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1、2020 年深度行業分析研究報告目錄1. HIT 電池性能優異,商業化節奏提速91.1 HIT:一種非晶硅與晶硅材料相結合的高效電池技術91.2 商業化節奏提速,多家公司進入 HIT 領域102. 轉換效率提升空間大,HIT 有望成為下一代主流技術132.1 “補貼退出+政策引導”推動電池技術向高效化迭代132.2 HIT 轉換效率優勢明顯,有望替代 PERC 成為下一代主流技術182.3 可疊加其他高效電池技術,轉換效率提升空間大202.3.1 HBC:兼具 IBC 高短路電流+HIT 高開路電壓優勢202.3.2 鈣鈦礦/HIT 疊層電池:提升晶硅太陽能電池轉換效率極限213. 工藝流程大
2、幅簡化,設備國產化速度加快233.1 HIT 制備工藝僅需四步,非晶硅/TCO 薄膜沉積設備壁壘較高233.2 制絨、清洗:RCA/O3,YAC 為主要設備供應商273.3 非晶硅膜沉積:PECVD/HWCVD,HIT 電池制備的核心環節303.4 TCO 膜沉積:PVD/RPD,短期內 PVD 是主流333.5 電極金屬化:絲網印刷/電鍍銅,絲網印刷國產化程度高354. 漿料環節成本下降空間大,低溫銀漿、靶材技術壁壘較高374.1 低溫銀漿、靶材在漿料成本中占比較高374.2 低溫銀漿:國產化及電極工藝進步是降本關鍵394.3 靶材:工藝技術要求高,初步實現國產化415. 多途徑提升 HIT
3、 經濟性,2022 年 LCOE 有望與 PERC 持平. 435.1 產業化前期成本尚高,多途徑降本提升 HIT 電池經濟性435.2 經濟性快速提升,量產邊際條件到來47.圖表目錄圖 1:HIT 電池結構示意圖9圖 2:HIT 電池發展歷程11圖 3:多晶硅國產一級致密料價格下降趨勢(單位:元/kg)14圖 4:單晶及多晶硅片價格下降趨勢(單位:元/片)14圖 5:單晶及多晶電池片價格下降趨勢(單位:元/W)14圖 6:單晶及多晶組件價格下降趨勢(單位:元/W)14圖 7:地面光伏系統投資額比例分布(單位:%)15圖 8:光伏組件成本構成比例分布(單位:%)15圖 9:光伏電池各技術路線的
4、結構對比圖16圖 10:NREL 光伏電池各技術路線效率提升趨勢(單位:%)17圖 11:P-PERC、N-PERT+TOPCon、HIT 電池轉換效率提升趨勢(單位:%). 19圖 12:國內外企業 HIT 電池的最高效率(單位:%)19圖 13:東方日升 PERC、PERC+TOPCon、HIT 電池轉換效率提升路線圖(單位:%). 20圖 14:鈞石能源 HIT 電池效率提升路線圖(單位:%)20圖 15:HBC 電池結構示意圖20圖 16:鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池結構示意圖22圖 17:機械堆疊鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池22圖 18:鈣鈦礦-HIT 疊層電池結構22圖 19:P-PE
5、RC、N-PERT+TOPCon、HIT 電池生產工藝流程對比24圖 20:Archers 的 100MW HIT 電池生產線26圖 21:RCA 清洗與 O3 清洗流程對比28圖 22:YAC 的清洗制絨設備29圖 23:Singulus 的清洗制絨設備29圖 24:PECVD 與 HWCVD 原理對比30圖 25:應用材料公司的 PECVD 設備32圖 26:理想公司的 PECVD 設備32圖 27:HWCVD 設備內外部結構32圖 28:PVD 鍍膜原理-Sputtering33圖 29:RPD 鍍膜原理33圖 30:絲網印刷原理示意圖35圖 31:采用電鍍銅技術 HIT 電池效率(單位
