10月25日，國家能源局發(fā)布2021年前三季度全國光伏發(fā)電建設(shè)運行情況，2021年1-9月我國新增光伏并網(wǎng)容量為2555.6萬千瓦，其中集中式光伏電站915萬千瓦，分布式光伏1640.6萬千瓦。同比2020年1-9月全國光伏新增裝機1870萬千瓦，與去年相比又創(chuàng)新高。截止2021年9月底，全國累計光伏并網(wǎng)容量為27782.6萬千瓦，其中集中式光伏電站18383.5萬千瓦，分布式光伏電站9399.1萬千瓦，我國光伏發(fā)電累計裝機規(guī)模連續(xù)7年位居全球首位。盡管成績喜人，但是受能耗雙控和原材料上漲影響，今年四季度發(fā)展不容樂觀。從國內(nèi)招投標(biāo)來看，由于產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈上游硅料、硅片的報價陸續(xù)上調(diào)，膠膜、背板等輔材市場供應(yīng)持續(xù)緊張，組件市場生產(chǎn)成本再度增加，推動組件價格隨之提升，排產(chǎn)訂單難以如期交付。10月以來，540W組件最高中標(biāo)價格來到2.05元/W，最低價格為1.76元/W，平均中標(biāo)價格為1.9元/W；在550W規(guī)格的N型組件招標(biāo)中，最低報價為1.99元/W，最高報價為2.06元/W，均價為2.02元/W，較年初平均漲幅約為22%。目前進入第四季度后國內(nèi)部分項目已在收尾階段，市場報價持續(xù)上調(diào)，但成交量反而減少，有些組件廠商已暫停組件銷售、停止接單，已簽的組件訂單則開始暫緩發(fā)貨，陷入無法履約的狀態(tài)要需要重新議價，也有不少需要今年投產(chǎn)的項目因拿不到組件而出現(xiàn)停滯。目前整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈的利潤，大部分由硅料和硅片瓜分，僅有少部分歸于電池、組件和下游電站，頭重腳輕，分配不均衡。今后的一個方向是在使用更少的上游產(chǎn)品來制造轉(zhuǎn)換效率更高的硅片，從而降低單位度電成本，增加中下游的盈利空間。目前最成熟的PERC電池已經(jīng)達到24%的理論效率極限，產(chǎn)業(yè)界又開始為下一代電池技術(shù)量產(chǎn)做準(zhǔn)備，目前市場關(guān)注的焦點主要集中在TOPCon和HJT電池。TOPCon電池是一種基于選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸(Tunnel Oxide Passivated Contact)太陽能電池技術(shù)，由德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所于2013年提出概念，其正面與常規(guī)N型太陽能電池沒有本質(zhì)區(qū)別，主要核心技術(shù)是背面鈍化接觸，利用N型晶硅電池的少子壽命高，無光致衰減，弱光效應(yīng)好，溫度系數(shù)小的特點，在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，有效降低表面復(fù)合和金屬接觸復(fù)合，為N型電池轉(zhuǎn)換效率進一步提升提供了更大的空間。在今年4月份德國一家研究所發(fā)表了一篇論文，認為TOPCon電池的極限效率是28.7%，高于HJT的理論極限27.5%效率，掀起了TOPCon的關(guān)注高潮。TOPCon電池的優(yōu)勢在于最大程度保留和利用現(xiàn)有傳統(tǒng)電池設(shè)備制程，只需增加硼擴和薄膜沉積設(shè)備，無須背面開孔和對準(zhǔn)，量產(chǎn)化難度低，近期整體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)加速的狀態(tài)，背后的重要原因之一就是現(xiàn)在PERC產(chǎn)線龐大，假如TOPCon能夠延續(xù)現(xiàn)有產(chǎn)線的壽命，在改造費用不高的前提下（TOPCon生產(chǎn)線改造所需的費用約1.5億元/GW），能夠得到PERC老牌龍頭企業(yè)的支持，目前主推TOPCon技術(shù)的廠家包括晶科能源、隆基股份、中來股份、東方日升、無錫尚德等。今年10月13日，晶科能源宣布其研發(fā)的高效N型單晶硅單結(jié)電池技術(shù)最高轉(zhuǎn)化效率達到25.4%，獲得日本JET檢測實驗室標(biāo)定，是近一年來第四次創(chuàng)造新的大面積TOPCon電池轉(zhuǎn)化效率世界紀錄。
