微信客服
微信公眾號
光伏電池片未來 5 年將迎重大技術變革！
? 光伏行業：由政策+技術驅動，行業發展猶如“長江后浪推前浪”，伴隨每一代技術 進步，中國出現了尚德、英利、協鑫、隆基、通威等一批又一批的光伏行業龍頭。
?未來 5 年：電池片是光伏產業鏈重大技術變革環節，設備受益迭代需求。
?技術發展史：鋁背場 BSF 電池（1 代， 2017 年以前）→PERC 電池（2 代，2017 年至今）→PERC+/TOPCon（2.5 代）→HJT 電池（3 代）→HBC 電池（4 代，可能潛在方向）→鈣鈦礦疊層電池（5 代，可能潛在方向）。
?光伏行業的核心是“降本+升效”、降低度電成本。單晶電池技術的不斷迭代，帶來 轉換效率從 2014 年的 19%上升至 2020 年的 23%-24%，預計未來有望邁向 30%。
異質結：“增效+降本”潛力巨大，是光伏未來顛覆性技術
2.1. HJT 電池：產業化臨近、規劃產能超 60GW，將取代 PERC 成為第 三代電池片技術
? 晶體硅異質結太陽電池（HJT）是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，它綜合了晶體硅電池 與薄膜電池的優勢，具有轉換效率高、工藝溫度低、穩定性高、衰減率低、雙面發 電等優點，技術具有顛覆性。
? 對比 PERC 電池，HJT 潛力巨大，將成為第三代電池片技術主流。據我們綜合測算， HJT 在 25 年全生命周期綜合發電量較 PERC 高 15%-20%。
1) 轉換效率更優：HJT 效率潛力超 28%，遠高 PERC 電池。受 P 型單晶電池自身材 料的限制，PERC 電池轉換效率已接近天花板，而 HJT 最高轉換效率已超 26%（日 本 Kaneka 曾創 26.63%，國內最高為漢能的 25.1%），長期有望超 28%，效率優 勢明顯。
2) 工藝流程更簡化，降本空間更大：HJT 為低溫工藝，在硅片成本（利于薄片化 和減少熱損傷）和非硅成本（燃料能源節約）上均更優。同時，HJT 只需 4 道 工藝，相比 PERC（8 道工藝）和 TOPCon（9-12 道工藝）成本更低。
3) 光致衰減更低：HJT 電池 10 年衰減率小于 3%，25 年發電量下降僅為 8%，衰減 速度遠低于 PERC 及 TOPCon 電池。
4) 低溫系數、穩定性高：在 82 攝氏度環境下，HJT 光電轉換效率比傳統組件高出 13%。
5) 雙面率更高：HJT 為雙面對稱結構，雙面率有望提升至 93-98%（PERC 和 TOPCon 均在 80%附近，但很難再提升），可獲得 10%以上的年發電量增益。
? 回顧歷史：異質結（HJT）電池最早由日本的三洋（Sanyo）公司于 1990 年研發，專 利保護于 2010 年過期。在過去 30 年間，產業經歷了萌芽期、實驗室階段、初步的 商業化階段和逐步的產業化階段。
? 據不完全統計，目前 HJT 國內規劃產能超 60GW，新老電池片廠商均有開始布局。安 徽華晟（500MW 量產線）、明陽智能（5GW 規劃）、金剛玻璃（1.2GW 規劃）、愛康科技 （3.4GW 招標規劃）、潤陽集團（5GW 規劃）等已紛紛開始布局，歷史包袱較輕。
傳 統電池片廠商中，通威（金堂 1GW 量產線）、晶澳、東方日升、阿特斯、天合光能等 也已相繼進入，加速從 PERC 向 HJT 的轉型。
? 展望未來：預計 2020-2021 年將成為 HJT 投資元年，行業擴產規模將達到 10-15GW。 隨著設備國產化、銀漿和靶材成本的降低、以及轉換效率提升帶來的“增效+降本” 效益凸顯，2022 年行業將進入快速爆發階段、擴產規模有望達 30GW 以上。
2.2. HJT 設備：多技術路線“百花齊放”，國產設備廠將強力推動產業化進程
