光伏电池迭代争议

热点资讯2022-09-03 13:41:18未知

光伏电池迭代争议

经济观察报记者郑晨烨 “现在在国内做户用电站，可以说已经毫无经济性可言了。”在近期举办的一次行业论坛上，袁知明的发言引发了诸多同行的议论。

袁知明是深圳一家光伏逆变器厂商的产品经理。在他看来，眼下国内光伏市场的高歌猛进，更多地要归于政策支持和地方补贴，而光伏产业想要实现长期良性发展，经济性才是核心驱动力。“从去年开始，持续上涨的硅料价格，以及光伏补贴退坡，都给光伏项目的收益率带来的很大影响，国内的组件价格现在平均在2元/w左右，部分地方的电站项目也都因此停工。”他认为，降本提效将成为光伏产业下一阶段的发展重点。

光伏产业的降本提效，则与光伏电池技术的革新密不可分。

降本增效关键点

对于不断强调“降本”的光伏产业来说，当前光伏发电的成本到底如何呢？

在8月25日举行的第五届中国国际光伏产业高峰论坛上，通威集团董事局主席刘汉元在演讲中表示，“我国光伏发电成本已经降到0.3元/KWh以下，预计‘十四五’‘十五五’期间降到0.25元/KWh以下，低于绝大部分煤电。”

另外，根据中国光伏行业的统计数据，2021年全投资模型下地面光伏电站在1800小时、1500小时、1200小时、1000小时等效利用小时数的平准发电成本分别为0.21、0.25、0.31、0.37元/度，与全国脱硫燃煤电价平均值0.3624元/度相当。

由此看来，当前光伏发电的成本已可谓是相当“平价”，在表面上，似乎看不到促使产业内厂商深耕“降本”的动机。

但在国内光伏行业观察人士张鹏眼中，用“降本”描述当前产业发展方向并不全面，比“降本”更重要的是“增效”。

他认为，“对于光伏电站来说，不管集中式还是分布式，都需要占有一定面积。如何能在同样的面积下，用更少的钱完成建设，还能要发出更多的电？这是当前行业聚焦的主要问题。”

信达证券近期发布的一份研报则显示，目前光伏电站的建设成本由非技术成本、关键设备成本、建安费用和组件成本构成，其中组件成本占46%左右，非技术成本约14%，关键设备成本和建安费用合计占40%。其同时称，“电池片是决定组件效率和成本的核心器件，对于光伏发电成本的下降具有关键性的作用。”

张鹏告诉记者，光伏电池按照衬底材料的不同大体上可分为P型电池和N型电池，其中，P型电池凭借较高的性价比与成熟的工艺占据了市场中的主流位置，而工艺更复杂的N型电池则是产业内各家厂商的探索方向。

记者了解到，P型电池与N型电池在发电原理上并无差异，二者的主要区别在于硅片上扩散掺杂的元素不同。例如P型电池，即通过在P型硅片上扩散掺杂磷元素所形成。而依照后续不同的生产技术工艺，P型电池还进一步可分为BSF电池、PERC电池以及PERC+电池，而N型电池则分为HJT电池、TOPCon电池及IBC电池。

例如，当下市场主流的PERC电池，即是在传统BSF电池的基础上，通过钝化膜来钝化电池背面，从而增强光线在硅基的内背反射，提升了电池效率。

根据中国光伏协会的数据，2021年我国电池片产量为198GW，同比增长46.9%，2012至2021年复合增速为28.3%。2021年我国电池片产能为350GW，同比增长59.09%。但从技术路线上看，2020年新建产能中PERC电池片占86.4%，其他技术路线电池片产能扩充则较为缓慢。

“其实，P型电池上一轮革新还没过去多久，性价比高、工艺也成熟，现在下游需求比较大，所以，电池片和组件厂商会优先用成熟技术来保障产能。”张鹏说。

据其介绍，自2017年以来，用了更先进工艺的PERCP型电池逐步取代BSFP型电池成为市场中的主流产品，在2017年以前，BSF电池的市占率还在60%左右，仅仅四年之后，2021年PERC电池在市场占比就已接近90%，而BSF电池已经难觅踪影。“快速的技术迭代一直是光伏行业的显著特征。”张鹏说。

N型电池的两条路线

为何在PERC刚刚成熟的当下，国内光伏电池厂商又转而攻关工艺更为复杂的N型电池呢？“P型电池已经逼近了其转化效率的极限，就好像无论再怎么改进自行车的工艺，也不可能跑得过汽车。”张鹏称，目前国内PERCP型单晶电池平均转化效率为23%，而P型电池的理论转化效率极限则为24.5%。

因此，在P型电池潜力见顶的背景下，N型电池就成为下一代光伏电池的发展方向。

据中国光伏行业协会的统计，在2022年上半年新扩产的光伏电池片项目中，N型电池总容量占比达30%，已公布的国内N型组件招标需求已超过4GW，较2021年全年增长4倍。

经济观察报记者注意到，时下几乎所有光伏电池及组件板块的上市公司均已官宣了自身N型电池的研发及生产规划。

从公开披露信息来看，当前N型电池的主要技术路线有两条，分别为TOPCon与HJT，但其中，TOPCon电池的落地进度明显较快，是当前头部厂商选用的主流路线。

“TOPCon电池和PERC的产线是兼容的，这大大降低了厂商的设备投资成本。”张鹏表示。

从公开披露的信息来看，当前TOPCon电池已能实现量产且产能扩充速度还在不断加快。

其中，作为TOPCon领域的领跑企业，晶科能源（688223.SH）在2022年中报中表示，公司年初投产的16GW大尺寸TOPCon电池产能已于二季度满产，关键指标均符合预期。并且，后续尖山二期11GW和合肥二期8GWTOPCon电池产能已在建设当中。

