改進,HJT和
TOPCon的生產(chǎn)良率有望持續(xù)提升。TOPCon電池良率提升主要需要解決硼擴散難題,以及
LPCVD多晶硅薄膜制備難題。硼擴散面臨的問題:①
硼在硅中的濃度難以把握,濃度低不易得到高濃度發(fā)射區(qū),濃度高會導(dǎo)致硼原子不激
活,難于制備選擇性發(fā)射層。②
擴散對管材要求高,硼擴散過程容易出現(xiàn)黏舟、黏管、腐蝕管壁的情況。③
擴散溫度高,溫度達
950
度,擴散時間較長。LPCVD多晶硅薄膜制備面臨的問題:①
熱壁沉積問題,在沉積非晶硅膜的同時在管壁上也沉積同樣厚度的膜層,經(jīng)常要清洗
管道,降低了生產(chǎn)效率。②
原位摻雜較難。有死層、會降低沉積溫度。因此一般需要沉積本征非晶硅,再進行磷
擴散。③
存在繞鍍,導(dǎo)致良率下降,需要后續(xù)使用濕法清洗正面繞鍍。④
后擴散過程中,雜質(zhì)原子會透過
SiO2
層進入單晶硅區(qū)域,導(dǎo)致鈍化失效。成本:TOPCon電池非硅成本低,HJT降本路線清晰目前
TOPCon電池成本低于
HJT約
0.13
元/W。以
166
的電池為例,假設(shè)
Topcon銀耗
150mg,HJT240mg,PERC、TOPCon、HJT非硅成本約為
0.2/0.29/0.42
元/W,TOPCon和
HJT非硅成本較
PERC高
45%/110%。TOPCon電池中非硅成本占比
38%,其中銀漿、
設(shè)備折舊、輔材和其他在總成本占比分別為
16%/4%/9%/9%。HJT電池中非硅成本占比
47%,其中銀漿、設(shè)備折舊、輔材和其他在總成本占比分別為
25%/5%/6%/11%。HJT與
TOPCON相比成本差距主要體現(xiàn)在銀漿上,銀漿、設(shè)備折舊、輔材和其他
HJT分別高于
TOPCON電池
0.1/0.02/0.01/0.01
元/W。HJT銀漿降本路線更為清晰。銀耗是導(dǎo)致
HJT和
TOPCon電池成本差異的核心,20
年底
HJT銀耗約
240mg,而
TOPCon銀耗約
150mg。通過多主柵技術(shù)以及新款副柵材料的應(yīng)
用,可將
HJT銀耗降至
160mg,達到與
TOPCON銀耗差不多的水平。此外,HJT可通
過銀包銅技術(shù),將銀耗降至
106mg。由于銀包銅是低溫工藝,無法在
TOPCON電池應(yīng)用,目前
TOPCON電池正在研發(fā)電鍍銅工藝,由于銅容易氧化,過程涉及濕化學,拉力較難
控制,因此電鍍銅工藝較難,目前還處于實驗室階段。TOPCon可在
PERC產(chǎn)線上改造升級,設(shè)備投資額低。由于
TOPCon和
PERC工藝相似,
因此在
PERC產(chǎn)線上新增非晶硅沉積的
LPCVD/PECVD設(shè)備以及鍍膜設(shè)備,可將
PERC產(chǎn)線升級至
TOPCon。目前
PERC設(shè)備投資在
1.2-1.5
億元/GW,TOPCon投資約
2-2.5
億元/GW,將
PERC改造為
TOPCon僅需
0.8
億元/GW,可大幅降低電池設(shè)備投資成本,
擁有
PERC電池產(chǎn)能的企業(yè)投資意愿更強。而
HJT是低溫工藝,因此需要重新新建產(chǎn)線,
投資額在4-4.5億元/GW。但目前HJT設(shè)備折舊上與TOPCon相比成本差異僅0.02元/W,
未來通過設(shè)備零部件國產(chǎn)化,以及
HJT規(guī)模的上量,設(shè)備投資額有望降至
4
億元以內(nèi),
進一步降低設(shè)備折舊成本差異,拉動投資意愿。五、HJT產(chǎn)業(yè)鏈配套情況如何?硅料:退火吸雜工藝有望解決硅料純度瓶頸N型硅片對硅料純度要求高,因此
N型硅片成本高于
P型。N型硅片對于多晶硅原料以
及部分輔材的純度要求更高,同時因為磷在硅中的分凝系數(shù)僅為
0.35,在以其為摻雜劑的
N型單晶拉制過程中,雜質(zhì)分布的均勻性較難控制,因此
N型硅片較
P型硅片溢價約