? HJT 4 大工藝步驟：制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO 制備、電極制備，對應的設備 分別為清洗制絨設備、PECVD 設備、PVD/RPD 設備、絲網印刷設備,在設備投資額占 比分別約 10%、50%、25%和 15%。
1）制絨設備：主要是利用化學制劑對硅片進行清洗和表面結構化，核心設備是濕式化 學清洗設備。
? 主要廠商：日本 YAC、德國 Singulus、德國 RENA。捷佳偉創的清洗設備已完成樣 機并交付。
2） PECVD（非晶硅薄膜沉積）：該步驟取代了傳統 PERC 工藝中的擴散工藝，是構造異 質結結構的關鍵，難度、壁壘最高，價值占到全部設備的 50%，為異質結設備的核 心。
從技術路徑上：板式 PECVD 是目前主流，管式 PECVD、Cat-CVD 具潛力。國外廠商 包括：梅耶博格（已不對外提供）、應用材料等。國內廠商包括：邁為股份、金辰 股份、捷佳偉創、理想能源、鈞石能源等。
? 板式 PECVD：將多片硅片放置在一個石墨或碳纖維支架上，放入一個金屬的沉積 腔室中，腔室中有平板型的電極，與樣品支架形成一個放電回路，在腔室中的工 藝氣體在兩個極板之間的交流電長的作用下在空間形成等離子體，分解 SiH4 中的 Si 和 H，以及 NH3 中的 N 形成 SiNx 沉積到硅表面。優勢：技術最成熟，易實現大 面積均勻性，材料缺陷態密度低。
? 管式 PECVD：使用像擴散爐管一樣的石英管作為沉積腔室，使用電阻爐作為加熱 體，將一個可以放置多篇硅片的石墨舟插進石英管中進行沉積。優勢：相比板式 PECVD，成本端有更大的下降空間。
? CAT-CVD：源氣體分子在真空室中通過加熱的催化劑進行催化裂化反應分解，并將 裂解的物質輸送到基材上形成薄膜。
優勢：相比傳統 PECVD，轉換效率提升潛力 大，對于源氣體的利用率在 80%以上。且 Cat-CVD 理論上可在熱絲兩側同時沉積， 生產速度更快。
3）TCO 薄膜設備-PVD/RPD：技術壁壘低于 PECVD，主要包括 RPD 和 PVD 兩種的技術 路徑設備。目前主流技術路線是用 PVD（物理氣相沉淀），相較于 PVD，RPD 的效率和 質量更高，但是受制于日本住友公司對設備和靶材的壟斷，成本較高。
? 國外廠商包括：瑞士 Meyerburger、德國 Vonardenne、德國 Singulus、日本住 友等。
? 國內廠商包括：邁為股份 PVD（MUP8K）設備已達到 8000 片/小時產能。捷佳偉 創通過與日本住友合作也具備了 RPD 設備的供應能力，工藝成熟，并推出了 PAR （RPD+PVD）二合一設備、在轉換效率和成本端取得平衡。鈞石能源、理想萬里 暉均有 PVD 設備布局。
4）絲網印刷機：包括絲網印刷（包括絲網印刷機，燒結爐，分選機）和電鍍銅電極 兩種技術路線，目前以絲網印刷為主流。
電鍍銅電極相較而言更便宜，但是工序較 多、工藝復雜、有廢水處理難等問題，目前參與廠商較少。
? 國外廠商包括 Baccini（AMAT 的子公司）等。
? 國內廠商：邁為股份占主導地位，捷佳偉創、金辰股份也推出了相關產品。
? 目前，HJT 設備 4 大環節均已實現國產化。國內電池設備廠商（邁為、捷佳、金辰、 鈞石、理想）已紛紛在 HJT 不同工序環節布局，實現小批量訂單銷售，推動 HJT 電 池行業加速前進。
? HJT 技術壁壘高、成本優化空間大，只有將設備做到極致的企業能最終勝出。行業可 能類似 PERC 時代，形成 2-3 家寡頭壟斷的競爭格局。
3.3. 展望未來：成本降低是核心！預計 2022 年將具備產業化性價比、行 業將爆發
? 電池片核心看單 W 成本：我們預計各項成本均有望在未來下滑，預計到 2022 年 HJT 將達到與 PERC 旗鼓相當的成本區間。4 大降本方向分別為：
