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2020將迎HIT的產(chǎn)業(yè)化元年
日期:2019-07-29   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_zhangxiaoxiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:隨著光伏產(chǎn)業(yè)鏈電池環(huán)節(jié)技術(shù)的快速進(jìn)步,P型電池或?qū)⒈籒型電池替代,N型電池受到越來越多的關(guān)注?;贜型硅片的異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)成熟,光伏電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心正在轉(zhuǎn)變。其中HIT優(yōu)勢突出,HIT屬于N型電池的一種,目前實驗室效率和現(xiàn)有設(shè)施的量產(chǎn)效率均已達(dá)到20%以上,預(yù)計2020將迎HIT的產(chǎn)業(yè)化元年,未來效率繼續(xù)提升空間較大。

光伏產(chǎn)業(yè)鏈中,電池環(huán)節(jié)的技術(shù)仍在快速進(jìn)步與迭代。繼p-PERC快速推廣之后,N型電池開始受到業(yè)內(nèi)越來越多的關(guān)注和認(rèn)可,在各類N型電池中,異質(zhì)結(jié)電池(HIT)由于效率更高,在一些BOS成本高的市場已具備一定的經(jīng)濟(jì)性。業(yè)內(nèi)部分參與者認(rèn)為,其生產(chǎn)成本有望在未來數(shù)年降低一半。當(dāng)前,業(yè)內(nèi)PERC規(guī)模適中的企業(yè)投入HIT意愿較強,部分企業(yè)已開始中試或小批量投運,而PERC規(guī)模較大的公司也在關(guān)注HIT進(jìn)展。目前主要參與方規(guī)劃HIT產(chǎn)能超過15GW,我們預(yù)計,明年將有4-7GW以上的產(chǎn)能投放,2020年可能是HIT的產(chǎn)業(yè)化元年。
 
摘要
 
1、N型電池受到更高的關(guān)注。隨著p-PERC電池效率提升速度放緩,行業(yè)開始追尋發(fā)電效率更高的技術(shù)路線,N型電池是目前業(yè)內(nèi)最認(rèn)可的技術(shù)路線(之一),其產(chǎn)業(yè)化條件也日趨成熟。N型電池最主要的兩個方向為異質(zhì)結(jié)(HIT/HDT)和TOPCon路線。其中,異質(zhì)結(jié)發(fā)電效率更高,潛力更大;而TOPCon產(chǎn)線可以基于現(xiàn)有PERC設(shè)施升級,兩種N型路線可能均有大的產(chǎn)業(yè)前景。
 
2、HIT優(yōu)勢突出,提升潛力大。HIT屬于N型電池的一種,目前實驗室效率在26%以上,現(xiàn)有設(shè)施的量產(chǎn)效率已經(jīng)達(dá)到23%,未來效率繼續(xù)提升空間較大。由于HIT更好的溫度系數(shù),在相同功率下HIT發(fā)電能力較多晶高10%以上,較現(xiàn)有p-PERC高5%-10%。此外,異質(zhì)結(jié)電池的量產(chǎn)工序更短,工藝步驟少,成熟后有可能更大的降低電池不良率以及人工、運維等其他生產(chǎn)成本。
 
3、HIT生產(chǎn)成本有望在數(shù)年內(nèi)降低一半。截止2018年底,HIT電池生產(chǎn)成本約為1.22元/W,其中硅片成本0.575元/W、非硅成本0.647元/W,成本較高。未來,通過硅片薄片化、降低銀漿用量或推動其國產(chǎn)化、提高單機(jī)生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)能等方式,HIT成本有望顯著下降;業(yè)內(nèi)有部分參與者樂觀的判斷,未來3-5年之內(nèi)其生產(chǎn)成本有望降低一半,屆時其綜合優(yōu)勢會更明顯。過去投入較大的裝備企業(yè)有鈞石能源、梅耶博格,另外邁為股份、捷佳偉創(chuàng)、江蘇中智、德國新格拉斯等也在加大投入,HIT裝備的半導(dǎo)體know-how、低溫等特殊工藝要求更高,相關(guān)技術(shù)與工藝的擴(kuò)散較p-PERC應(yīng)該會更慢一些。
 