6、:%)36圖 32:應用材料公司的印刷機 SoftPressure 示意圖36圖 33:應用材料公司異質結用烘箱外觀圖36圖 34:鈞石能源銅柵電極異質結電池生產流程示意圖37圖 35:高溫銀漿燒結前后對比圖39圖 36:低溫銀漿固化前后對比圖39圖 37:低溫銀漿生產工藝流程40圖 38:多(12)主柵、無主柵、無柵線太陽能電池示意圖41圖 39:燒結法制備鎢鈦靶生產工藝流程圖42圖 40:2015-2020Q1 通威股份營業收入及同比增長(單位:百萬元,%). 49 圖 41:2015-2020Q1 通威股份歸母凈利潤及同比增長(單位:百萬元,%)49 圖 42:2019 年通威股份收入構
7、成(單位:%)49圖 43:2015-2020Q1 通威股份毛利率和凈利率(單位:%)49圖 44:公司股權結構(2020 年一季度末)50圖 45:當前控股股東山煤集團,實控人山西省國資委50圖 46:重組第一步后焦煤集團控股山煤集團51圖 47:合并后控股股東變更為焦煤集團,實控人不變51圖 48:公司 2010-2019 營業收入及同比增長率(單位:億元,%)51圖 49:公司 2010-2019 歸母凈利潤及同比增長率(單位:億元,%) 51圖 50:2015-2020Q1 捷佳偉創營業收入及同比增速(單位:百萬元,%). 52 圖 51:2015-2020Q1 捷佳偉創歸母凈利潤及同
8、比增速(單位:百萬元,%)52 圖 52:2019 年捷佳偉創收入構成(單位:%)53圖 53:2015-2020Q1 捷佳偉創毛利率和凈利率(單位:%)53圖 54:2015-2020Q1 邁為股份營業收入及同比增速(單位:百萬元,%). 54 圖 55:2015-2020Q1 邁為股份歸母凈利潤及同比增速(單位:百萬元,%)54 圖 56:2019 年邁為股份收入構成(單位:%)54圖 57:2015-2020Q1 邁為股份毛利率和凈利率(單位:%)54圖 58:2015-2020Q1 公司營業收入及同比增長(單位:百萬元,%)55圖 59:2015-2020Q1 公司歸母凈利潤及同比增長
9、(單位:百萬元,%)55圖 60:2015-2019 公司主營構成(單位:百萬元,%)55圖 61:2015-2020Q1 公司銷售毛利率,銷售凈利率(單位:%)55表 1:異質結電池(HIT)與其他電池比較優勢10表 2:行業內部分企業 HIT 電池擴產規劃(單位:億元、%、MW)12表 3:普通光伏地面電站國家補貼變化(單位:元/kWh,含稅)13表 4:各類高效電池及組件指標匯總15表 5:光伏電池各技術路線制備技術概要16表 6:2019-2025 年各種電池轉換效率變化趨勢(單位:%)17表 7:光伏制造行業規范條件(2020 年本)(征求意見稿)工藝技術指標要求18 表 8:HBC
10、 與 IBC 電池指標對比(單位:V、mA/cm、%、cm、m)21表 9:HBC 電池研發效率記錄(單位:cm、mV、mA/cm、%)21表 10:HIT 電池工藝流程簡介24表 11:目前異質結太陽能電池制造設備來源25表 12:異質結電池的幾種產線配置方式25表 13:東方日升年產 2.5GW 高效太陽能電池(HIT)設備購置費明細(單位:臺/套、 萬元、%)26表 14:不同技術路線清洗制絨工藝介紹27表 15:晉能 RCA 制絨清洗工藝流程(單位:、s)28表 16:德國兩家設備廠商制絨、清洗工藝(單位:m、%、片/h)29表 17:捷佳偉創清洗制絨設備介紹29表 18:PECVD