8%。退火吸雜技術(shù)將降低
N型硅片對硅料純度的要求,有望降低
N型硅片成本。目前邁為等
企業(yè)已研發(fā)出退火吸雜設(shè)備,在硅片生產(chǎn)過程中采用退火吸雜的工藝,減少硅片表面的重
金屬雜質(zhì),從而提升少子壽命、提高電池片效率的均值并減小其方差,采用退火吸雜技術(shù)
只需增加擴散爐,成本增加不到
0.01
元/W,但可使用生產(chǎn)
P型硅片所用的雜質(zhì)含量較高
的硅料,可大幅降低
N型硅片成本,有望實現(xiàn)
N型硅片和
P型硅片同價。硅片:薄片化有望加速HJT滲透目前現(xiàn)有硅片產(chǎn)能均可生產(chǎn)
N型硅片。PERC電池用的是
P型硅片,即在硅片中摻入硼
的硅片,而
HJT電池用的是
N型硅片,是指硅片中摻入磷。目前隆基、中環(huán)、晶科、晶
澳、上機數(shù)控等硅片企業(yè)的現(xiàn)有產(chǎn)能均可生產(chǎn)
N型硅片。20
年
12
月,高景太陽能的
50GW光伏大硅片項目明確技術(shù)路線為
N型。由于
20
年
PERC電池為主流,因此
N型硅片產(chǎn)
量約為
5%,隨著
HJT和
TOPCon電池技術(shù)的日益成熟,N型硅片產(chǎn)量有望快速增長。硅片薄片化發(fā)展已成為趨勢,HJT優(yōu)勢明顯。HJT電池由于其對稱結(jié)構(gòu)較
PERC更適合
薄片化硅片,而硅片薄片化可大幅降低硅料用量,降低硅成本。根據(jù)中環(huán)股份的測算,硅
片厚度從
175μm減薄至
160μm,可以覆蓋多晶硅料
8
元/KG的價格漲幅,減輕硅料的
成本壓力。目前光伏硅片主流厚度從
180μm轉(zhuǎn)向
175μm,21
年
2
月中環(huán)股份表示愿意
配合下游客戶逐步推動
170μm、165μm和
160μm厚度單晶硅片的應(yīng)用,硅片薄片化
將加速
HJT電池的滲透。組件:半片滲透率提升,促進HJT電池發(fā)展半片組件滲透率快速提升。半片電池組件與傳統(tǒng)組件相比,由于減少了內(nèi)部電路內(nèi)耗,封
裝效率提高,且組件工作溫度降低,提高了組件的可靠性和安全性。2020
年半片組件滲
透率快速提升,半片組件滲透率達
71%,同比提升
50pct。HJT電池多為半片,半片組件滲透率提升有望促進
HJT電池發(fā)展。目前國產(chǎn)的
HJT電池
多為半片電池,阿特斯
250MW產(chǎn)線已采用
182
半片,通威合肥
250MW中試線采用
210半片,半片
HJT電池可使用更薄的硅片來實現(xiàn)降本目的,并且半片電池可降低切損,降
低隱裂,提升電池可靠性,理論上
HJT若采用半片工藝,硅片厚度可低至
120μm,可大
幅降低硅耗。目前半片組件滲透率快速提升,有望促進
HJT電池的快速發(fā)展。六、如何來降低HJT的成本?降低HJT電池非硅成本是關(guān)鍵HJT非硅成本占比高于
PERC。HJT電池的成本主要由硅片、漿料、靶材、設(shè)備折舊和其
他構(gòu)成,成本占比分別為53%/25%/6%/5%/11%。目前HJT非硅成本占比約47%,而PERC電池非硅成本占比約
43%,主要是
HJT低溫銀漿、靶材、設(shè)備等非硅成本較高。HJT電池成本較
PERC每瓦高
0.18
元,94%的成本增加在非硅成本上。假設(shè)
PERC和
HJT電池轉(zhuǎn)換效率分別為
22.7%/24%,產(chǎn)品良率分別為
98.9%/98.5%,單片銀耗分別為
90/120mg。由于
N型硅片較
P型硅片溢價
8%,預(yù)計
HJT單瓦硅片成本為
0.48
元,較
PERC高
2.1%。由于低溫銀漿較高溫銀漿溢價
30%,且
HJT銀耗更高,HJT單瓦銀漿成
本約為
0.23
元,較
PERC高
130%。由于
HJT設(shè)備單位
GW需要
4.5
億元投資,而單位
GW的PERC設(shè)備投資約1.7億元,因此HJT設(shè)備單瓦折舊約0.05元,較PERC高150%。
