如何來(lái)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(jià)8%，預(yù)計(jì)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(jià)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(wú)靶材成本。由于HJT生產(chǎn)工序少，制造費(fèi)用等預(yù)計(jì)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(lái)HJT降本主要依靠硅耗減少、銀漿降本、靶材國(guó)產(chǎn)化、設(shè)備降本來(lái)實(shí)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(guò)高溫?zé)Y(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(lái)提高導(dǎo)電性。以166電池片為例，單片HJT電池銀漿耗量超過(guò)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(jī)物玻璃粉等，而銀包銅中銀、銅、有機(jī)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(dá)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(duì)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(jià)，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(yàn)證。目前京都KE公司可實(shí)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(jìn)行試驗(yàn)，若試驗(yàn)通過(guò)，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(guò)銀包銅試驗(yàn)，21Q4將采用銀包銅技術(shù)進(jìn)行量產(chǎn)，HJT銀耗仍有進(jìn)一步下降空間，貼近甚至低于PERC銀耗量，真正開(kāi)啟HJT技術(shù)的低成本量產(chǎn)時(shí)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(xì)柵銀耗約110mg，通過(guò)高精度串焊減少主柵pad點(diǎn)大小，使得主柵變細(xì)、變短，副柵變少，減少細(xì)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(jìn)行使用，預(yù)計(jì)21年6月底前會(huì)有4臺(tái)高精串焊設(shè)備進(jìn)行量產(chǎn)試用。
無(wú)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(wú)主柵電池，無(wú)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(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，大幅降低銀漿價(jià)格。高溫銀漿市場(chǎng)已逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，國(guó)產(chǎn)廠商于2017年對(duì)高溫銀漿進(jìn)行進(jìn)口替代，到2020年國(guó)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(shì)，正逐步被國(guó)產(chǎn)品牌替代。目前低溫銀漿由于對(duì)原料要求高，90%的低溫銀漿由日本KE供應(yīng)，未來(lái)隨著國(guó)產(chǎn)HJT投資規(guī)模的擴(kuò)大，低溫銀漿也有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，常州聚和、蘇州晶銀已經(jīng)實(shí)現(xiàn)低溫銀漿小批量生產(chǎn)，浙江凱盈進(jìn)入產(chǎn)品測(cè)試階段。目前進(jìn)口銀漿價(jià)格約6500-6800元/kg，國(guó)內(nèi)低溫銀漿價(jià)格約為5000-5500元/kg，隨著國(guó)產(chǎn)化量產(chǎn)，低溫銀漿價(jià)格有望降至5000元/kg以下，與高溫銀漿平價(jià)。
靶材降本：國(guó)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(guò)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(dòng)能交換，使固體表面的原子離開(kāi)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(dá)到99.995%以上，靶材的致密度對(duì)TCO薄膜的電學(xué)和光學(xué)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(chǎng)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(chǎng)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(guó)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(zhǎng)3000毫米、寬1200毫米的靶材，但國(guó)產(chǎn)靶材的長(zhǎng)度不超過(guò)1000毫米。
ITO、IWO靶材已逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，國(guó)產(chǎn)化有望將電池的靶材成本降低57%。目前國(guó)內(nèi)先導(dǎo)、映日等企業(yè)ITO靶材已較為成熟，先導(dǎo)通過(guò)收購(gòu)優(yōu)美科國(guó)際公司，其靶材生產(chǎn)的純度、密度大幅提升，長(zhǎng)度可達(dá)4000毫米，目前SCOT靶材正在研發(fā)，IWO壹納光電已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)。以IWO靶材為例，在同樣是4-4.5g/cm的密度下，進(jìn)口靶材價(jià)格為3200元/kg，對(duì)應(yīng)電池靶材成本0.6-0.7元/片，國(guó)產(chǎn)靶材價(jià)格約2000元/kg，對(duì)應(yīng)電池靶材成本0.2-0.3元/片，采用國(guó)產(chǎn)靶材電池單片成本可降低57%。
設(shè)備降本：國(guó)產(chǎn)化+提升效率，設(shè)備投資額有望不斷下降
HJT設(shè)備國(guó)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(kāi)始進(jìn)行進(jìn)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(jìng)爭(zhēng)，國(guó)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(guó)產(chǎn)化率的提升，預(yù)計(jì)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(gè)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(gè)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(guó)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(wàn)里暉。目前PECVD進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格約4.8億/GW，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的價(jià)格僅2億/GW，價(jià)格為進(jìn)口設(shè)備一半。國(guó)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(shí)，整線年產(chǎn)能只有110MW，導(dǎo)致整線設(shè)備投資額高達(dá)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(shí)，整線年產(chǎn)能達(dá)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(dá)8000片/小時(shí)，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(guò)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)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(jìn)口設(shè)備供應(yīng)商包括馮阿登納、梅耶博格、新格拉斯，國(guó)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(dá)8000/6000片/小時(shí)，邁為PVD設(shè)備效率也達(dá)到了8000片/小時(shí)，未來(lái)有望提升至10000片/小時(shí)，可進(jìn)一步降低成本。RPD方面，國(guó)內(nèi)捷佳偉創(chuàng)已獲得住友公司RPD授權(quán)，每小時(shí)生產(chǎn)效率由梅耶博格的3000片提升到每小時(shí)5500片，隨著國(guó)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(duì)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(duì)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(duì)稱，適合硅片薄片化發(fā)展。HJT電池片的對(duì)稱結(jié)構(gòu)減少了電池制作中的機(jī)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(kāi)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(jìn)程。日本三洋早年的HJT電池厚度僅98μm，實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到24.7%。目前理想萬(wàn)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(lái)幾年進(jìn)一步探索120-130μm的薄片化進(jìn)程。
硅片薄片化可降低電池硅耗。按照PERC電池175μm厚度計(jì)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(lái)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(jià)格溢價(jià)，另一方面可以帶來(lái)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(shì)=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(jià)。
HJT較PERC具備全生命周期成本優(yōu)勢(shì)。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(huì)帶來(lái)0.26元/W的含稅銷售溢價(jià)，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(lái)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(shì)。