11、和 HWCVD 技術對比31表 19:PVD 和 RPD 技術對比34表 20:TCO 薄膜沉積設備廠家情況梳理(單位:晶片/h)34表 21:清洗制絨環節材料成本(單位:元/pcs)38表 22:非晶硅沉積環節材料成本(單位:元/pcs)38表 23:TCO 薄膜沉積環節靶材成本(單位:g/cm3、元/kg、元/pcs、m2/v.s). 38表 24:常州聚和 CSP-T1 高效低溫固化 HIT 正面銀漿參數40表 25:絲網印刷環節銀漿成本(單位:mg、%、元/pcs、W)41表 26:PVD 和 RPD 靶材對比(單位:個、mm、nm)42表 27:廣東先導材料 ITO 靶材參數43表
12、28:P-PERC、HIT 電池生產成本拆分(單位:元/W、%)44表 29:硅片成本下降趨勢(單位:m、元/W)44表 30:銀漿、靶材成本下降趨勢(單位:mg/片、元/KG、cm2、%、W、元/W). 45表 31:HIT 電池單 GW 設備價格下降趨勢(單位:億元/GW)46表 32:HIT 電池生產成本下降趨勢(單位:元/W、%)46表 33:HIT 組件價格下降趨勢(單位:元/W、%)47表 34:PERC 與 HIT 路線 LCOE 測算(單位:元/W、%、百萬元、MW、小時、年、 元/KWh)47表 35:不同等效利用小時數、組件價格下 HIT 地面電站 LCOE 測算(單位:元
13、/kwh、 元、小時)48表 36:不同等效利用小時數、組件價格下 HIT 地面電站 IRR 測算(單位:%、元、小 時)48表 37:重點推薦公司盈利預測與估值(單位:億元、元/股、倍)561. HIT 電池性能優異,商業化節奏提速1.1 HIT:一種非晶硅與晶硅材料相結合的高效電池技術HIT 電池是以晶硅太陽能電池為襯底,以非晶硅薄膜為鈍化層的電池結構。HIT(異質 結電池,Heterojunction with Intrinsic Thin layer)是一種在 P 型氫化非晶硅和 n 型氫 化非晶硅與 n 型硅襯底之間增加一層非摻雜(本征)氫化非晶硅薄膜的電池結構。標準晶 體硅太陽能電
14、池是一種同質結電池,即 PN 結是在同一種半導體材料上形成的,而異質結 電池的 PN 結采用不同的半導體材料構成。日本三洋公司在 1990 年發明出 HIT 電池并申 請為注冊商標,因此異質結電池又被稱為 HJT(Heterojunction Technology)或 SHJ(Silicon Heterojunction)。圖 1:HIT 電池結構示意圖資料來源:光伏前沿,研究HIT 電池與傳統晶硅電池相比具有多種優勢,具體體現在:(1)轉換效率高:HIT 電池采用非晶硅層降低表面懸掛鍵密度和異質結界面態密度, 實現超高轉換效率。HIT 電池的開路電壓可以達到 740mV 以上,主要原因是:1
15、)硅片表 面的晶體結構具有不連續性,懸掛鍵密度高導致缺陷密度大,非晶硅層通過降低表面懸掛 鍵的密度實現優良的界面鈍化;2)HIT 電池在單晶硅襯底和摻雜非晶硅薄膜之間插入了一 層較薄的本征非晶硅薄膜,使得異質結界面的界面態密度大幅度降低,因此電池的開路電 壓比常規電池高,進而實現超高轉換效率。目前,HIT 電池的實驗室效率在 26%以上,現 有設施的平均量產效率在 23%以上,效率優勢顯著。(2)雙面率高:HIT 電池為正反面對稱結構,且背面無金屬背場阻擋光線進入,因此 其天然具備雙面發電能力,且雙面率可超過 95%,可在擴展應用范圍(沙地、雪地、水面 等)的同時進一步提升發電量。(3)無光衰