此外,HJT靶材成本每瓦約
0.05
元,而
PERC無靶材成本。由于
HJT生產(chǎn)工序少,制造
費用等預(yù)計每瓦較
PERC低
0.03
元。綜合以上,HJT電池生產(chǎn)成本約為
0.9
元/W,與
PERC0.72
元/W的成本相比高出
0.18
元/W,高出的成本中硅片、銀漿、靶材、設(shè)備折
舊成本增加的占比分別為
6%/72%/28%/17%。未來
HJT降本主要依靠硅耗減少、銀漿降
本、靶材國產(chǎn)化、設(shè)備降本來實現(xiàn)。銀漿降本:銀包銅技術(shù)有望大幅降本,柵線工藝優(yōu)化降低銀耗目前
HJT電池銀耗約為
PERC的
2
倍多。PERC的銀漿通過高溫燒結(jié)固化,銀粉熔融在
一起,容易形成導(dǎo)電通路。而
HJT是低溫工藝,低溫銀漿的導(dǎo)電性能弱于高溫銀漿,因
此需要提高銀的含量來提高導(dǎo)電性。以
166
電池片為例,單片
HJT電池銀漿耗量超過
200mg,而
PERC電池銀耗約為
90mg。銀包銅技術(shù)可大幅降低銀耗,單瓦成本降低
0.12
元。銀包銅是在銅的表面包裹銀粉,低
溫加工工藝使得銅作為導(dǎo)電材料,從而降低銀的使用量。一般低溫銀漿中銀含量約
92%,
8%為有機物玻璃粉等,而銀包銅中銀、銅、有機物的含量分別為
41%/51%/8%,使得銀
含量占比降低近一半。以
166
電池片為例,銀包銅技術(shù)可使
HJT電池銀耗降至
106mg,
達到與
PERC接近的銀耗水平。而銀包銅技術(shù)需采用低溫工藝,對于
PERC、TOPCON的高溫工藝不適用,可快速降低
HJT的銀耗差距??紤]到低溫銀漿相比高溫銀漿
30%的
溢價,在其他條件不變的情況下,若銀耗相同,HJT的電池的單瓦成本將由
0.9
元降至
0.78
元,較
PERC成本高
8%。銀包銅技術(shù)有望得到量產(chǎn)驗證。目前京都
KE公司可實現(xiàn)銀包銅量產(chǎn),華晟將于
21
年
6
月采用銀含量
62%的銀包銅漿料進行試驗,若試驗通過,HJT電池單位銀耗與
PERC電
池單位銀耗之間的差距將從
2020
年的
100%左右急劇縮小到
20%以內(nèi)。若華晟通過銀包
銅試驗,21Q4
將采用銀包銅技術(shù)進行量產(chǎn),HJT銀耗仍有進一步下降空間,貼近甚至低
于
PERC銀耗量,真正開啟
HJT技術(shù)的低成本量產(chǎn)時代。高精串焊技術(shù)可降低銀耗,單瓦成本降低
0.08
元。目前主柵銀耗約為
20mg,細柵銀耗約
110mg,通過高精度串焊減少主柵
pad點大小,使得主柵變細、變短,副柵變少,減少細
柵及主柵銀耗,銀耗有望從
180mg/片降至
120mg/片,電池單瓦成本有望降低
0.08
元。
目前高精串焊技術(shù)已在華晟量產(chǎn)線上進行使用,預(yù)計
21
年
6
月底前會有
4
臺高精串焊設(shè)
備進行量產(chǎn)試用。無主柵技術(shù)可降低銀耗,每瓦成本降低
0.11
元。得益于
HJT電池表面導(dǎo)電的特性,取消金屬柵線電極,直接貼合低溫合金包覆的銅絲到
TCO上,形成歐姆接觸,可制造無主柵
電池,無主柵后銀漿耗量有望從
180mg降至
100mg,每瓦成本降低
0.11
元。低溫銀漿有望實現(xiàn)進口替代,大幅降低銀漿價格。高溫銀漿市場已逐步實現(xiàn)進口替代,國
產(chǎn)廠商于
2017
年對高溫銀漿進行進口替代,到
2020
年國產(chǎn)品牌帝科股份、蘇州固锝、
匡宇科技、常州聚合高溫銀漿市占率約
40%+,海外供應(yīng)商日本
KE、杜邦、漢高、賀利
氏由于成本劣勢,正逐步被國產(chǎn)品牌替代。目前低溫銀漿由于對原料要求高,90%的低溫
銀漿由日本KE供應(yīng),未來隨著國產(chǎn)HJT投資規(guī)模的擴大,低溫銀漿也有望實現(xiàn)進口替代,常州聚和、蘇州晶銀已經(jīng)實現(xiàn)低溫銀漿小批量生產(chǎn),浙江凱盈進入產(chǎn)品測試階段。目前進
