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編者按：HIT優(yōu)勢(shì)顯著，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)，是高轉(zhuǎn)換效率硅基太陽能電池的熱點(diǎn)方向之一。

HIT優(yōu)勢(shì)顯著，成為太陽能電池未來重要發(fā)展方向

硅基太陽能電池在2015年之前由鋁背場(chǎng)(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(chǎng)主流電池，但伴隨著PERC電池效率提升開始逐漸放緩，以及具備效率高、無光衰、溫度系數(shù)低、弱光響應(yīng)高等諸多優(yōu)勢(shì)的，基于N型硅片的異質(zhì)結(jié)電池(HIT)產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)成熟，光伏電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心正在逐漸從p型PERC電池轉(zhuǎn)向n型HIT電池。


異質(zhì)結(jié)電池(HIT)是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，因以晶硅材料作為襯底，在材料中占比重較大，業(yè)內(nèi)通常將其列入晶體硅太陽電池類別;又因其制備過程使用薄膜太陽電池技術(shù)，也有少數(shù)人將其列為薄膜太陽電池。


從結(jié)構(gòu)上來說，異質(zhì)結(jié)一般以n型單晶硅片為襯底，在經(jīng)過清洗制絨的n型CZc-Si正面依次沉積厚度為5-10nm的本征a-Si:H薄膜(i-a-Si:H)、p型a-Si:H薄膜(p-a-Si：H)，從而形成p-n異質(zhì)結(jié)。在硅片背面依次沉積厚度為5-10nm的i-a-Si:H薄膜、n型a-Si:H薄膜(n-a-Si：H)形成背表面場(chǎng)。在摻雜a-Si:薄膜的兩側(cè)，再沉積透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO)，最后通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)在兩側(cè)的頂層形成金屬集電極，構(gòu)成具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的HIT太陽電池。也可以用p型單晶硅為襯底，獲得對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)電池。


異質(zhì)結(jié)電池(HIT)綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢(shì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)，是高轉(zhuǎn)換效率硅基太陽能電池的熱點(diǎn)方向之一。具體如下：

1、HIT發(fā)電效率、發(fā)電量?jī)?yōu)勢(shì)突出

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(shí)驗(yàn)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(shì)顯著。

此外，相同功率下，HIT電池發(fā)電能力也更強(qiáng)。HIT電池由于其溫度系數(shù)低、無衰減、弱光響應(yīng)強(qiáng)等特點(diǎn)，相同功率下，較其類型的組件發(fā)電能力更強(qiáng)，較多晶組件高10%以上，較單晶PERC組件高5%-10%。同時(shí)，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。


2、HIT電池結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，量產(chǎn)化步驟少

異質(zhì)結(jié)電池(HIT)為天然的對(duì)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(duì)簡(jiǎn)單。HIT電池生產(chǎn)工序僅需4步，量產(chǎn)具備優(yōu)勢(shì)。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(yùn)維等其他生產(chǎn)成本。


HIT電池成本下降空間大 未來3-5年有望下降50%

盡管當(dāng)前異質(zhì)結(jié)電池(HIT)成本相較于其他電池仍然偏高，如HIT電池進(jìn)口設(shè)備約為8-10億元/GW，國(guó)產(chǎn)設(shè)備約為5-8億元/GW，而PERC只需要2.5-3億元/GW。但隨著近年來異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)不斷成熟，其成本也在不斷降低，如2017年為1.81元/M，2018年就下降至了1.22元/M，降幅達(dá)33%。

從2018年成本構(gòu)成來看，主要包括硅片成本0.575元/M，占比47.13%;漿料成本0.297元/M，占比24.34%;折舊0.150元/M，占比12.30%、靶材0.053元/M，占比4.34%。還包括其他材料、動(dòng)力、人工等，具體如下：


根據(jù)當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)，未來HIT電池成本有望3-5年內(nèi)降低至目前的50%左右，到2023年達(dá)到0.65元/M。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(guó)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(guó)產(chǎn)化降低折舊成本。具體為：

1)硅片薄片化。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，硅片厚度有望從目前的180um降低至120um，甚至100um。硅片薄片化以后，能夠降低每片硅片的硅耗量，同時(shí)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)減少銀漿用量。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(jià)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(shí)需要冷鏈運(yùn)輸，價(jià)格較常規(guī)銀漿要高10-20%。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%。且隨著低溫銀漿產(chǎn)能提升，HIT電池漿料成本有望持續(xù)降低。

3)規(guī)?；瘻p低設(shè)備成本。規(guī)?；窃O(shè)備成本下降的主要路徑之一，當(dāng)前HIT電池設(shè)備的單機(jī)產(chǎn)能相對(duì)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(tái)左右，PECVD只有100MW/臺(tái)左右的產(chǎn)能。未來隨著單機(jī)產(chǎn)能提高，設(shè)備成本有望持續(xù)下降，與PERC持平。


HIT電池規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)30GW，2020年有望成HIT電池產(chǎn)業(yè)元年

此前，由于設(shè)備初期投資高以及對(duì)制程工藝要求嚴(yán)格，大部分廠商對(duì)異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)仍在觀望階段。近年來，隨著高效電池已經(jīng)成為了市場(chǎng)的主流，以及異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)不斷提高，成本持續(xù)下降。各市場(chǎng)主體加快HIT電池的投資布局。國(guó)際方面，現(xiàn)有產(chǎn)能1GW、量產(chǎn)效率達(dá)23%的日本三洋可謂是HIT中的領(lǐng)頭羊，除此之外，具有較成熟HIT技術(shù)的還有REC、Keneka、Solarcity等。

國(guó)內(nèi)方面，盡管當(dāng)前我國(guó)異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)量較低，2017年為60MW，2018年為約為886MW，但國(guó)內(nèi)企業(yè)布局正在加快。數(shù)據(jù)顯示，目前已有10多家企業(yè)參與到異質(zhì)結(jié)電池研發(fā)、生產(chǎn)中，規(guī)劃總產(chǎn)能已超過30GW。其中作為異質(zhì)結(jié)領(lǐng)域較早的“拓荒者”之一，晉能科技早在2017年就已實(shí)現(xiàn)中試線投產(chǎn)，現(xiàn)有產(chǎn)能100MW，異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)最高效率達(dá)23.85%，量產(chǎn)平均良率達(dá)98.29%，未來的規(guī)劃產(chǎn)能為1GW。而布局較早的中智、漢能及鈞石現(xiàn)有產(chǎn)能也分別達(dá)到了160 MW、150 MW和600 MW，規(guī)劃產(chǎn)能分別為2GW、2GW、5GW。通威、愛康、彩虹等新進(jìn)入的企業(yè)自2018年起紛紛宣布了GW級(jí)的異質(zhì)結(jié)產(chǎn)能布局，目前產(chǎn)線多在建設(shè)中。

隨著企業(yè)加大HIT電池投資布局，一批標(biāo)桿企業(yè)與項(xiàng)目可能在年底到2020年投運(yùn)，預(yù)計(jì)將有2020年將有4-7GW以上的HIT新增產(chǎn)能投放，超前幾年累計(jì)產(chǎn)能。而這也將進(jìn)一步提升行業(yè)對(duì)異質(zhì)結(jié)電池的信心，2020年可能是HIT的產(chǎn)業(yè)化元年。


以上數(shù)據(jù)及分析均來自于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)太陽能電池行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》

原標(biāo)題：2020年有望成HIT電池產(chǎn)業(yè)元年 未來3-5年成本有望下降50%