16、:由于 HIT 電池上表面為 TCO,電荷不會在電池表面的 TCO 上產生極化現象,因此 HIT 電池無 PID、LePID 現象。松下 HIT 組件 25 年后發電量僅下降 8%。(4)溫度系數低,高溫環境發電量高:HIT 電池的溫度穩定性好,與單晶硅電池0.42的溫度系數相比,HIT 電池的溫度系數可達到0.25,使得電池即使在光照升 溫情況下仍有好的輸出。在一天的中午時分,HIT 電池的發電量比一般晶體硅太陽電池高 出 810,雙玻 HIT 組件的發電量高出 20以上,具有更高的用戶附加值。(5)弱光響應高:理論研究表明,并聯電阻越大,光伏組件的弱光響應越強。薄膜電 池因為并聯電阻普遍比
17、較大,所以弱光響應普遍比較好。HIT 電池屬于薄膜電池,因此弱 光響應性能更好。(6)工藝步驟少:HIT 電池生產工序僅需 4 步,量產具備優勢。目前,主流的 PERC 電池量產需要 8-10 道工序,TOPCon 需要 11-12 道工序,而 HIT 電池的工序僅為 4 道。 從理論上講,HIT 工藝步驟少,可以極大的降低電池的不良率,以及人工、運維等其他生 產成本。(7)結構對稱,薄片化潛力大:HIT 電池完美的對稱結構和低溫度工藝使其非常適于 薄片化。目前 PERC 電池所用硅片主流厚度為 170-180m,HIT 電池所用硅片厚度已經降 至 160m 以下,且具有較大的薄片化空間。表
18、1:異質結電池(HIT)與其他電池比較優勢主要方面HIT常規單晶常規多晶單晶 Perc黑硅多晶N-pert/TopconIBC量產效率23-24%20.50%18.70%22-23%20.80%23-24%23.60%雙面率95%0%0%60%60%80%0%LID0%1%/年1%/年1%/年4%/年0%0%LETID無有有有有有有溫度系數-0.25%-0.42%-0.45%-0.37%-0.39%-0.35%-0.35%工藝步驟4668-10811-1220弱光響應高低低低低高高資料來源:CPIA、前瞻產業研究院,研究1.2 商業化節奏提速,多家公司進入 HIT 領域HIT 技術的發展可以劃
19、分為四個主要階段,高效化趨勢推動 HIT 商業化提速:(1)起步階段(1974-1996 年):HIT 技術初見雛形,日本三洋取得重大突破。1974 年,Walter Fuhs 首次提出結合非晶硅和晶硅材料的 HIT 結構;日本三洋于 1989 年通過 將本征非晶硅插入硅片和摻雜的非晶硅層之間取得重大突破,并將該技術申請專利;又于 1990 年通過用非晶硅薄膜代替本征非晶硅,將 HIT 電池轉換效率進一步提升至 15%。(2)初步發展階段(1997-2009 年):日本三洋注冊 HIT 商標,各國相繼啟動 HIT技術研究。1997 年,日本三洋將 HIT 注冊商標并提供該品牌異質結組件,硅片尺
20、寸 5 英寸, 電池效率 16.4%,組件效率 14.4%。2008 年、2009 年,瑞士梅耶博格、法國 CEA/INES 相繼建立 HIT 研發中心。(3)工業化階段:(2010-2017 年):日本松下(收購日本三洋)HIT 專利到期, HIT 進入快速發展的工業化階段。2010 年,松下 HIT 專利保護到期,自此 HIT 技術迎來 快速發展期。松下于 2013-2014 年連續創下 24.7%、25.6%的世界紀錄。日本 Keneka 也 緊跟其后,于 2016 年創造 BC-HIT 路徑 26.6%的世界紀錄。(4)商業化階段(2017 年之后):商業化節奏提速,多家公司進入 HI
21、T 領域。2017 年開始,全球多家公司開始關注 HIT 電池技術,中國晉能公司中試線規模達到 100MW。 2018 年,中國鈞石能源 HIT 電池/組件產線產能超過 600MW;ENEL 在意大利建設超過200MW 的產線。圖 2:HIT 電池發展歷程資料來源:Taiyangnews,研究多家廠商布局 HIT 產能,2020 年有望成為 HIT 產業化元年。量產方面,目前參與的廠商主要是:1)電池片環節新進入者;2)設備廠商;3)原有的薄膜電池制造商。當前全 球 HIT 已有產能約 3GW,參與方規劃 HIT 產能超過 15GW,部分企業已開始中試或小批 量投運。鈞石能源、中智電力、晉能科
