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异质结产业的机遇与挑战

发表于:2021-05-10 09:06:40     作者:索比咨询 来源:索比光伏网

“十四五”开局之年,国内光伏市场需求旺盛。基于“2030 年碳达峰”、“2060 年碳中和”的大背景,在新能源发展规划目标上调预期之下光伏行业长期成长空间良好,“十四五”期间国内装机高速增长愈发明确。预计 2021年国内装机 50-55GW,其中平价上网项目达到 40GW左右。

随着近几年光伏市场的不断发展,光伏建设成本和发电成本不断下降,平价上网趋势成为业内共识,降本增效成为产业链各环节技术升级的核心驱动力。从PERC、TOPcon、钙钛矿、异质结,在组件技术不断创新的同时,高功率组件成为光伏行业的创新趋势。

中国光伏发展十余年间,经历了产业奠基、硅料国产化、金刚线助力单晶替代多晶等重大革命。而随着PERC技术潜力已被光伏企业开发至接近理论极限,行业开始寻求下一代更高效的电池技术作为产业可持续发展的重点,越来越多企业投身异质结阵营。

HJT量产效率已达25.18%

当前异质结电池量产效率普遍已在24%以上,根据公布的数据显示,前四名中通威异质结电池量产效率达到了25.18%、晋能集团达24.73%、爱康科技24.59%、东方日升24.55%。

据通威介绍,公司的成都异质结生产线目前已经稳定运行近两年,经过持续研发改进,目前通威HJT电池最高转换效率已达到25.18%,采用的是国产设备厂商理想万里晖PECVD设备。

在设备企业的努力之下,国产PECVD设备已经具备了竞争优势。以理想万里晖PECVD设备为例,目前已升级至第三代,设备产能达500MW/年。据该公司透露,理想万里晖生产产业链已从异质结最初的核心PECVD设备延伸至PVD设备、自动化、整线集成及交钥匙服务,量产效率大于24.5%,并累计获得了异质结客户10家,通过验收7家,这代表着我国国产异质结设备逐渐成熟。

HJT技术前瞻

与其他电池技术相比较,HJT核心工艺只有制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO制备、电极制备4个步骤,加之HJT电池天然的对称结构使其具有更高的双面率,并有利于自动化生产,更适合大规模生产。

同时HJT的效率提升潜力高,叠加钙钛矿技术最高效率可达30%以上,自带的低温工艺、N型电池等天然优势更利于实现薄片化,为降低成本带来了更多的可能性。

虽然工艺简单,但异质结的设备却仍然较PERC生产线昂贵,尤其是核心设备PECVD设备,在实现国产化之前,于HJT产线设备投资成本中占比可达50%-60%,因此PECVD国产化与性能进一步提升一直被认为是HJT降本之匙。

从目前统计的扩产计划可以看出,在光伏行业的共同努力下,HJT设备生产迈向成熟与国产化,给了投资企业信心,产能在布局中加速落地,但作为一个彻底革命性的技术,异质结在成为主流的过程中还需要突破设备成本、银浆供应等难题。同时,PERC技术仍有提升空间,光伏行业或将迎来PERC、HJT、TOPCON、IBC、钙钛矿等先进电池技术百花齐放、融合共存的新业态。

异质结产业发展的制约因素

上海交大太阳能研究所所长沈文忠认为,技术成熟度,设备投资成本,重要辅材价格,市场接受程度是目前异质结电池发展的三大挑战。

异质结的下一代技术,叠层电池可以做到30%以上,单层晶体硅理论极限效率29-30%,钙钛矿现在可以做到25.2%,理论极限31%,叠层电池理论极限效率43%空间非常大,市场预期未来可能做到30-35%

沈文忠认为,薄片化是未来的趋势,现在可以做到100μm,现有技术极限是50-80μm,应用柔性化技术可以将来做到30μm,同时,减少掺杂也是未来的趋势之一。

异质结电池技术发展三个重要阶段

试水探索期:2019-2021年。各家光伏企业关注异质结技术,部分电池企业和新进入者投入百兆瓦级的异质结中试线,进行工艺设备、原辅材料的验证,实现小规模量产,预计实际产量市场份额占全球电池组件产量(2019年~130GWp)的1-4%。同时各设备厂家布局异质结电池工艺设备,获得经验并在国产化方面迈出重要一步。

差异化竞争期:2022-2023年。在前期验证的基础上,国产设备逐渐成型并使得整线设备投入降低、原辅材料逐渐形成一定规模使得价格下降、工艺逐步掌握与成熟,这样探索期投入的企业将适当扩大规模量产,预计实际产量市场份额占5-10%,以提供差异化的双面异质结产品参与市场竞争。

成熟与爆发期:2024年及以后。经过前面3-4年的培育,①在设备厂商的协同合作下,设备国产化并使得整线投入大幅下降,可与PERC产线成本相比较(一般认可高20%以内);②辅材(低温银浆、靶材等)国产化并形成规模效应,可使非硅成本较大幅度下降;③市场接受程度提高。

会议推荐

2021年5月21日,第二届中国•泰兴“太阳谷”异质结国际论坛将于江苏省泰兴高新区凤栖小镇举办,本次论坛将针对异质结产业发展现状及未来趋势等热点问题进行深入讨论,扫描下方二维码即可报名参加~

 


责任编辑:大禹
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