微信客服
微信公众号
异质结电池其实是1990年日本三洋发明的，学术界和产业界做了大量的摸索，但一直没有实现产业化，为什么最近突然火起来了呢？
1异质结电池介绍
一、PERC红利的消退。PERC电池经过3-4年的普及，技术已经非常成熟，效率已经达到了22.5%，明年大概率就要见到23%的效率极限，很多技术手段都已经用了，再往上提效可能比较困难或者不具备经济性；而且PERC的非硅成本也已经到0.23元/瓦左右，再下降已经很困难了；叠加电池工艺高度集成在设备中，PERC技术快速扩散，产能无序扩张，目前头部企业净利也只有5分/瓦，光伏电池产业需要寻找新的方向来拓宽盈利空间，并且恢复融资能力，这一点十分关键。
二、HIT技术在近期取得了比较大的进展。光伏电池下一步往哪里走，其实争论挺多的，HIT、TOPCon、IBC、PERT都是潜在的方向，目前来看HIT应该是最接近成熟的，这一点可以从电池厂的方向选择和设备厂的攻关方向得到验证。今年以来，HIT的设备、银浆、靶材的国产化都有重大突破，效率也提升到了24%以上，其中最关键的是MBB多主栅技术的引入，电池的单片银浆消耗量从300-400毫克下降到了150毫克，银浆成本下降0.2元/瓦，同时由于主栅更细，遮光更少，电池效率还提升了0.5%，HIT的性价比得到质的提升，让HIT量产的可行性大幅增加。
三、HIT兼容下一代叠层技术。晶硅电池的理论效率极限在30%左右，这是1989年shockley等学者论证过的，目前产业里大家比较认可的实现路径是HIT+钙钛矿做叠层电池。近期钙钛矿电池也有比较大的进步，世界纪录已经在中国，其成熟时间可能比预期的早，因此现在去布局HIT其实也是在为未来开发叠层电池做准备，PERC到HIT，设备基本上都不能用，HIT到叠层，只需要增加三台设备，4层膜，HIT完全兼容下一代技术，因此HIT的升级潜力也让更多企业去布局HIT。
异质结电池结构和生产工序。异质结电池以N型硅片做衬底，先清洗干净制作金字塔绒面，然后再两侧分别沉积本征非晶硅薄膜，起到钝化硅片两侧悬挂键的作用，然后再接着沉积掺杂非晶硅，制成PN结，PN结就是光伏电池的发电结构，由于非晶硅薄膜横向导电性不好，如果直接在非晶硅薄膜上印刷电极，会有部分电流无法收集，所以还需要在非晶硅薄膜两侧沉积一层金属氧化物导电层，英文缩写是TCO，说的简单点就是一层透光性很好的导电膜，最后在TCO上丝网印刷电极，再固化，光再生，就制成了HIT电池。因此从工序上来讲，HIT电池核心工序就4步，清洗制绒、非晶硅镀膜、沉积TCO、丝网印刷，是所有电池工艺中步骤最短的。
2异质结电池的优势
一、效率高。目前主流企业量产效率都站上24%，REC24.3%，钧石24.1%，晋能24%，明年底有望冲击25%，行业新进者基本也在23.5%以上。效率高带来组件环节BOM成本和电站环节BOS成本的节省。这一点大家可以对比单晶PERC和常规多晶电池，当前单晶PERC和常规多晶效率差3%，价格差0.35元/瓦。1%的效率差溢价约1毛钱。明年HIT量产预计都在24%以上，PERC在22.5%左右，可以有1.5毛左右的单瓦溢价。
二、衰减低。HIT年均衰减0.25%，不到PERC一半。HIT衰减低主要有3方面的原因。
➢ N型硅片掺磷，没有P型硅片的硼氧对、铁硼对等复合中心，光致衰减很小；
➢ N型硅片少子为空穴，空穴比电子更难被俘获而复合，对金属杂质不敏感；
➢ HIT表面TCO膜为导电体，电荷不会在电池表面聚集，无电位诱导衰减；
松下25年的户外实证数据显示HIT25年的衰减仅8%，PERC在15%，整个生命周期内低衰减可以多发约5%的电量，对应约1毛2的单瓦溢价。
三、温度系数低：组件表面温度每升高1℃，组件实际输出功率会下降一定比例。HIT下降约0.25%，PERC下降约0.37%，HIT单瓦发电量比PERC高约4%，对应约1毛钱的单瓦溢价。
四、双面率高：HIT电池双面率可以达到95%，PERC一般在75%左右。由于HIT电池正面功率也高，因此叠加高双面率后背面增益更大，按60版型计算，有效功率多出10W。理论溢价2分。
五、升级空间大：纯粹的HIT电池效率极限预计在25.5-26%，再往后走叠加钙钛矿做叠层电池效率可以做到28%，目前英国牛津光伏的叠层就已经做到28%的效率了，潜力预计在30%。此外HIT也可以叠加IBC做成HBC电池，目前HBC的研发效率已经到26.7%。
看个广告休息一下吧
3异质结产业化路径展望
一、设备：进口设备做熟工艺，国产设备跟进降本。
回顾光伏产业发展历史，新技术问世后，往往是头部企业引入进口设备，把工艺做成熟，然后国产设备厂商负责跟进降本，历史这么走过来的，在异质结上大概率也会这么走下去。目前山煤国际、爱康、晋能等企业已经在引进进口线，行业先驱已经在行动了。