22、技、漢能等國內 HIT 技術領先企業已分別建成 600MW、 160MW、100MW、120MW 異質結電池產能。多家公司發布 HIT 產能規劃,鈞石能源、 愛康科技分別規劃建設 5GW 異質結制造基地,東方日升規劃產能 2.5GW,中智電力規劃 產能 1.2GW。預計 2020 年將有 4-7GW 以上的 HIT 新增產能投放,一批標桿企業與項目 可能在年底到明年投運,將進一步提升行業對異質結電池的信心,2020 年可能是 HIT 的產 業化元年。表 2:行業內部分企業 HIT 電池擴產規劃(單位:億元、%、MW)企業投資(億元)項目所在地量產效率(%)現有產能規劃(MW)晉能科技14山西晉
23、中23.85100MW規劃 1GW,設備采購中通威股份13-規劃產能 1GW,一期 200MW中智電力20江蘇泰興23160MW規劃產能 1.2GW,目前 2 條線輪調中鈞石能源50福建22.5晉江建設 5GW 制造基地,第一階段600MW2GW東方日升33浙江寧波24-2.5GW漢能39.15四川成都24.85120MW規劃產能 600MW國家電投-江西南昌-100MW愛康科技106浙江湖州-規劃產能 5GW山煤國際-與鈞石能源簽訂戰略合作協議,規劃建-設 10GW 異質結電池產能彩虹集團35浙江嘉興-規劃產能 2GW新日光222017 年底已經擴張到 50MW,效率50MW23%晉銳能源1
24、25福建-規劃 5GW,一期計劃投資 50 億,年-產 2GW資料來源:前瞻產業研究院,研究2. 轉換效率提升空間大,HIT 有望成為下一代主流技術2.1 “補貼退出+政策引導”推動電池技術向高效化迭代平價上網漸近疊加補貼政策退出,降本增效成為光伏行業發展的主要推動力?!?31” 政策以來,我國光伏裝機增速大幅下滑,各環節價格劇烈下跌,技術進步帶來的降本增效 成為推動平價上網目標實現的主要推動力。2019 年,我國一類、二類、三類地區,普通光 伏地面電站標桿上午電價分別下降至 0.40、0.45、0.55 元/KWh,補貼幅度持續收窄。根 據 CPIA 數據,2019 年,全投資模型下地面光伏
25、電站在 1800 小時、1500 小時、1200 小 時、1000 小時等效利用小時數的 LCOE 分別為 0.28、0.34、0.42、0.51 元/KWh。未來隨 著組件、逆變器等關鍵設備的效率提升,雙面組件、跟蹤支架等的使用,運維能力提高, 2021 年后在部分高脫硫煤電價地區可優先實現與煤電同價。表 3:普通光伏地面電站國家補貼變化(單位:元/kWh,含稅)標桿電價 標桿上網電價(元/kWh,含稅)類類類適用范圍2011 年 7 月 1 日以前核準建設、2011 年 12 月 31 日建成投產、發1.15改委尚未核定價格的光伏發電項目2012 年-2013 年1.002011 年 7
26、月 1 日及以后核準的太陽能光伏發電項目,以及 2011 年7 月 1 日之前核準但截至 2011 年 12 月 31 日仍未建成投產的光伏發 電項目2013 年 9 月 1 日后備案(核準)的光伏電站項目2014 年0.900.951.002013 年 9 月 1 日前備案(核準)但于 2014 年 1 月 1 日及以后投運的光伏電站項目 2016 年 1 月 1 日以后備案并納入年度規模管理的光伏發電項目2016 年0.800.880.982016 年以前備案并納入年度規模管理但于 2016 年 6 月 30 日前仍未全部投運的光伏發電項目 2017 年 1 月 1 日以后納入財政補貼年度