4、在部分場景開始具有經(jīng)濟(jì)性,2020年可能是HIT的產(chǎn)業(yè)元年。在一些BOS成本較高的地區(qū)與市場,HIT的綜合LCOE更低,已經(jīng)具有一定經(jīng)濟(jì)性。隨著其效率提升與成本下降,未來市場打擊面可能或持續(xù)擴(kuò)大。當(dāng)前,全球HIT已有產(chǎn)能約3GW,但業(yè)內(nèi)新老參與者均多在密切關(guān)注HIT進(jìn)展, PERC規(guī)模適中的企業(yè)投入HIT意愿相對更強一些,參與方規(guī)劃HIT產(chǎn)能超過15GW,部分企業(yè)已開始中試或小批量投運,預(yù)計明年將有4-7GW以上的HIT新增產(chǎn)能投放,一批標(biāo)桿企業(yè)與項目可能在年底到明年投運,將進(jìn)一步提升行業(yè)對異質(zhì)結(jié)電池的信心,2020年可能是HIT的產(chǎn)業(yè)化元年。
 
5、投資建議。繼續(xù)推薦隆基股份、通威股份,推薦東方日升(轉(zhuǎn)債募投HIT電池),關(guān)注邁為股份(機(jī)械聯(lián)合)、捷佳偉創(chuàng)(機(jī)械聯(lián)合)。
 
一、HIT優(yōu)勢顯著,可能是未來重要發(fā)展方向
 
1.1異質(zhì)結(jié)電池簡介
 
何為異質(zhì)結(jié)電池?晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池(HIT/HDT:Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm)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(yōu)勢,具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝溫度低、鈍化效果好、開路電壓高、溫度特性好、雙面發(fā)電等優(yōu)點,是高轉(zhuǎn)換效率硅基太陽能電池的熱點方向之一。
 
硅基太陽能電池在2015年之前由鋁背場(BSF)電池主導(dǎo),2015年p-PERC開始起量,目前PERC電池已經(jīng)成為市場主流電池,伴隨著PERC電池效率提升開始逐漸放緩,同時基于N型硅片的異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)成熟,光伏電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心正在轉(zhuǎn)變。
 
 
 
1.2 HIT發(fā)電效率、發(fā)電量優(yōu)勢突出,提升空間大
 
HIT電池具備諸多優(yōu)勢。相對于常規(guī)晶硅電池以及目前主流的p型PERC電池,HIT電池具備效率高、無光衰、溫度系數(shù)低、弱光響應(yīng)高等諸多優(yōu)勢。這些優(yōu)勢帶來的最明顯的特征就是,HIT電池具備更高的發(fā)電能力。
 
HIT電池效率優(yōu)勢顯著,后續(xù)提升空間大。從原理上,HIT電池由于Voc(開路電壓)高,其理論效率高達(dá)27%以上,處于目前技術(shù)路線的前列。目前,HIT電池的實驗室效率在26%以上,現(xiàn)有設(shè)施的平均量產(chǎn)效率在23%以上,效率優(yōu)勢顯著。此外,HIT電池還可以與IBC等技術(shù)路線疊加(HIT電池高開路電壓、IBC電池高短路電流的優(yōu)勢可以完美結(jié)合),疊加后的實驗室效率更高,在HIT技術(shù)路線的基礎(chǔ)上,后續(xù)疊加其他技術(shù)路線效率的提升空間非常大。
 
相同功率下,HIT電池發(fā)電能力也更強。HIT電池由于其溫度系數(shù)低、無衰減、弱光響應(yīng)強等特點,相同功率下,較其類型的組件發(fā)電能力更強,較多晶組件高10%以上,較單晶PERC組件高5%-10%。同時,HIT組件雙面率更高,若考慮雙面發(fā)電,HIT組件具備更高的發(fā)電增益。
 
 
 