具体来讲，HIT主要生产工序有4步，对应4种专业设备，依次是清洗制绒机、PECVD、PVD/RPD、丝网印刷机。其中壁垒最高的是PECVD，海外梅耶博格和应用材料的设备比较成熟，但价格比较昂贵；国内钧石和理想有供货能力，迈为样机已经交付，正在调试，捷佳样机预计在2020年一季度交付，金辰股份样机预计在2020年3季度交付。清洗制绒机目前日本YAC比较成熟，YAC目前也在推进中国本土制造，国产捷佳伟创正在积极研发，已经有数台机器出货。PVD国内宏大和红太阳有出货，丝网印刷机迈为等已经做的非常成熟，捷佳伟创、金辰股份也有供货能力。当前1GW进口设备价格约7-8亿元，一旦国产化，将迅速下降到5亿元1GW，技术再扩散，预计3亿元1GW。
二、耗材：国产化已经突破，需求放量将推动成本迅速下降
HIT电池的生产工艺有四步，分别对应4大类的耗材。
清洗制绒：KOH、HCL、H2O2、HF、添加剂等，大宗化学品，非常成熟。添加剂目前还是进口为主，有企业在尝试国产化，进口添加剂成本约8分/片，如果国产化成功，可以降到2分/片。
PECVD：主要是TMB、B2H6、PH3等气体，非常成熟，成本占比可以忽略。
PVD/RPD：氩气、靶材。先导、映日、壹纳等国内厂商已经突破，价格大幅低于海外厂商，未来需求放量，价格还有下降空间。靶材核心成分是氧化铟，质量占比在90%以上，剩余10%是氧化锡、氧化钨、氧化铈、氧化钛等金属氧化物。目前铟价格约900-1000元/千克，加工费约500-1000元/千克，完全成本在2000元/千克以下，价格在3000元/千克左右。当前靶材成本约5分/瓦，未来需求放量之后有望降到3分/瓦。
丝网印刷：低温银浆。HIT由于是低温工艺，PERC所用高温银浆不能应用于HIT电极制作，需要使用低温银浆。国内常州聚和、苏州晶银等厂商有供应，REC新加坡HIT工厂已经在采购上述某厂的低温银浆，其品质得到海外大厂认可，标志着低温银浆国产化已经取得实质突破。目前银浆价格约7000元/千克，需求放量后预计向5000元靠拢。
三、资本：传统电池厂自我迭代，产业外资本谋求弯道超车
对于传统电池厂而言，实现自我迭代。目前已经公开布局HIT的企业有通威股份、东方日升、爱康科技、普兰特、REC，通过产业调研我们了解到还有数家大厂在积极布局，已经在设备选型阶段，但出于各自考虑尚未公开。
对于产业外资本而言，谋求弯道超车。HIT技术的成熟吸引了部分产业外资本的目光，当前国内流动性整体充沛，部分传统行业企业通过供给侧改革积累了大量现金，同时传统行业由于产能过剩，难以在现有产业扩大再生产，只能谋求新的投资方向。2019年7月山煤国际公告建设10GW异质结生产线，正式开启转型之路。除了山煤以外，中国神华、陕西煤业、晋能集团、同煤集团、潞安集团、平煤集团、中国建材、国家电投等大型国有集团都在积极布局光伏产业，只是各自的技术方向和参与形式不一样。
不管是产业内还是产业外的资本，资本涌入必将加速HIT的产业化进程。当前中国布局HIT的企业已经达到20家，资本的涌入为HIT设备和工艺研发创造了良好的客观条件，这会加速HIT工艺的成熟，一旦产能放量，又会加速耗材的降本和整个产业链配套的成熟，进而加速产业化进程。
四、市场：高端到低端，分布式到电站
HIT电池目前存在高溢价。HIT具备高效率、低衰减、低温度系数、高双面率的优势，目前23%效率的HIT电池售价1.6元/瓦，较21.9%效率的同尺寸PERC溢价0.65元/瓦。
HIT电池优异的特性对不同业主价值不一样。在BOS越高、温度越高，利用小时越高，电价越高的地区，HIT可以有更高溢价。HIT的这些特性决定了其市场将由高端逐步渗透到低端，从分布式渗透到电站。光伏电池由于是ToB的产品，无法对客户进行差异化定价，因此市场渗透过程中，HIT电池的价格会逐步降低，当前价格1.6元/瓦，预计规模化生产后价格将下降到1.2-1.3元/瓦。其定价锚预计会是PERC电池。
五、HIT产业化进程预估
第一阶段：2019-2020年。头部企业引入进口设备，打通工艺。
第二阶段：2020-2021年。国产设备突破，将GW设备投资降到5亿以下。
第三阶段：2021-2022年。国产龙头设备厂开始量产出货，HIT电池产能年度增量在10GW以上，但国产设备技术逐步扩散，其他设备厂跟进，设备产能大幅扩张，GW设备投资降到3亿。
第四阶段：2022-2024年。HIT产能大幅扩张，最终产能可能会达到300GW。
如果以GW级大线作为产业化的标志，2020年大概率会是HIT产业化的元年，山煤国际大概率会投出数个GW的大线，2020年底全球HIT产能有望超过8GW，目前约2.8GW。
—END—
0 条