27、規模管理的光伏發電項目2017 年以前備案并納入以前年度財政補貼規模管理但 2017 年 6 月2017 年0.650.750.8530 日前仍未投運的光伏發電項目已經納入 2017 年及以前建設規模范圍(含不限規模的省級區域)、且在 2018 年 6 月 30 日(含)前并網投運的普通光伏電站項目,執行 2017 年光伏電站標桿上網電價2018 年0.550.650.752019 年0.400.450.552018 年 1 月 1 日以后納入財政補貼年度規模管理的光伏電站項目2018 年以前備案并納入以前年份財政補貼規模管理但 2018 年 6 月30 日前仍未投運的光伏電站項目資料來源:能
28、源局、發改委,研究2019 年 7 月 1 日(含)后并網的集中式光伏電站項目,上網電價按照規定的指導價執行圖 3:多晶硅國產一級致密料價格下降趨勢(單位: 元/kg)圖 4:單晶及多晶硅片價格下降趨勢(單位:元/片) 18081607140612051004803260116-0116-0416-0716-1017-0117-0417-0717-1018-0118-0418-0718-1019-0119-0419-0719-1020-014002016-0116-0416-0716-1017-0117-0417-0717-1018-0118-0418-0718-1019-0119-0419-
29、0719-1020-010單晶M2/156多晶156(金剛線) 資料來源:SOLARZOOM,研究資料來源:SOLARZOOM,研究圖 5:單晶及多晶電池片價格下降趨勢(單位:元/W)圖 6:單晶及多晶組件價格下降趨勢(單位:元/W) 3.052.542.031.521.0116-0116-0416-0716-1017-0117-0417-0717-1018-0118-0418-0718-1019-0119-0419-0719-1020-010.5016-0116-0416-0716-1017-0117-0417-0717-1018-0118-0418-0718-1019-0119-0419-
30、0719-1020-010.0單晶M2/156多晶156單晶PERC單晶156(280w)單晶perc(305-310w) 多晶156(275w) 資料來源:SOLARZOOM,研究資料來源:SOLARZOOM,研究電池片是光伏行業降本增效的關鍵環節,更高的轉換效率可攤薄下游電站的面積相關成本。地面光伏系統投資中,組件價格占比 40.70%,而電池又占到組件成本構成的 67.5%, 系統成本的下降主要依賴于組件價格及電池成本的下降。更高的轉換效率可帶來更高的發 電增益率,單晶 P-PERC、中來股份 TOPCon、鈞石能源異質結相比單晶 BSF 發電增益率 分別為 3.0%、8.3%、11.0
31、%。同時光伏電站的運輸、安裝、線纜、支架、運維、土地等成 本均與面積成正相關關系,因此采用更高效的電池組件,可節省光伏電站面積,進而節約 面積相關成本。圖 7:地面光伏系統投資額比例分布(單位:%)圖 8:光伏組件成本構成比例分布(單位:%)組件價格, 40.70%二次設備,1.80%集中式逆變器,2.60%一次性土地使用, 3.70%電纜價格,5.10%管理費用, 6.50%電網接入成本, 6.90%固定式支架,7.30%電池, 67.50%折舊、人工及其他, 4.80%接線盒, 3.30%焊帶, 2.20%邊框, 9.30%EVA, 4.00%背板, 3.00%玻璃, 5.90%建安費用,
