但可以肯定的是,中短期内市场必然要面临PERC、异质结、TOPCon共存的一个产业格局,企业间的技术大战已经悄然掀起。
异质结电池真的来了
异质结太阳能电池最早是由日本三洋公司于1990年开发,前期设备以进口为主,国内较早布局的企业为汉能、钧石、晋能、中智等,生产规模较小,属于小众市场,而随着异质结设备的国产化,国内光伏企业,尤其是二线乃至三线企业纷纷宣布要进军,目前国内的产能规划已超过了50GW,业内普遍预测,异质结电池短中期之内转换效率将会突破25%。
不过,虽然目前计划投资异质结电池与对此进行研究的企业很多,但切实拿出成果的很少,量产规模普遍不大。
“老玩家”中,晋能的异质结量产平均效率已达23.85%,预计年底可达24.2%,据晋能科技总经理杨立友表示:“目前晋能科技异质结产品的成本是PERC的138%,我们对下降至108%的水平比较有把握,这只是比较保守目标。”
钧石能源则另辟蹊径,于今年的snec展会上极具创意的推出了HDT多晶异质结双面组件,据称,其电池的转换效率高达23.5%,成本却比PERC低了10%。
“新玩家”中,东方日升是前十组件出货商中第一个对异质结组件进行量产的,在最新的半年报中,东方日升表示其异质结电池最高量产效率已高达24.2%,最高组件效率高达22%以上,首批实现9BB异质结半片低温焊接封装工艺,半片异质结组件转换效率突破21.90%,首年的衰减率不超过2%,30年衰减率不超过16.5%。除此之外,公司还提到要将异质结与叠瓦技术相结合,目前已完成前期工作,可快速试产。
前十出货的组件企业中,除东方日升外只有阿特斯切实有异质结的产能规划已经开工,预计2021年一季度出货,天合光能在半年报中透露其有关异质结的科研进展称近期即将完成HJT产品的TUV认证,但并未进行产能规划。
专业太阳能电池制造商也已入局,通威HJT电池研发产线于2018年底便已经启动,2019年6月正式运行,截止至2019年报,HJT电池最高转换效率已经突破24.6%,但在半年报中未披露有关HJT技术的具体进展。
银浆是“N时代”的锁,MBB是钥匙
不过异质结电池想实现产业化,成本依然是决定性因素。
银浆成本是制约异质结电池成本的最主要因素,异质结电池需要更多银浆,而且是价格更贵的低温银浆,根据2019年光伏产业发展路线图的统计数据,P型电池银浆消耗量约114.7mg/片,这其中还有32mg为背银。异质结电池双面都要刷银浆,消耗量为300mg/片,数量上相差接近三倍。
据安信、华创等研报统计,低温银浆主要由京都电子KEM垄断,售价约达6500-6800元/kg,而高温银浆售价为4500-4800,按照2019年的平均值300mg/片来计算,每片电池片的银浆成本高达1.95元,而PERC电池即使同样使用KEM的银浆,每片成本也仅在5毛左右,如果使用国产高温银浆这个价格还会更低。相比之下,靶材成本甚至设备折旧成本反倒是显得无足轻重了。
产业目前也在为银浆成本的降低而努力,一方面推进低温银浆国产化和银包铜等方式降低银浆价格,另一方面则则是通过MBB等技术手段降低银浆使用量,根据SOLARZOOM新能源智库所说,银包铜+无主栅甚至可以追平PERC的银耗。
但是目前来看,虽然高温银浆的国产化进展如火如荼,但低温银浆市场中日本KE依然处于绝对垄断地位,为了保障利润,国内目前实现规模化出货的仅晶银、帝科、聚和等少部分企业可以做到试探性量产,且产能并不充裕,银包铜技术也不成熟。
所以中短期内,电池企业自身节省银浆使用量的技术,将是异质结电池缩小与PERC成本差异实现量产的关键所在,这其中最主要就是MBB技术。
虽然MBB技术应用的主要目的是为了减少电池功率损失,提高导电性和降低碎片率,但是由于增加主栅数量过程中主栅宽度逐步缩窄、细栅宽度逐步减小,客观上导致了银浆消耗量减少,拉近了异质结与PERC的成本差距。
根据2019中国光伏产业发展路线图所示,2019年9BB电池片涌入市场,市占率16.5%,比5BB电池节省银浆25%。
因此,9BB乃至12BB、无主栅等技术与N型硅片相结合的技术目前已成为异质结电池量产并追赶PERC的重要技术手段,不但增效更是降本,目前量产异质结组件大多采用MBB技术,东方日升半年报中称,公司成为首批实现9BB异质结半片低温焊接封装工艺的供应商,在天合光能的半年报中也有相关研究,将N型MBB切半双面双玻和单玻组件实现量产能力作为公司研发目标之一。
PERC和TOPCon的防守反击
当然,短期之内市场依然是PERC的天下,PERC的扩产依然如火如荼,而中长期来看,TOPCon与异质结哪个更优也需要拭目以待。
或许是无心插柳,愈演愈烈的大尺寸技术客观上延长了异质结电池落地的时间,因为目前国产异质结设备主要的加工尺寸为G1和M6,且异质结产线建成后技改难度较大,许多企业希望设备尺寸可以由210mm向下进行兼容,以应对尺寸上的风险,给国产设备厂家增加了工作量。
短期来看,异质结不管是量产效率还是实验室效率,想要拉开PERC三个点的以上都不容易,隆基在2019年宣布,PERC电池的实验室转换效率达到24.06%,正式突破此前业内定义的24%的天花板,半年报中显示,隆基的量产记录也已经突破了23%,天合半年报中披露新建PERC产线转换效率达到22.8%-22.9%,晶澳年报中称量产效率已达到22.7%。
中期来看,异质结面对TOPCon优势也并不明显,鹿死谁手尚未可知,因为PERC生产线可以通过改造升级为TOPCon生产线,参考中利腾辉6月10日公告的,同时技改1GW TOPCon全产线和新建1GW异质结全产线的项目预算(电池+组件),拟投资金额分别为3.75亿和12亿,建设周期分别为18个月和24个月,成本相差了3.2倍。即使只考虑设备及安装费用,二者也分别为2.75亿和9.7亿,相差了3.53倍。
因此,通过技改PERC产线升级TOPCon无论是成本还是时间,都远远小于异质结,几乎可以默认中长期的未来,至少龙头企业现有PERC产能中大部分都可以升级为TOPCon产能。
头部出货企业中,晶科、天合光能一直是TOPCon电池的先行者,根据中国光伏委员会发布最新发布,晶科创造了的TOPCon双面电池24.87%(全面积)和24.90%(孔径面积)的中国最高效率,甚至曾在官微文章《关于Tiger Pro,你想问的都在这里》中明确表示:“比较TOPCon以及异质结,我们综合比较几个维度,目前我们是选择了TOPCon。”目前晶科的Tiger-N型组件已经量产。
天合在半年报中披露,TOPCon电池的实验效率达到24.58%,公司目前量产最高批次平均效率达到23.8%,研发扩散工艺并成功导入TOPCon生产线,黄河水电量产效率达到23.2%,中来则制定了效率>25%的研发目标。
长期来看,光伏产业技术路线又该如何去走呢?强者恒强的产业格局又是否会被打破?
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