 
1.3 HIT電池結(jié)構(gòu)相對簡單,量產(chǎn)化步驟少
 
HIT電池結(jié)構(gòu)相對簡單。HIT電池為天然的對稱結(jié)構(gòu),主要包括:N型晶硅層,本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)、p型非晶薄膜(p-a-Si:H)、透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO)、以及金屬集電極,結(jié)構(gòu)相對簡單。
 
HIT電池生產(chǎn)工序僅需4步,量產(chǎn)具備優(yōu)勢。目前,主流的PERC電池量產(chǎn)需要8道工序,TOPCon需要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(chǎn)成本。
 
需要指出的是,HIT電池產(chǎn)線和傳統(tǒng)的電池產(chǎn)線完全不一樣,傳統(tǒng)電池或者目前的PERC產(chǎn)線不能夠通過簡單的新增設(shè)備來改造成HIT電池廠線。
 
 
 
 
二、HIT電池成本有望持續(xù)降低
 
2.1 HIT電池成本構(gòu)成及下降路徑
 
HIT電池成本構(gòu)成:截至2018年底,HIT電池生產(chǎn)成本約為1.22元/W,主要包括,硅片成本(47.13%)、漿料成本(24.34%)、折舊(12.30%)、靶材(4.34%),以及其他材料、動力、人工等。
 
HIT電池成本有望持續(xù)降低。HIT電池的生產(chǎn)成本有望在未來的3-5年內(nèi)降低至目前的50%左右,主要下降的手段包括:硅片薄片化降低硅片成本,銀漿用量減少及國產(chǎn)化降低漿料成本,單機(jī)生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)能提高以及國產(chǎn)化降低折舊成本(見后文詳細(xì)分析)。
 
 
2.2硅片薄片化
 
HIT電池具備薄片化的能力。HIT電池采用的是N型單晶硅片,與P型單晶硅片不同,N型硅片薄片化以后不影響硅片的電性能,也即薄片化不影響HIT電池的發(fā)電效率。硅片厚度有望從目前的180um降低至120um,甚至100um。
 
薄片化將帶來硅成本大幅降低。硅片薄片化以后,能夠降低每片硅片的硅耗量,同時,提升硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率,從而有效的降低硅片的生產(chǎn)成本。如果考慮電池效率每年提升0.5%,HIT電池的硅片成本有望從目前的0.488元/w降低至0.295元/w左右,降低40%左右。
 
 
2.3低溫銀漿有望通過用量減少,國產(chǎn)化降低成本
 
HIT漿料成本高主要由于采用低溫銀漿導(dǎo)致。不同于PERC電池,HIT電池由于生產(chǎn)工藝溫度較低,只能采用價格更高的低溫銀漿。低溫銀漿由于生產(chǎn)工藝難度更高,同時需要冷鏈運輸,價格較常規(guī)銀漿要高10-20%。
 
低溫銀漿有望通過用量減少,國產(chǎn)化降低成本。通過無主柵電池和組件的封裝技術(shù),銀漿消耗量有望降低50%-60%。而低溫銀漿的生產(chǎn)商也開始增多,從最初只有日系幾家提供,到目前合資企業(yè)、民企等也開始具備低溫銀漿的生產(chǎn)能力。通過用量減少、國產(chǎn)化,HIT電池漿料成本有望持續(xù)降低。
 
2.4設(shè)備成本有望通過規(guī)?;?、國產(chǎn)化降低
 
HIT電池設(shè)備成本約PERC的3倍。目前,HIT電池進(jìn)口設(shè)備約為8-10億元/GW,國產(chǎn)設(shè)備約為5-8億元/GW,而PERC只需要2.5-3億元/GW。HIT電池設(shè)備成本約為PERC的3倍。
 
規(guī)?;窃O(shè)備成本下降的主要路徑之一。目前,HIT電池設(shè)備的單機(jī)產(chǎn)能相對較低,清洗機(jī)、PVD、絲網(wǎng)印刷機(jī)單機(jī)產(chǎn)能大約在200MW/臺左右,PECVD只有100MW/臺左右的產(chǎn)能。單機(jī)產(chǎn)能低是目前HIT電池投資較高的主要原因之一。
 