32、 15.20%一次設備, 10.20% 資料來源:索比光伏,研究資料來源:索比光伏,研究表 4:各類高效電池及組件指標匯總指標單晶 BSF單晶 P-PERC中來股份 TOPCon鈞石能源異質結電池平均轉換效率20.6%21.8%22.8%23.0%組件平均轉換效率17.4%18.6%19.6%19.8%組件功率(60 片、W)285305321325雙面率0%70%85%95%溫度系數-0.41%/攝氏度-0.37%/攝氏度-0.32%/攝氏度-0.23%/攝氏度LID光衰較 P-PERC 弱首年 2%、每年 0.5%無無弱光響應差差較好較好發電增益率估算基準3.0%8.3%11.0%資料來源
33、:CPIA、中來股份、鈞石能源,研究注:各家電池片廠商推出的組件轉換效率和功率型號較多,這里以 2018 年 CPIA 披露的單晶 P-PERC(60 片)組件轉換效率 18.6%、功率 305W 為基準進行換算。電池技術向高效路線進化:P-PERC 替代常規單晶,N 型技術路線繁多。歷史上電池片環節經歷了單晶替代多晶、P-PERC 替代常規單晶的技術迭代。其中常規單晶電池是鋁背 場電池,在硅片的背光面沉積一層鋁膜;P-PERC 電池通過引入背鈍化和開槽接觸工藝,在 電池背面形成背反射器,減少入射光損失,但背面開槽處金屬接觸區域增加額外的復合電 流;N 型電池技術路線繁多,其中 N-PERT
34、是 P-PERC 技術的改進型,在形成鈍化層基礎 上進行全面的擴散,加強鈍化層效果;TOPCon 在電池表面制備一層超薄氧化硅和一層高 摻雜多晶硅,氧化硅的化學鈍化和多晶硅層的場鈍化作用可以顯著降低晶硅表面少子復合 速率,同時超薄多晶硅層可保證多子的有效隧穿;HIT 通過引入非晶硅本征薄層來提升單 晶硅的表面鈍化性,使表面復合電流顯著減??;IBC 把正負電極置于電池背面,減少置于正 面的電極反射一部分入射光帶來的陰影損失。表 5:光伏電池各技術路線制備技術概要名稱含義制備技術AI-BSF鋁背場在 P-N 結制備完成后,在硅片的背光面沉積一層鋁膜,制備 P+層P-PERC發射極鈍化和背面接觸利用
35、特殊材料在電池片背面形成鈍化層作為背反射器,增加長波光的吸收,同時増大 P-N 極間的電勢差,降低電子復合,提高效率PERT發射極鈍化和全背面擴散P-PERC 技術的改進型,在形成鈍化層基礎上進行全面的擴散,加強鈍化層效果HIT具有本征非晶層的異質結在電池片里同時存在晶體和非晶體級別的硅,非晶硅的出現能更好地實現鈍化效果IBC交指式背接觸把正負電極置于電池背面,減少置于正面的電極反射一部分入射光帶來的陰影損失TOPCon隧穿氧化層鈍化接觸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構資料來源:中國光伏產業發展路線圖、研究圖 9:光伏電池各技術路線的結構對比圖
36、資料來源:賀利氏可再生能源,研究技術革新推動各技術路線電池轉換效率不斷提升。在光伏制造行業規范條件和“領跑者”計劃推動下,各種晶硅電池生產技術進步迅速。2019 年,P-PERC 單晶電池效率提 升至 22.3%,N-PERT+TOPCon 單晶電池、硅基異質結 N 型單晶電池平均轉換效率分別 已經達到 22.7%和 23.0%。預計至 2020 年,P-PERC 單晶、N-PERT+TOPCon、硅基異 質結 N 型單晶電池的轉換效率分別提升至 22.7%、23.3%、23.5%。表 6:2019-2025 年各種電池轉換效率變化趨勢(單位:%)技術路線分類20192020E2021E202