1) 硅片：目前 N 型硅片對比 P 型具有約 8%左右的溢價空間，未來有望通過 2 方面降本。
? HJT 為低溫工藝，利于硅片的薄片化（從 170um 降低至 120-130um）。預計硅片 每減薄 20um 價格可下降 10-15%，對應組件價格降低 5-6 分/瓦。
? 隨著未來 N 型硅片需求起量，規模效應將縮小 N 型與 P 型硅片之間的溢價空間。
2) 設備折舊：隨著國產設備的“降本+提效”，目前 4-5 億/GW 的設備投資額仍有較大的 降本空間。
3) 漿料：HJT 需使用低溫銀漿，目前主要依賴進口，有望通過 4 大方向降本。
? 無主柵、多主柵技術在 HJT 電池、組件上的應用，使得銀漿的耗量快速減少。
? “銀包銅技術”商業化量產，將降低銀漿耗量 30%。
? 通過對串焊設備精度的提升，減小銀漿主柵上焊接點的大小（銀漿主柵上耗銀 量較高的部分），從而節省主柵上的銀漿耗量。
? 國產低溫銀漿起量（常州聚和、蘇州晶銀、浙江凱盈等），打破日本壟斷，相比 高溫漿料的溢價將大幅消失。
4) 靶材：目前主要被日本住友壟斷，未來將通過提升靶材利用率、規模化回收、背面 AZO 替代和國產化（廣東先導、壹納光電等）降本等方式解決。
? 據測算，對比 PERC 電池目前約 7 毛/瓦的不含稅總成本，HJT 電池仍有 2 毛/W 的成 本劣勢。
預計隨著設備廠商的技術進步（如轉換效率和節拍的提升）、銀漿、靶材的 國產化（已有多家國產廠家布局）、硅片的薄片化（N 型硅片厚度降至 120-130μm）， 將共同推動 HJT 技術的真實降本，使得經濟性進一步凸顯，預計到 2022 年 HJT 將達 到與 PERC 旗鼓相當的成本區間。
? 伴隨 HJT 電池產業化經濟性逐步接近、超越 PERC 電池，預計 2021 年將有 10-15GW 的 HJT 擴產潮，2022 年將迎來 30GW 以上擴產潮，產線建設進入加速期。
? 光伏行業：由政策+技術驅動，行業發展猶如“長江后浪推前浪”，伴隨每一代技術 進步，中國出現了尚德、英利、協鑫、隆基、通威等一批又一批的光伏行業龍頭。
?未來 5 年：電池片是光伏產業鏈重大技術變革環節，設備受益迭代需求。
?技術發展史：鋁背場 BSF 電池（1 代， 2017 年以前）→PERC 電池（2 代，2017 年至今）→PERC+/TOPCon（2.5 代）→HJT 電池（3 代）→HBC 電池（4 代，可能潛在方向）→鈣鈦礦疊層電池（5 代，可能潛在方向）。
?光伏行業的核心是“降本+升效”、降低度電成本。單晶電池技術的不斷迭代，帶來 轉換效率從 2014 年的 19%上升至 2020 年的 23%-24%，預計未來有望邁向 30%。
異質結：“增效+降本”潛力巨大，是光伏未來顛覆性技術
2.1. HJT 電池：產業化臨近、規劃產能超 60GW，將取代 PERC 成為第 三代電池片技術
? 晶體硅異質結太陽電池（HJT）是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，它綜合了晶體硅電池 與薄膜電池的優勢，具有轉換效率高、工藝溫度低、穩定性高、衰減率低、雙面發 電等優點，技術具有顛覆性。
? 對比 PERC 電池，HJT 潛力巨大，將成為第三代電池片技術主流。據我們綜合測算， HJT 在 25 年全生命周期綜合發電量較 PERC 高 15%-20%。
1) 轉換效率更優：HJT 效率潛力超 28%，遠高 PERC 電池。受 P 型單晶電池自身材 料的限制，PERC 電池轉換效率已接近天花板，而 HJT 最高轉換效率已超 26%（日 本 Kaneka 曾創 26.63%，國內最高為漢能的 25.1%），長期有望超 28%，效率優 勢明顯。