通過做大單機(jī)產(chǎn)能,其成本提升相對較低,能夠有效降低設(shè)備成本。例如,Von Ardenne公司的PVD設(shè)備,單機(jī)產(chǎn)能從160MW/臺提升至250MW/臺,產(chǎn)能提升56.3%,售價僅提升12.5%,單位投資額降低了26.4%。
 
國產(chǎn)化也有望大幅降低設(shè)備成本。目前HIT設(shè)備主要以國外設(shè)備為主,國產(chǎn)設(shè)備正在進(jìn)入。捷佳偉創(chuàng)、邁為、鈞石等公司已經(jīng)在清洗、TCO、絲印等不同的環(huán)節(jié)具備了產(chǎn)品能力,隨國產(chǎn)設(shè)備成熟,HIT設(shè)備的成本有望大幅降低。
 
 
 

 

 
三、HIT在部分市場已有經(jīng)濟(jì)性,2020可能是HIT產(chǎn)業(yè)化元年
 
3.1 HIT在部分市場已具有經(jīng)濟(jì)性
 
HIT電池在部分市場已具有經(jīng)濟(jì)性。HIT電池的成本、售價較其他技術(shù)路線均相對較高。但由于其功率更高,在組件封裝環(huán)節(jié)以及電站安裝環(huán)節(jié),HIT電池的單瓦封裝成本以及單瓦BOS成本均要更低。另外,HIT電池單瓦發(fā)電量相對于其他電池也要更高,根據(jù)業(yè)內(nèi)測算,其發(fā)電能力遠(yuǎn)高于其他電池。因而,在一些BOS成本較高的地區(qū),HIT電池的LCOE較低,已具有一定經(jīng)濟(jì)性。
 
 
 
3.2 2020年可能是HIT產(chǎn)業(yè)化元年
 
HIT電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加快。HIT電池已經(jīng)處于產(chǎn)業(yè)化階段,產(chǎn)業(yè)中新老玩家紛紛加快HIT電池產(chǎn)線的投產(chǎn)。目前全球已有HIT電池產(chǎn)能接近3GW,但主要參與方當(dāng)前的規(guī)劃產(chǎn)能已經(jīng)超過16GW。
 
我們預(yù)計,2020年國內(nèi)就將有4-7GW左右的HIT投運,一批標(biāo)桿與標(biāo)桿項目的投運,將進(jìn)一步提升行業(yè)對HIT電池的信心,2020年可能是HIT電池的元年。
 
過去幾年,投入較大的裝備企業(yè)有鈞石能源、梅耶博格,另外邁為股份、捷佳偉創(chuàng)、江蘇中智、德國新格拉斯等也在加大投入。由于HIT裝備的半導(dǎo)體know-how要求更高,還需要低溫工藝,因此,預(yù)計HIT相關(guān)技術(shù)與工藝的擴(kuò)散較p-PERC應(yīng)該會更慢一些。
 
 
 
風(fēng)險提示
 
1)成本降低不及預(yù)期:目前異質(zhì)結(jié)電池的生產(chǎn)成本仍相對較高,未來有望通過硅片薄片化、漿料用量減少、設(shè)備國產(chǎn)化等降低成本,如果成本降低不及預(yù)期,將對異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)業(yè)化帶來一定影響。
 
2)量產(chǎn)效率提升不預(yù)期:目前異質(zhì)結(jié)電池的量產(chǎn)效率在23%以上,效率優(yōu)勢是異質(zhì)結(jié)電池的最大優(yōu)勢。未來如果異質(zhì)結(jié)效率提升不及預(yù)期,將會減弱其與其他技術(shù)路線的競爭優(yōu)勢。
 
3)海外高端市場需求不及預(yù)期:目前異質(zhì)結(jié)電池主要應(yīng)用還是在歐美等BOS成本較高的地區(qū),如果其需求不及預(yù)期,將會限制異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
 
原標(biāo)題:2020將迎HIT的產(chǎn)業(yè)化元年
 
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來源:電新產(chǎn)業(yè)研究
 
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