37、2E2023E2025EBSF P 型多晶黑硅電池19.3%19.4%19.5%多晶PERC P 型多晶黑硅電池20.5%20.8%21.0%21.2%21.5%21.7%PERC P 型鑄錠單晶電池22.0%22.3%22.5%22.7%22.9%23.2%P 型單晶PERC P 型單晶電池22.3%22.7%23.0%23.2%23.4%24.0%N-PERT+TopCon 單晶電池(正面效率)22.7%23.3%23.5%23.8%24.0%24.5%N 型單晶硅基異質結 N 型單晶電池23.0%23.5%24.0%24.5%25.0%25.5%背接觸 N 型單晶電池23.6%23.8%
38、24.1%24.3%25.0%25.5%資料來源:CPIA,研究注:PERC P 型準單晶電池與背接觸 N 型單晶電池目前處于中試階段。圖 10:NREL 光伏電池各技術路線效率提升趨勢(單位:%)資料來源:NREL,研究行業政策引導光伏制造企業高效化發展,利好高效電池技術導入。2020 年 5 月 29 日,工業和信息化部(電子信息司)對光伏制造行業規范條件(2020 年本(征求意見稿) 進行公開征求意見。征求意見稿提出:電池制造項目投資強度不低于 900 萬元/畝,組件制造項目投資強度不低于 500 萬元/畝;現有項目多晶硅電池和單晶硅電池(雙面電池按正面 效率計算)的平均光電轉換效率分別
39、不低于 19%和 22.5%,新建和改擴建項目多晶硅電池 和單晶硅電池(雙面電池按正面效率計算)的平均光電轉換效率分別不低于 20%和 23%。 這意味著能夠推動行業降本提效的新技術導入速度有望加快。表 7:光伏制造行業規范條件(2020 年本)(征求意見稿)工藝技術指標要求企業/項目類型制造環節指標要求多晶硅1、多晶硅滿足太陽能級多晶硅(GB/T25074)或流化床法顆粒硅(GB/T35307)特級品的要求。硅片2、多晶硅片(含準單晶硅片)少子壽命不低于 2s,碳、氧含量分別小于 10ppma 和 10ppma;P 型單晶硅片少子壽命不低于 50s,N 型單晶硅片少子壽命不低于 500s,碳
40、、氧含量分別小于 1ppma 和 14ppma?,F有企業及項 目產品3、多晶硅電池和單晶硅電池(雙面電池按正面效率計算)的平均光電轉換效率分別不低于 19%和電池組件4、多晶硅組件和單晶硅組件(雙面組件按正面效率計算)的平均光電轉換效率分別不低于 17%和19.6%。22.5%。薄膜組件5、硅基、銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe)及其他薄膜組件的平均光電轉換效率分別不低于12%、15%、14%、14%。6、含變壓器型的光伏逆變器中國加權效率不得低于 96.5%,不含變壓器型的光伏逆變器中國加權光伏逆變器效率不得低于 98%(單相二級拓撲結構的光伏逆變器相關指標分別不低于 94.5%和 9
41、7.3%),微 型逆變器相關指標分別不低于 95%和 95.5%,鼓勵逆變器企業加強與產業鏈上游企業合作。多晶硅1、多晶硅滿足電子級多晶硅(GB/T12963)3 級品以上要求或流化床法顆粒硅(GB/T35307)硅片2、多晶硅片(含準單晶硅片)少子壽命不低于 2.5s,碳、氧含量分別小于 6ppma 和 8ppma;P 型單晶硅片少子壽命不低于 80s,N 型單晶硅片少子壽命不低于 700s,碳、氧含量分別小于 1ppma 和 14ppma。特級品的要求。新建和改擴建企業及項目產 品3、多晶硅電池和單晶硅電池(雙面電池按正面效率計算)的平均光電轉換效率分別不低于 20%和電池23%。組件4、多晶硅組件和單晶硅組件(雙面組件按正面效率計算)的平均光電轉換效率分別不低于 17.8%和 20%。薄膜組件5、硅基、CIGS、CdTe 及其他薄膜組件的平均光電