口銀漿價格約
6500-6800
元/kg,國內(nèi)低溫銀漿價格約為
5000-5500
元/kg,隨著國產(chǎn)化量
產(chǎn),低溫銀漿價格有望降至
5000
元/kg以下,與高溫銀漿平價。靶材降本:國產(chǎn)化有望大幅降低靶材成本靶材是
TCO薄膜生產(chǎn)的核心材料。TCO薄膜生產(chǎn)主要采用
ITO、SCOT、IWO、ICO四
種靶材,濺射是制造
TCO薄膜的主要工藝,利用離子源產(chǎn)生的離子,在真空中經(jīng)過加速
聚集,形成高速離子束流,轟擊固體表面,離子和固體表面的原子發(fā)生動能交換,使固體
表面的原子離開固體并沉積在基底表面,被轟擊的固體稱為濺射靶材。TCO薄膜沉積主
要采用
PVD和
RPD兩種技術(shù),PVD技術(shù)以
ITO、SCOT作為靶材,RPD以
IWO、ICO作為靶材。靶材的生產(chǎn)制造具有一定的技術(shù)壁壘。由于靶材的質(zhì)量直接影響
TCO薄膜的一致性和均
勻性,因此靶材的純度、致密度和均勻性等要求較高,靶材的金屬純度要求達到
99.995%
以上,靶材的致密度對
TCO薄膜的電學和光學性能有顯著影響,靶材的成分、晶粒度直
接影響薄膜的一致性和均勻性,因此靶材的材料和制造工藝具有一定的技術(shù)壁壘。大尺寸高純靶材市場被日韓企業(yè)占據(jù)。高純?yōu)R射靶材上游的高純金屬市場主要被日韓企業(yè)
壟斷,目前高純?yōu)R射靶材的主要供應(yīng)商為日本三井、東曹、日立、三星、康寧,國內(nèi)企業(yè)
在大尺寸高純靶材的生產(chǎn)能力與外資相比仍有差距,日韓企業(yè)可做出長
3000
毫米、寬
1200
毫米的靶材,但國產(chǎn)靶材的長度不超過
1000
毫米。ITO、IWO靶材已逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化,國產(chǎn)化有望將電池的靶材成本降低
57%。目前國內(nèi)先
導(dǎo)、映日等企業(yè)
ITO靶材已較為成熟,先導(dǎo)通過收購優(yōu)美科國際公司,其靶材生產(chǎn)的純度、
密度大幅提升,長度可達
4000
毫米,目前
SCOT靶材正在研發(fā),IWO壹納光電已實現(xiàn)國
產(chǎn)。以
IWO靶材為例,在同樣是
4-4.5g/cm3的密度下,進口靶材價格為
3200
元/kg,對
應(yīng)電池靶材成本
0.6-0.7
元/片,國產(chǎn)靶材價格約
2000
元/kg,對應(yīng)電池靶材成本
0.2-0.3
元/片,采用國產(chǎn)靶材電池單片成本可降低
57%。設(shè)備降本:國產(chǎn)化+提升效率,設(shè)備投資額有望不斷下降HJT設(shè)備國產(chǎn)化可大幅降低成本。2017-2018
年
HJT設(shè)備主要由梅耶博格、YAC、AMAT、
日本住友等外資品牌提供,設(shè)備成本約
10-20
億/GW;2019
年邁為、鈞石、捷佳偉創(chuàng)等
開始進行進口替代,設(shè)備成本降至
5-10
億/GW;2020
年
6
月歐洲老牌光伏設(shè)備龍頭梅耶
博格退出
HJT的競爭,國內(nèi)設(shè)備商加碼研發(fā),邁為和鈞石具備了
HJT整線設(shè)備供應(yīng)能力,
20
年
HJT設(shè)備成本降至
5
億/GW左右,隨著量產(chǎn)產(chǎn)能的投放,以及設(shè)備國產(chǎn)化率的提升,
預(yù)計
21
年
HJT設(shè)備成本有望降至
4
億/GW。非晶硅沉積和
TCO制備設(shè)備降本是關(guān)鍵。HJT生產(chǎn)包括清洗制絨、非晶硅沉積、TCO制
備、絲網(wǎng)印刷和光注入退火,以上五個環(huán)節(jié)設(shè)備成本占比分別
10%/50%/20%/15%/5%,
非晶硅沉積和
