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改良还是革命?光伏电池技术“兵分两路”

放大字体  缩小字体 光伏产业网讯 发布日期:2021-10-20  
核心提示:改良还是革命?光伏电池技术“兵分两路”

新华社上海10月20日电 《上海证券报》20日刊发文章《改良还是革命?光伏电池技术“兵分两路”》。文章称,纵观光伏发展历史,技术革命带来行业洗牌,龙头之位几经更迭。大浪淘沙之中,降本增效是永远的主线,但具体“选哪条路”却是群雄逐鹿、各有筹谋。

10月13日,爱康科技发布投资者调研纪要,宣布公司整体上已具备将近6GW的异质结电池(HJT)设备安装硬件条件,已签订意向设备采购订单共约4.8GW,计划今年底或者明年一季度进入安装期。

同日,在美股上市的晶科能源控股披露了在大面积N型单晶钝化接触(TOPCon)技术上取得的重大突破,经日本JET检测实验室标定全面积电池最高转化效率达到25.4%。

在当前主流发射极和背面钝化电池(PERC)转化效率始终难以突破24%的背景下,关于HJT和TOPCon谁才是光伏电池未来之争,已逐渐从“口舌之战”步入了“实战对垒”。

从技术角度而言,两种路线各有利弊,都是在光伏电池“低生产成本、高效率、长效”的“不可能三角”之间寻找平衡。而从布局战略来看,各厂商的选择则纳入了现有产能和改造成本等实际因素,需在原有技术路径和新发展方向之间作出取舍。

在明晰的技术路线浮出水面之前,一场新旧势力的“混战”在所难免。

(小标题)HJT崛起?看成本能降多少

近来在资本市场风头正盛的HJT,在产业领域却并非“生脸孔”。早在2018年,钧石、晋能、中智、汉能、通威、爱康等厂商陆续发布HJT布产计划。不过,“光伏531政策”(即2018年5月31日发布的《关于2018年光伏发电有关事项的通知》)一出,以PERC为代表的P型电池凭借价格优势一骑绝尘,迅速占据主流。

电池片技术迭代的实质,是取性价比更优者。“性价比”则具体反映在电池的转化效率、制造和使用成本上。当前,业已成熟的PERC技术,因电池片的转化效率接近天花板而陷入发展瓶颈。这让具备较高的光电转化效率和降本潜力的HJT再度“探头”,成为下一代光伏电池的“种子选手”。

从制备流程看,HJT的步骤仅需6步(其中核心步骤4步),工业结构简单,人力成本低。另外,因具有高双面率、低衰减、低温度系数等技术特征,HJT全生命周期的发电效率较PERC高出7%至15%,可大幅度拉低平准化度电成本。

但在落地中,HJT目前仍面临难以逾越的“成本关”。如清洗制绒环节对洁净度要求较高,且工艺复杂;非晶体硅沉积所需PECVD设备较多,镀膜速度较低;此外,双面银丝印与烧结用量大于高温银浆,银粉成为HJT降本的关键。

量产成本的居高不下,让光伏厂商此前对HJT的动作多化为“技术储备”与“纸面规划”。最近爱康科技的“真刀真枪”,则重新点燃了市场对于HJT的热情。

资料显示,2020年,爱康科技投建浙江湖州长兴基地,为国内首个异质结GW级基地,第一条高效异质结电池生产线已于今年4月正式量产。除了计划到2022年底完成安装江苏泰州和浙江湖州长兴基地的6GW外,公司正在紧锣密鼓启动长兴基地二期项目。

“我们的整体规划是22GW,但需要分阶段执行。因为异质结的技术还未到头,还在持续改进中,设备也在持续修改。”爱康科技相关人员表示,“未来如果HJT组件价格能与PERC持平,毛利率大概能达到20%至22%。”

“需要注意的是,HJT电池和PERC电池的设备兼容性小,产线具有很大的独立性,其降本程度更依赖于本身产能的增长。”业内人士表示,目前HJT电池的设备价格约4.5亿元/GW,而产能仅达到2GW至3GW。“应该说HJT规模化后降本空间还是比较可期的。”

由于“历史包袱”较轻,众多“新玩家”展露出对HJT路线的浓厚兴趣。如安徽华晟现拥有500MW量产线,明阳智能规划5GW产能、金刚玻璃规划1.2GW产能、润阳集团规划5GW产能。

在传统电池片厂商中,亦有部分公司由“观望”转向“探索”,低调开始了从PERC向HJT的转型“试水”。

以业内龙头通威股份为例,公司于2019年投产400MW异质结试验线,最高转换效率已达25.18%,量产转换效率达到24.66%。今年上半年,通威新增建设1GW 异质结中试线,目前相关设备已调试完毕,产线处于产能爬坡阶段。此外,晶澳科技、阿特斯、天合光能等同样在HJT路上迈出审慎步伐。