晶科能源高管人士在中报业绩交流会中亦指出，该公司N型电池实现了25.7%的实验室转换效率，一期16GW的TOPCon量产平均效率超过24.8%，良率已与PERC电池产线持平。

此外，中来股份（300393.SZ）也在中报中披露，该公司已完成了泰州“年产1.5GWN型单晶双面TOPCon太阳能电池项目”的产能爬坡，另外，其于今年6月底还完成了“年产16GW高效单晶电池智能工厂项目”一期首批4GW的首片182/210高效电池下线，一期后续4GW和二期的8GW也正在逐步规划建设中。

民生证券邓永康团队则分析指出，若企业选择升级PERC产线，只需增加0.5-1亿元/GW的投资额，边际投资成本优于其他N型技术路线。

“在面临大规模PERC产线设备资产折旧计提压力下，改造为TOPCon有利于降低沉没风险。”该团队表示。

根据专业调研机构PVInfoLink的预测，到今年年底，中国的TOPCon产能就有望超40GW，预计到2023年底将上升至约80GW。

争议HJT电池

而相比起受到众多一线厂家追捧的TOPCon，HJT路线的情况则显得冷清许多。

在通威股份（600438.SH）不久前召开的业绩说明会上，该公司董事长谢毅明确表示，“HJT电池暂不具备明显优势”。

“要生产HJT就需要建立一套全新的产线，而且生产成本也比PERC高不少，相比起TOPCon在成本层面有不少劣势。”张鹏说。

根据华晟新能源董事长徐晓华日前的预测，到2022年底HJT产能规模将达到20-30GW。HJT的产能规划与TOPCon当前已投产产能仅相差无几。

通威股份在业绩说明会中称，公司长期看好HJT电池技术的发展潜力，并持续围绕HJT电池的降本增效进行系列攻关，但公司亦认为，当前HJT电池的性价比优势对比PERC、TOPCon技术而言暂不具备明显优势，仍需要进一步研发攻关。

天合光能（688599.SH）管理层也在8月25日召开的机构交流会议中指出，经综合比较后，认为TOPCon是当期最优的技术选项，但公司也对HJT、IBC等技术路线进行了充分储备。

不过，眼下也有部分一线厂商旗帜鲜明地看好HJT技术。东方日升（300118.SZ）市场部相关工作人员就向记者表示，公司同时储备HJT和TOPCon技术，但作为HJT领域的领先企业，未来HJT路线是东方日升最主要的路线之一。

“今年5月10日，公司210HJT电池量产首片成功下线，电池效率突破25.5%，组件效率高达22.53%。在年初，公司还与宁波南部滨海经开区管委会签署《东方日升年产15GWN型超低碳高效异质结电池片与15GW高效太阳能组件项目投资合作协议》，项目分两期建设，一期建设5GW电池+10GW组件。”该工作人员进一步介绍称。

安信证券机械首席郭倩倩则认为，HJT电池技术具有未来在众多电池片技术中脱颖而出的“杀手锏”。她在近期的研究报告中指出，HJT电池相较其他电池片技术路线具有更高的光电转换效率，且作为平台级技术，与下一代钙钛矿电池技术融合形成叠层电池更加顺畅，或将突破晶体硅太阳电池范畴。

而在降本方面，她亦认为，HJT电池能更好地支持硅片薄片化的发展趋势，未来有望大幅降低电池片第一大成本硅片成本，直击电池片行业痛点。

记者了解到，与电池技术层面的革新不同，钙钛矿则是光伏电池材料领域的探索路线之一，采用钙钛矿晶体作为吸光层材料的电池，其实验室最新光电转换效率已达到25.2%，若将钙钛矿与多晶硅叠层后则能达到29.15%。

西部证券在去年底发布的一分研报中曾分析称，HJT是目前最适合与钙钛矿叠层的电池，因为HJT晶体硅主要吸收太阳的红外光，而钙钛矿可有效利用紫外和蓝绿光，叠层后将拓宽太阳电池对太阳光谱的能量吸收范围，大幅提高转换效率。“HJT和钙钛矿叠层后转换效率有望达到30%，这是TOPCon电池达不到的水平。”张鹏说。

同为深耕HJT领域的迈为股份（300751.SZ），其公司证券事务部工作人员也向记者表示，在光伏企业进一步降本增效的内在需求驱动下，HJT电池技术所具备的转换效率高、低功衰、工艺步骤少及降本路线清晰等优势特征更好地契合了光伏产业发展的规律。

不过，迈为股份在去年发布的定增项目说明书中也指出，HJT电池片技术的全面产业化仍有赖于进一步提高电池片转换效率以及降低生产成本。“未来，HJT电池设备需要在保持稳定量产的前提下，持续拉开与PERC电池设备之间的电池效率差异，同时在PECVD、PVD等制程设备方面持续实现国产化以降低投资成本。此外，在低温银浆耗用量、靶材耗用量、制绒添加剂以及硅料使用量等材料成本方面，亦需要不断优化来降低电池片单瓦成本，提升HJT技术路线的经济性以实现最终的全面产业化。”迈为股份称。“现在光伏下游需求比较大，选用方便且成本较低的TOPCon路线显然更符合厂商们的需求，但我个人认为，随着技术成熟度的提升，HJT应该会逐步取代TOPCon成为更主流的方向。”在谈及对TOPCon与HJT路线的优缺点时，张鹏向记者表示。

（应受访者要求，袁知明为化名）