TCO制備的設(shè)備占到整個設(shè)備成本的
70%,是降本的關(guān)鍵。非晶硅沉積設(shè)備降本主要依靠設(shè)備國產(chǎn)化和提升生產(chǎn)效率。目前非晶硅沉積主要采用
PECVD設(shè)備,有量產(chǎn)供應(yīng)能力的
PECVD設(shè)備商有梅耶博格(自用)、應(yīng)用材料、邁為股
份、理想萬里暉。目前PECVD進口設(shè)備的價格約4.8億/GW,國產(chǎn)設(shè)備的價格僅2億/GW,價格為進口設(shè)備一半。國產(chǎn)設(shè)備成本低主要是生產(chǎn)效率較高,2018
年梅耶博格
PECVD生產(chǎn)效率是2400片/小時,整線年產(chǎn)能只有110MW,導(dǎo)致整線設(shè)備投資額高達10億/GW。
2019
年邁為給通威提供的設(shè)備將
PECVD生產(chǎn)效率提升至
6000
片/小時,整線年產(chǎn)能達
250MW,整線成本降至
6
億/GW。PECVD生產(chǎn)效率的提升可大幅降低設(shè)備成本,目前邁
為
PECVD設(shè)備生產(chǎn)效率可達
8000
片/小時,年產(chǎn)能提升至
400MW,整線成本降至
4
億
/GW左右。TCO設(shè)備有望通過國產(chǎn)化進一步降本。TCO膜的生產(chǎn)采用
PVD和
RPD技術(shù),PVD工藝
較為成熟,主要進口設(shè)備供應(yīng)商包括馮阿登納、梅耶博格、新格拉斯,國產(chǎn)廠商包括邁為、
鈞石能源、捷佳偉創(chuàng)、捷造光電等。馮阿登納和新格拉斯
PVD設(shè)備效率可達
8000/6000
片/小時,邁為
PVD設(shè)備效率也達到了
8000
片/小時,未來有望提升至
10000
片/小時,
可進一步降低成本。RPD方面,國內(nèi)捷佳偉創(chuàng)已獲得住友公司
RPD授權(quán),每小時生產(chǎn)效
率由梅耶博格的
3000
片提升到每小時
5500
片,隨著國產(chǎn)設(shè)備的降本增效,TCO設(shè)備有
望持續(xù)降本。硅片降本:HJT相比PERC更適合硅片薄片化,可大幅降低硅成本PERC電池薄片化面臨壓力。硅片薄片化可降低硅成本,硅片每減薄
20μm,對應(yīng)組件成
本降低約
5-6
分/W。目前
PERC電池厚度一般在
170-180μm,由于
PERC電池是非對稱
結(jié)構(gòu),若降到
160μm以下容易發(fā)生硅片碎片,PERC電池也容易發(fā)生彎曲,導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效
率的降低,甚至短路現(xiàn)象,理論上
PERC電池厚度不能低于
110μm。HJT電池結(jié)構(gòu)對稱,適合硅片薄片化發(fā)展。HJT電池片的對稱結(jié)構(gòu)減少了電池制作中的機
械應(yīng)力,因此硅片的碎片率更低;由于
HJT是低溫工藝,生產(chǎn)工藝在
200°C以下,硅片
在低溫下也不容易發(fā)生翹曲,薄片化電池的良品率更高。此外,HJT電池在硅片變薄的
情況下,開路電壓上升,短路電流下降,電池的效率能夠基本維持不變,HJT更適合薄片
化硅片。HJT正不斷探索薄片化進程。日本三洋早年的
HJT電池厚度僅
98μm,實驗室轉(zhuǎn)換效率可
達到
24.7%。目前理想萬里暉
PECVD產(chǎn)品可使硅片厚度降低到
130-150μm,相比
170μm的普通電池片,薄片化電池不僅轉(zhuǎn)換效率的損失不足
0.1%,而且碎片率的上升也不到
2%,
HJT產(chǎn)業(yè)將在未來幾年進一步探索
120-130μm的薄片化進程。硅片薄片化可降低電池硅耗。按照
PERC電池
175μm厚度計算,166/182/210
出片量分
別為
62/51/38
片。若
HJT電池厚度降至
160μm,166/182/210
出片量將分別增加至