2) 工藝流程更簡化，降本空間更大：HJT 為低溫工藝，在硅片成本（利于薄片化 和減少熱損傷）和非硅成本（燃料能源節約）上均更優。同時，HJT 只需 4 道 工藝，相比 PERC（8 道工藝）和 TOPCon（9-12 道工藝）成本更低。
3) 光致衰減更低：HJT 電池 10 年衰減率小于 3%，25 年發電量下降僅為 8%，衰減 速度遠低于 PERC 及 TOPCon 電池。
4) 低溫系數、穩定性高：在 82 攝氏度環境下，HJT 光電轉換效率比傳統組件高出 13%。
5) 雙面率更高：HJT 為雙面對稱結構，雙面率有望提升至 93-98%（PERC 和 TOPCon 均在 80%附近，但很難再提升），可獲得 10%以上的年發電量增益。
? 回顧歷史：異質結（HJT）電池最早由日本的三洋（Sanyo）公司于 1990 年研發，專 利保護于 2010 年過期。在過去 30 年間，產業經歷了萌芽期、實驗室階段、初步的 商業化階段和逐步的產業化階段。
? 據不完全統計，目前 HJT 國內規劃產能超 60GW，新老電池片廠商均有開始布局。安 徽華晟（500MW 量產線）、明陽智能（5GW 規劃）、金剛玻璃（1.2GW 規劃）、愛康科技 （3.4GW 招標規劃）、潤陽集團（5GW 規劃）等已紛紛開始布局，歷史包袱較輕。
傳 統電池片廠商中，通威（金堂 1GW 量產線）、晶澳、東方日升、阿特斯、天合光能等 也已相繼進入，加速從 PERC 向 HJT 的轉型。
? 展望未來：預計 2020-2021 年將成為 HJT 投資元年，行業擴產規模將達到 10-15GW。 隨著設備國產化、銀漿和靶材成本的降低、以及轉換效率提升帶來的“增效+降本” 效益凸顯，2022 年行業將進入快速爆發階段、擴產規模有望達 30GW 以上。
2.2. HJT 設備：多技術路線“百花齊放”，國產設備廠將強力推動產業化進程
? HJT 4 大工藝步驟：制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO 制備、電極制備，對應的設備 分別為清洗制絨設備、PECVD 設備、PVD/RPD 設備、絲網印刷設備,在設備投資額占 比分別約 10%、50%、25%和 15%。
1）制絨設備：主要是利用化學制劑對硅片進行清洗和表面結構化，核心設備是濕式化 學清洗設備。
? 主要廠商：日本 YAC、德國 Singulus、德國 RENA。捷佳偉創的清洗設備已完成樣 機并交付。
2） PECVD（非晶硅薄膜沉積）：該步驟取代了傳統 PERC 工藝中的擴散工藝，是構造異 質結結構的關鍵，難度、壁壘最高，價值占到全部設備的 50%，為異質結設備的核 心。
從技術路徑上：板式 PECVD 是目前主流，管式 PECVD、Cat-CVD 具潛力。國外廠商 包括：梅耶博格（已不對外提供）、應用材料等。國內廠商包括：邁為股份、金辰 股份、捷佳偉創、理想能源、鈞石能源等。
? 板式 PECVD：將多片硅片放置在一個石墨或碳纖維支架上，放入一個金屬的沉積 腔室中，腔室中有平板型的電極，與樣品支架形成一個放電回路，在腔室中的工 藝氣體在兩個極板之間的交流電長的作用下在空間形成等離子體，分解 SiH4 中的 Si 和 H，以及 NH3 中的 N 形成 SiNx 沉積到硅表面。優勢：技術最成熟，易實現大 面積均勻性，材料缺陷態密度低。
? 管式 PECVD：使用像擴散爐管一樣的石英管作為沉積腔室，使用電阻爐作為加熱 體，將一個可以放置多篇硅片的石墨舟插進石英管中進行沉積。優勢：相比板式 PECVD，成本端有更大的下降空間。
? CAT-CVD：源氣體分子在真空室中通過加熱的催化劑進行催化裂化反應分解，并將 裂解的物質輸送到基材上形成薄膜。
優勢：相比傳統 PECVD，轉換效率提升潛力 大，對于源氣體的利用率在 80%以上。且 Cat-CVD 理論上可在熱絲兩側同時沉積， 生產速度更快。
