當(dāng)下，石油、煤炭等不可再生能源面臨短缺，能源問(wèn)題逐漸成為制約全球社會(huì)發(fā)展的障礙時(shí)，越來(lái)越多的國(guó)家歸入“陽(yáng)光計(jì)劃”的陣營(yíng)，積極開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源。在國(guó)際光伏市場(chǎng)巨大潛力的推動(dòng)下，各國(guó)的太陽(yáng)能電池制造業(yè)爭(zhēng)相投入巨資，擴(kuò)大生產(chǎn)，以爭(zhēng)一席之地。
目前，全球太陽(yáng)能電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，歐洲和日本領(lǐng)先的格局已被打破，太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)重心已經(jīng)轉(zhuǎn)移到亞洲。2019年中國(guó)電池片產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的83%，產(chǎn)量達(dá)12862萬(wàn)千瓦，同比2018年增長(zhǎng)33.9%。
伏電池是利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置。光伏電池的發(fā)展主要經(jīng)歷了BSF電池(鋁背場(chǎng)電池)，PERC電池(發(fā)射極鈍化和背面接觸電池)和N型電池三種技術(shù)發(fā)展路線，其中N型單晶的新型技術(shù)路線包括PERT、HJT、IBC等路線。目前PERC電池仍是主流的高效電池技術(shù)，而HIT為全新工藝路線技術(shù)，近年來(lái)這兩條技術(shù)路線競(jìng)爭(zhēng)得比較激烈。
光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，“效率”與“成本”始終是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵詞。太陽(yáng)能能量密度低，收集成本高，所以這一特點(diǎn)決定了降低光伏發(fā)電成本的最主要方式便是提高組件轉(zhuǎn)換效率。組件轉(zhuǎn)換效率每提高1個(gè)百分點(diǎn)，光伏發(fā)電成本就能降低6%以上。
在降本增效的行業(yè)大趨勢(shì)下，現(xiàn)階段主流的PERC電池與全新工藝線路到底差距在哪?
對(duì)比PERC電池、HIT電池與IBC電池
在效率方面，HIT電池優(yōu)勢(shì)顯著。HIT電池由于開(kāi)路電壓高，其理論效率高達(dá)27%以上，處于目前技術(shù)路線的前列，而PERC潛力預(yù)計(jì)在23%，目前，HIT電池的實(shí)驗(yàn)室效率在26%以上，現(xiàn)有設(shè)施的平均量產(chǎn)效率在23%以上。
在成本領(lǐng)域，HIT電池成本更低。由于HIT電池結(jié)合了薄膜太陽(yáng)能電池低溫的制造優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需在高溫下完成，而低溫環(huán)境下加工有利于實(shí)現(xiàn)HIT電池薄片化，不僅大大的節(jié)約燃料能源，而且減少硅的使用量，降低硅原料的成本，而目前PERC電池由于多次高溫工藝需要用180um左右(行業(yè)目標(biāo)是80um)的硅片，厚度越薄，硅耗量越小，硅成本更低;另外，HIT工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)化，全部生產(chǎn)流程只需四步即可完成，而PERC電池為了實(shí)現(xiàn)23.9%的轉(zhuǎn)化效率，需要疊加多種技術(shù)，工藝步驟多達(dá)8步，由此帶來(lái)了更高的成本。
HIT電池具有更低衰減和更長(zhǎng)壽命。HIT電池的低溫度系數(shù)和更低的光致衰減，使得穩(wěn)定性高，可有效降低熱損失。相同瓦數(shù)的組件發(fā)電量能比PERC單晶高8%-10%，HIT雙面電池通過(guò)雙玻封裝也能實(shí)現(xiàn)相比目前主流組件的25年再延長(zhǎng)了5-15年的壽命。
對(duì)于IBC電池，其工藝流程相比傳統(tǒng)方法復(fù)雜很多。常規(guī)電池的工藝步驟為八步，而IBC電池則需要二十步。IBC對(duì)硅片要求也較高，加上復(fù)雜的步驟導(dǎo)致其成本約為普通電池的兩倍，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度也非常慢。由于IBC的正反面與常規(guī)不同，因此其組件過(guò)程也需要定制，同樣制約了其產(chǎn)業(yè)化。
未來(lái)IBC電池主要面向高端市場(chǎng)。IBC電池的優(yōu)勢(shì)就在于高效和美觀，劣勢(shì)在于步驟復(fù)雜和成本。相比HIT電池，IBC的高成本是難以下降的。一方面多達(dá)20步的步驟和高溫工藝導(dǎo)致成本優(yōu)化的空間相對(duì)小，另一方面其電池和組件產(chǎn)能必須配套導(dǎo)致其投資成本過(guò)大，產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)進(jìn)程會(huì)較慢，反過(guò)來(lái)限制了規(guī)模效應(yīng)帶來(lái)的設(shè)備和耗材單價(jià)的下降速度。據(jù)此看來(lái)，IBC將主要流行于也限制于利基市場(chǎng)。