(小标题)TOPCon过渡?看效率能提多高

相较于HJT对光伏电池产线的革命性颠覆,接棒PERC的另一热门“选手”TOPCon则显得温和许多。

对于TOPCon电池的研究自上世纪80年代已经起步,2010年后该技术开始逐步应用于光伏行业。从性能、功率、能量密度和可靠性方面来看,TOPCon电池可谓PERC的“全面增强版”。理论上,其宣称“可提供30年质保”,保证30年后输出功率不低于原始输出功率的87.4%。此外,TOPCon组件具有更优的温度系数,发电效率比主流P型双面组件高约3%。

更“诱人”的是,TOPCon在量产方面具备非常明确的技术路线,可充分利用PERC电池片现有生产线,仅需增加部分工艺,而非像HJT一样需要投建全新生产线。

业内人士告诉记者:“二者设备之间可能有80%的部分都是重合的。”但他同时表示,这也意味着,TOPCon设备降本的空间会受到PERC电池产线的主导。目前TOPCon电池设备的价格大概3亿元/GW,和大尺寸PERC电池设备2.5亿元/GW的成本已经比较接近。

在设备上不需要“大换血”的TOPCon,发展的关键就落在了转换效率能够提升多少上。近日,晶科能源控股旗下晶科能源股份有限公司即将亮相科创板,并带来了其在TOPCon效率探索领域的最新突破。根据招股书,截至今年6月,该公司大面积N型TOPCon电池转换效率达25.25%,N型单晶组件最高转换效率达23.01%。

时隔4个月,晶科能源控股再度刷新了这一数据,近一年来第四次创造大面积N型单晶钝化接触电池转化效率世界纪录,达到25.4%。

“TOPCon不再是说‘未来会有优势’,而是现在已经进入到‘具有明显的产业优势’阶段。”晶科能源一位高管在接受采访时表示,“TOPCon和HJT都属于优于PERC的先进技术,但先进技术还需将其转换成生产优势。很多人认为未来随着规模起来,HJT国产的设备成本会降低,但是这个未来是指哪一年?成本角度看,目前HJT较TOPCon还是显著偏高。”

除了晶科能源是TOPCon技术的忠实拥趸外,包括隆基股份、中来股份等在内的多家光伏企业也正向这一阵营靠拢。

今年5月,隆基股份宣布TOPCon商业尺寸电池实现25.02%的电池效率,解决了LPCVD绕镀问题,电池良率可与PERC相当水平。公司拟在西咸乐叶和宁夏乐叶分别投建年产15GW和5GW高效单晶电池项目,布局下一代电池技术。

与此同时,中来股份亦于5月宣布拟在山西投建16GW高效单晶电池项目。公司近期在回复投资者提问时表示,上述项目一期8GW预计明年完成全部投产,公司将根据项目需求择机启动二期建设。

据不完全统计,今年以来,中来股份、国家电投、聆达股份、无锡尚德等光伏公司共发布了约15GW的TOPCon电池组件扩产计划。

(小标题)商业博弈?最后还看 “性价比”

HJT与TOPCon到底谁才是光伏电池的未来?电池厂商之间各执一词、未有定论。而设备商们的公开动作则透露出他们的“内心倾向”。

近期爱康集团异质结设备招标第二批结果出炉,其中,迈为股份中标600MW高效异质结整线设备采购项目及1.8GW后期采购意向,捷佳伟创中标了500MW高效异质结整线设备采购项目及1.5GW后期采购意向。

另据迈为股份官方微信号,日前,经权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)认证,迈为联合澳大利亚公司SunDrive,在全尺寸(M6尺寸,274.5cm)单晶HJT电池上的光电转换效率达到25.54%,创造了新的世界纪录。

捷佳伟创则更像是“端水大师”。公司10月14日在投资者互动平台表示:“将始终围绕着降低投资成本、提高转换效率这一目标,通过持续的研发创新开展TOPCon和异质结设备的研发工作。目前设备的研发及验证正按照计划推进中。”

“表面上看,这是两种技术的高下之争。更深层来看,是厂商希望延续现有产线寿命和设备商想要加速设备更新频率之间的一种商业博弈。”某光伏行业分析师向记者直言,“设备商的模式决定了,技术不停迭代才能让设备变成易耗品。某种程度上说,在技术进步方面,电池企业与设备企业的利益是冲突的。”

该分析师认为,当前PERC技术还有一定优化的空间,性价比仍然具备相对优势。而HJT即使乐观发展,也还需要一个逐步降低成本的过程,加之TOPCon等技术的互补,“可以说在未来5年以内,光伏电池领域会出现多种技术并存的格局。”

在此背景下,电池新势力“弯道超车”的迫切愿望,与老牌厂商谨慎观望、保持跟随的姿态形成鲜明对比,显示出两种不同立场下的选择逻辑。

“和过去不一样,随着光伏产业资本化的推进,大家都不缺钱,都有实力对多种技术同时投入研发和提前布局,只是说龙头对规模化量产会更加严谨。”一位深耕光伏多年的业内人士向记者表示,“最终行业对技术路线选择的唯一标准就是综合性价比。这种力量是势不可挡的,是非所谓头部企业一己之力所能抗衡的。这也是光伏行业20多年来不断洗牌、持续前进的内生动力。”(完) 
 
 
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