3）TCO 薄膜設備-PVD/RPD：技術壁壘低于 PECVD，主要包括 RPD 和 PVD 兩種的技術 路徑設備。目前主流技術路線是用 PVD（物理氣相沉淀），相較于 PVD，RPD 的效率和 質量更高，但是受制于日本住友公司對設備和靶材的壟斷，成本較高。
? 國外廠商包括：瑞士 Meyerburger、德國 Vonardenne、德國 Singulus、日本住 友等。
? 國內廠商包括：邁為股份 PVD（MUP8K）設備已達到 8000 片/小時產能。捷佳偉 創通過與日本住友合作也具備了 RPD 設備的供應能力，工藝成熟，并推出了 PAR （RPD+PVD）二合一設備、在轉換效率和成本端取得平衡。鈞石能源、理想萬里 暉均有 PVD 設備布局。
4）絲網印刷機：包括絲網印刷（包括絲網印刷機，燒結爐，分選機）和電鍍銅電極 兩種技術路線，目前以絲網印刷為主流。
電鍍銅電極相較而言更便宜，但是工序較 多、工藝復雜、有廢水處理難等問題，目前參與廠商較少。
? 國外廠商包括 Baccini（AMAT 的子公司）等。
? 國內廠商：邁為股份占主導地位，捷佳偉創、金辰股份也推出了相關產品。
? 目前，HJT 設備 4 大環節均已實現國產化。國內電池設備廠商（邁為、捷佳、金辰、 鈞石、理想）已紛紛在 HJT 不同工序環節布局，實現小批量訂單銷售，推動 HJT 電 池行業加速前進。
? HJT 技術壁壘高、成本優化空間大，只有將設備做到極致的企業能最終勝出。行業可 能類似 PERC 時代，形成 2-3 家寡頭壟斷的競爭格局。
3.3. 展望未來：成本降低是核心！預計 2022 年將具備產業化性價比、行 業將爆發
? 電池片核心看單 W 成本：我們預計各項成本均有望在未來下滑，預計到 2022 年 HJT 將達到與 PERC 旗鼓相當的成本區間。4 大降本方向分別為：
1) 硅片：目前 N 型硅片對比 P 型具有約 8%左右的溢價空間，未來有望通過 2 方面降本。
? HJT 為低溫工藝，利于硅片的薄片化（從 170um 降低至 120-130um）。預計硅片 每減薄 20um 價格可下降 10-15%，對應組件價格降低 5-6 分/瓦。
? 隨著未來 N 型硅片需求起量，規模效應將縮小 N 型與 P 型硅片之間的溢價空間。
2) 設備折舊：隨著國產設備的“降本+提效”，目前 4-5 億/GW 的設備投資額仍有較大的 降本空間。
3) 漿料：HJT 需使用低溫銀漿，目前主要依賴進口，有望通過 4 大方向降本。
? 無主柵、多主柵技術在 HJT 電池、組件上的應用，使得銀漿的耗量快速減少。
? “銀包銅技術”商業化量產，將降低銀漿耗量 30%。
? 通過對串焊設備精度的提升，減小銀漿主柵上焊接點的大小（銀漿主柵上耗銀 量較高的部分），從而節省主柵上的銀漿耗量。
? 國產低溫銀漿起量（常州聚和、蘇州晶銀、浙江凱盈等），打破日本壟斷，相比 高溫漿料的溢價將大幅消失。
4) 靶材：目前主要被日本住友壟斷，未來將通過提升靶材利用率、規模化回收、背面 AZO 替代和國產化（廣東先導、壹納光電等）降本等方式解決。
? 據測算，對比 PERC 電池目前約 7 毛/瓦的不含稅總成本，HJT 電池仍有 2 毛/W 的成 本劣勢。
預計隨著設備廠商的技術進步（如轉換效率和節拍的提升）、銀漿、靶材的 國產化（已有多家國產廠家布局）、硅片的薄片化（N 型硅片厚度降至 120-130μm）， 將共同推動 HJT 技術的真實降本，使得經濟性進一步凸顯，預計到 2022 年 HJT 將達 到與 PERC 旗鼓相當的成本區間。
? 伴隨 HJT 電池產業化經濟性逐步接近、超越 PERC 電池，預計 2021 年將有 10-15GW 的 HJT 擴產潮，2022 年將迎來 30GW 以上擴產潮，產線建設進入加速期。
0 條