HJT（Heterojunction with Intrinsic Thin Layer）最早由日本三洋公司于1990年成功開發(fā)，全稱本征薄膜異質(zhì)結(jié)，其通過在P-N結(jié)之間插入本征非晶硅層進行表面鈍化來提高轉(zhuǎn)化效率。HJT電池利用晶體硅（c-Si）和非晶體硅（α-Si）薄膜制成，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和摻雜的P型非晶硅，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的理論極限效率為27.5%，今年10月，隆基的商業(yè)尺寸HJT(M6硅基異質(zhì)結(jié))太陽能電池經(jīng)權(quán)威第三方德國哈梅林太陽能研究所測試，轉(zhuǎn)換效率達26.3%，是最新的世界紀錄。HJT具有轉(zhuǎn)換效率高、功率衰減低的特點，暴曬一年后組件衰減不超過0.25%，不到PERC衰減率的一半，并且支持支持硅片薄片化和雙面發(fā)電，適合做成疊層電池，未來HJT/鈣鈦礦疊層電池轉(zhuǎn)換效率可能會達到29%以上。HJT是目前光伏電池中工藝流程最短的技術(shù)路線，主工藝僅有清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO鍍膜、絲網(wǎng)印刷等4個環(huán)節(jié)。相比之下，PERC需要8道工藝、TOPCon則需要10多道工藝。HJT電池的新工藝流程也意味著無法借用和改造目前的PERC生產(chǎn)線，只能通過新建生產(chǎn)線來完成，目前HJT的設(shè)備成本是4.5億元/GW，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研來看，關(guān)鍵設(shè)備還沒有完全國產(chǎn)化，隨著技術(shù)更新今明兩年設(shè)備成本有望下降到3.5億元/GW，屆時能夠接受的老牌廠家會更多。目前金剛玻璃、晶澳科技、安徽華晟、愛康科技等在內(nèi)的光伏企業(yè)共同在推動HJT產(chǎn)業(yè)化進程。縱貫光伏發(fā)展歷史，光伏電池片歷經(jīng)多次迭代：從常規(guī)鋁背板BSF電池(1代)→PERC電池(2代)→PERC+TOPCon電池(2.5代)→HJT 電池(3代)→HBC電池(4代)等。每一次新技術(shù)迭代，光伏電池行業(yè)都會迎來新一輪的擴產(chǎn)周期，新的電池技術(shù)需求不斷擴大。技術(shù)革命帶來行業(yè)洗牌，大浪淘沙之中，降本增效是永遠的主線。從技術(shù)角度而言，TOPCon和HJT兩種路線各有利弊，都是在光伏電池“低生產(chǎn)成本、高轉(zhuǎn)換效率、長效運行”之間尋找平衡。而從布局戰(zhàn)略來看，各廠商的選擇考慮了現(xiàn)有產(chǎn)能和改造成本等實際因素，需在原有技術(shù)路徑和新發(fā)展方向之間作出取舍，這是廠商希望延續(xù)現(xiàn)有產(chǎn)線壽命和設(shè)備商想要加速設(shè)備更新頻率之間的一種商業(yè)博弈。
目前來看，現(xiàn)在的PERC技術(shù)還有一定優(yōu)化的空間，性價比仍然較高，TOPCon和HJT即使樂觀發(fā)展，也還需要一個逐步降低成本的過程；短期來看，TOPCon因其優(yōu)異的高效性及兼容性，可以沿用目前的生產(chǎn)線，改造成本低，具備一定的價格優(yōu)勢；中期來看，TOPCon的增效和降本路徑不如HJT清晰，HJT的關(guān)鍵設(shè)備可以繼續(xù)國產(chǎn)化，并且其非硅材料成本主要是銀漿（占成本56%）和靶材，以后可以爭取做到無主柵結(jié)構(gòu)，另外由于HJT使用的是低溫工藝，相較于PERC天生更容易實現(xiàn)薄片化，可以通過直接切半棒、切邊皮，從而提高出片率，降低硅片成本，但是考慮到薄片化需要重新研發(fā)設(shè)備，這個過程也是漫長而艱辛；長期來看，TOPCon技術(shù)很難與鈣鈦礦電池形成疊層電池，轉(zhuǎn)換效率上不如HJT電池有發(fā)展前景。
可以預(yù)見在未來一段時間內(nèi)，幾種技術(shù)難分伯仲，光伏電池市場上會出現(xiàn)同臺炫技的格局，但我們在追求性價比的道路上沒有終點，在科技創(chuàng)新的強力驅(qū)動下，更具度電成本優(yōu)勢的高效光伏產(chǎn)品將持續(xù)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)進步，為實現(xiàn)3060國家戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻光伏力量。[下期預(yù)告]
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