68/56/42
片,硅耗較
175μm的
PERC電池降低
8.57%,若
HJT電池厚度降至
150μm,
166/182/210
出片量將分別增加至
72/60/44
片,硅耗較
175μm的
PERC電池降低
14%效率提升:帶來各環(huán)節(jié)的成本攤薄電池轉(zhuǎn)換效率的提升可攤薄光伏全生命周期成本。由于
HJT電池發(fā)電效率比
PERC高
1.0%-1.5%,因此
HJT組件功率可以比
PERC更大,大功率組件一方面具有價格溢價,
另一方面可以帶來電站建設(shè)成本的攤薄??紤]到全生命周期的成本攤薄,HJT電池修正成
本優(yōu)勢=HJT電池生產(chǎn)成本差異+組件非硅成本差異+BOS成本差異+發(fā)電量溢價。HJT較
PERC具備全生命周期成本優(yōu)勢。以
3.5
元/W的光伏系統(tǒng)為例,假設(shè)
HJT轉(zhuǎn)換效
率高于
PERC1.3pct,HJT比
PERC全生命周期每瓦發(fā)電量將多出
7%,HJT電池會帶來
0.26
元/W的含稅銷售溢價,雖然
HJT電池成本較
PERC高
0.18
元/W,但發(fā)電量的增加,
HJT技術(shù)可以帶來組件
BOS成本下降
0.015
元/W,組件非硅成本下降
0.025
元/W,綜合
以上,HJT較
PERC有
0.12
元/W的修正成本優(yōu)勢。七、HJT規(guī)?;慨a(chǎn)時代何時到來?硅成本:2021實現(xiàn)硅片N、P同價,2022年N型硅片成本有望低于P型2021
年
HJT電池硅成本可實現(xiàn)
NP同價,2022
年
N型硅片成本有望低于
P型。按照
M6
175μmP型硅片不含稅價格
3.59
元/片,由于
N型硅片硅料純度要求高,因此
N型硅
片價格一般較
P型高
7%。P型硅片價格約
3.84
元/片,硅片每減薄
5μm,單片價格下降
約
5
分。當
HJT電池厚度達
150μm時,HJT硅片價格達
3.59
元/片,可實現(xiàn)
P、N硅片
同價。目前華晟量產(chǎn)線生產(chǎn)的硅片為
150μm,并計劃生產(chǎn)
130μm的硅片,130μm的
N型硅片成本將低于
P型
5%,2022
年
N型硅片成本有望低于
P型。未來
HJT硅成本降本空間大。①吸雜降本:增加不到
0.01
元/W工序成本,可降低
N型
硅料純度要求,縮減
N、P硅片價差,提高電池轉(zhuǎn)換效率
0.2%。②半片化:目前邁為的
HJT設(shè)備生產(chǎn)的電池片均為半片,210
半片電池可兼容硅片薄片到
100-120μm,可進一
步降低硅成本;③邊皮料利用:從圓棒到方棒的加工過程中,增加四個半圓中的硅材料利
用,收料率可大幅提升
8%+。此外,目前硅料價格快速上漲,HJT薄片化優(yōu)勢更加凸顯,
有望加速
HJT薄片化進程。非硅成本:2022年HJT非硅成本有望與PERC持平2021
年
12BB成熟應(yīng)用,HJT和
PERC電池的非硅成本差異較
2020
年降低一半。2020
年
HJT非硅成本約
0.42
元/W,PERC電池非硅成本約
0.2
元/W,HJT非硅成本高于
PERC電池
110%。2021
年通過
12BB柵線的應(yīng)用,銀耗可由
240mg/片降至
190mg/片,通過
應(yīng)用新款
KE132
副柵漿料,加上圖形優(yōu)化,銀耗可進一步降低至
160mg/片,按照
1
萬元
的進口漿料價格計算,預(yù)計銀漿成本降低
0.11
元/W,HJT非硅成本有望降至
0.31
元/W,
非硅成本高于
PERC電池
59%。目前華晟量產(chǎn)線已成功導(dǎo)入
12BB,M6
硅片銀耗已降至
160mg,預(yù)計到
21
年底
HJT和
PERC電池的非硅成本差異將較
2020
年降低一半。2022
年銀包銅和漿料、靶材國產(chǎn)化
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