所以HIT電池因其光電轉(zhuǎn)換效率高、性能優(yōu)異、平價(jià)上網(wǎng)前景好，成為行業(yè)公認(rèn)的未來(lái)電池技術(shù)終極解決方案，并一度被業(yè)內(nèi)稱為是下一代商業(yè)光伏生產(chǎn)的候選技術(shù)。
總的來(lái)說(shuō)，HIT電池指晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池，是采用HIT結(jié)構(gòu)的硅太陽(yáng)能電池，所謂HIT結(jié)構(gòu)就是在晶體硅片上沉積一層非摻雜(本征)氫化非晶硅薄膜和一層與晶體硅摻雜種類相反的摻雜氫化非晶硅薄膜，采取該工藝措施后，改善了PN結(jié)的性能。因而使轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23%，開(kāi)路電壓達(dá)到729mV，并且全部工藝可以在200℃以下實(shí)現(xiàn)。
各路玩家積極投產(chǎn)，2020年或?qū)⒊蔀镠IT的產(chǎn)業(yè)化元年
HIT憑借優(yōu)質(zhì)的發(fā)電性能和巨大潛力，迎來(lái)各路資本市場(chǎng)的投資。
2019年5月，晉能科技在成都宣布，公司創(chuàng)新研發(fā)的HJT電池平均效率已經(jīng)達(dá)到23.79%，最高效率則突破至24.73%，雙面率更是達(dá)到93%。
2019年7月，鈞石能源與山煤國(guó)際能源集團(tuán)簽訂了合作協(xié)議，雙方將共建高達(dá)10GW的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池(HDT)生產(chǎn)基地。
2019年8月，東方日升年產(chǎn)2.5GW高效異質(zhì)結(jié)電池與組件生產(chǎn)項(xiàng)目在浙江省寧波市寧海縣開(kāi)工，總投資33億元，占地面積約205畝。
今年3月，愛(ài)康科技公布2019年度非公開(kāi)發(fā)行A股股票預(yù)案，計(jì)劃擬投入公司1.32GW高效異質(zhì)結(jié)(HIT)光伏電池及組件項(xiàng)目及補(bǔ)充流動(dòng)資金及償還有息負(fù)債。其中，募集資金中11.9億用于電池及組件項(xiàng)目。
HIT電池已經(jīng)處于產(chǎn)業(yè)化初步階段，產(chǎn)業(yè)中新老玩家紛紛加快HIT電池生產(chǎn)線的投產(chǎn)。目前全球已有HIT電池產(chǎn)能接近3GW，但當(dāng)前主要參與方的規(guī)劃產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)16GW。預(yù)計(jì)2020年國(guó)內(nèi)就將有4-7GW左右的HIT投運(yùn)，一批標(biāo)桿與標(biāo)桿項(xiàng)目的投運(yùn)，將進(jìn)一步提升行業(yè)對(duì)HIT電池的信心，2020年可能是HIT電池的元年。
HIT電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化絕非一帆風(fēng)順
高昂的成本為異質(zhì)結(jié)技術(shù)在推廣中存在的最大制約，高成本源于設(shè)備投資與產(chǎn)出懸殊。
一方面由于設(shè)備和運(yùn)維的成本高，關(guān)鍵設(shè)備未國(guó)產(chǎn)化，HIT電池進(jìn)口設(shè)備約為8-10億元/GW，國(guó)產(chǎn)設(shè)備約為5-8億元/GW，而PERC只需要2.5-3億元/GW。HIT電池設(shè)備成本約為PERC的3倍。單位產(chǎn)能投資額度為PERC電池的2-4倍。此外由于HIT國(guó)內(nèi)剛剛起步，缺乏配套和專業(yè)設(shè)備導(dǎo)致電池良率低，運(yùn)維的成本也很高。
二是材料成本高，硅片和輔材品質(zhì)和價(jià)格高且產(chǎn)量小未形成規(guī)模效應(yīng)。HIT電池需要的高品質(zhì)N型硅片價(jià)格高，工藝要求低溫銀漿單價(jià)是PERC用銀漿的約1.5倍，用量也是PERC用量的1.5倍。
規(guī)模化是設(shè)備成本下降的主要路徑之一。國(guó)產(chǎn)化也有望大幅降低設(shè)備成本。目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備正在進(jìn)入。捷佳偉創(chuàng)、邁為、鈞石等公司已經(jīng)在清洗、TCO、絲印等不同的環(huán)節(jié)具備了產(chǎn)品能力，隨國(guó)產(chǎn)設(shè)備成熟，HIT設(shè)備的成本有望大幅降低。從而最終降低HIT電池與組件價(jià)格。
目前HIT電池受高生產(chǎn)成本限制，暫時(shí)無(wú)法大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。但全球市場(chǎng)內(nèi)業(yè)內(nèi)多家企業(yè)大力布局異質(zhì)結(jié)技術(shù)，異質(zhì)結(jié)的商業(yè)化步伐拓展有望迎來(lái)加速。
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