
大V说
光伏本质是以半导体为基础(电池片的技术),结合新能源需求应运而生的产业。
衡量光伏产业发展状况有两个核心要素:度电成本(LCOE)和光电转换效率。
对于光伏电池各个技术路线而言,转换效率的高低决定了其未来的发展潜力。
未来,组件尺寸已趋于极限,且逐步稳定,要进一步降低度电成本,提升电池效率将成为主要途径。
光伏电池五大关键技术将作为2024年重点跟踪方向。具体分析如下:
光伏电池有哪些技术
目前光伏电池,主要有哪些技术?
光伏电池按原材料和制备技术可以分为P型和N型。
P型电池原材料为P型硅片(掺杂硼),主要包括Al-BSF(铝背场电池)和PERC(钝化发射极和背面电池)。
N型电池的原材料为N型硅片(掺杂磷),制备技术包括TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)、HJT(本征非晶层异质结)等。
当前P型电池转换效率提升空间有限,N型电池为未来技术迭代方向。
其中,TOPCon预计将在24年起成为行业主流,BC在单面市场优势凸显将逐渐占据一席之地(双面市场随降本进程或打开天花板),HJT降本措施导入后盈利逐步提升,钙钛矿单结持续发展叠层或引领未来。
就电池技术难度排名而言,BC在技术上是电池在N型时代的终极,
TOPCON<HJT<IBC<TBC<HBC<ABC。
光伏电池细分梳理,如下图:
其中,目前主要就是图中 标红 的五个分支。
包括:PERC电池、TOPCon电池、HJT/HIT电池、以及钙钛矿电池,BC电池(包含IBC、HBC)。
下面,我针对这五个核心分支(PERC电池、TOPCon电池、HJT/HIT电池、以及钙钛矿电池,BC电池)进行梳理分析。(公众号:金融梦想家)
1)PERC电池
P型电池制作工艺相对简单,成本较低,主要是BSF电池和PERC电池。
转换效率:
PERC电池目前量产转换效率达到23.5%,已接近24.5%的理论极限。
钝化膜是PERC电池的核心。
所以,进行钝化的薄膜沉淀工艺就是最核心步骤,相应的进行薄膜沉淀所需的PECVD设备和ALD设备就是最关键设备。
小知识:什么是钝化?
之所以有钝化主要是硅片“锋利”的边缘导致。硅片是通过将硅棒切割的方式获得的,切割主要是用金刚线进行超高速运动下带动砂轮进行,这就导致硅片虽然看上去是平整薄片,但实际上表面因为切割,导致会有很多共价键断层,这些裸露的共价键断层成为“悬挂键”,构成一个个突出的复合中心,正负电荷会在这些部位进行结合,从而减小整个电池的开路电压,为了防止这种结合,钝化技术应运而生。
PERC电池产能前四名如下:
完整的产业链和细分梳理,请查看题材星球。
2)TOPCon电池
TOPCon电池即隧穿氧化层钝化接触电池,其基本原理是在N型硅片背面沉积一层很薄的氧化硅,然后再沉积一层重掺杂的多晶硅薄膜,实现背面钝化接触,提高开路电压,提升转换效率。
转换效率:
TOPCon电池量产转换效率超过24%,理论极限为28.7%。
为了提高效率,TOPCon电池的量产线新技术有哪些呢?
目前有LP双插(仅针对LPCVD路线)、激光SE、激光辅助烧结,此外通过多晶硅层优化、副栅细线化等技术的应用;
未来包括0BB、双面poly、TBC、钙钛矿叠层等技术引入,有望提升TOPCon技术的效率天花板。(公众号:金融梦想家)
目前光伏电池TOPCon市场占有率逐年增高,已经有权威机构预测在2030年N型光伏电池市场占有率会达到56%左右。
公司方面,晶科能源、钧达股份等领先电池厂已进入量产应用阶段。
TOPCon电池部分核心公司梳理如下:
完整的产业链和细分梳理,请查看题材星球。
3)HJT/HIT电池
HIT电池最早由日本三洋公司于1990年开发,后因HIT被三洋注册为商标,因此HIT又被外界称为HJT、SHJ等其他名称。
HJT电池即异质结电池,其基本原理是在N型硅片基础上采用非晶硅沉积的方式形成异质结作为钝化层,这种结构的电池开路电压更高,效率也会相应的比较高。
转换效率:
HJT电池量产转换效率达到24.53%,实验室最高转换效率达到29.52%。
HJT电池具备六大优势:
(1)高开路电压,转换效率高;(2)功率衰减弱;(3)温度系数低,输出功率稳定;(4)结构对称,支持薄片化和双面发电;(5)工艺流程简单;(6)由于HJT电池采用的是薄膜沉积工艺,使得其可以与IBC和钙钛矿电池相结合,具有很大的发展空间。
缺点就在于无法通过现有设备升级,设备和材料成本相对较高。
HJT(异质结电池)产业链,包含HJT设备、银浆、HJT硅片、叠瓦设备、HJT电池、HJT组件等环节。
HJT硅片,公司主要包括:TCL中环。
HJT电池,公司主要包括:通威股份。
HJT组件,公司主要包括:罗博特科、帝尔激光、晶盛机电、爱康科技、山煤国际、中利集团、东方日升、赛伍技术。
从成本项来看,硅成本为HJT电池成本第一大项。占比71%。
其次,银浆占电池非硅成本的比例较高,HJT电池的银浆占比更是明显高于TOPCon和PERC。(公众号:金融梦想家)
因此,HJT技术降本主要关注三点:银包铜、铜电镀、OBB。
(1)银包铜浆料,主要布局厂商包括苏州固锝、帝科股份、聚和材料等。其中,苏州固锝HJT银包铜低温浆料银含量达40%-50%,性能与纯银相当,业内首家实现批量供货。
(2)铜电镀,代表厂商包括东威科技、海源复材、图形化设备(碁微装、苏大维格、天准科技)、整线设备(迈为股份、东威科技)、金属化设备(罗博特科)等。
(3)OBB新技术,主要代表厂商有,东方日升(2023年8月量产),奥特维(2022年已在客户端完成OBB串焊机验证),先导智能(2022年11月推出无主栅串焊机),迈为股份(2023年3月送样华晟)。
HJT电池部分核心公司梳理如下:
完整的产业链和细分梳理,请查看题材星球。
4)钙钛矿电池
下一代电池的主流方向。
钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代薄膜电池的代表,包括单结钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型,具有高能量转化效率、价格低、重量轻、柔性大等特性,目前处于产业化落地初期。(公众号:金融梦想家)
转换效率:
最新消息显示,钙钛矿的理论转换效率达到26.1%。
另外,全钙钛矿叠层电池理论效率可达44%。其中,2023年11月3日,据美国国家可再生能源实验室(NREL)最新认证报告显示,隆基绿能自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%,这是目前全球晶硅-钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。
钙钛矿电池产业链主要包括原材料加工、功能层制备、组装三大环节。
其中,上游原材料包括钙钛矿材料、TCO导电玻璃、胶膜以及光伏玻璃;产业链中游则是众多钙钛矿电池厂商;
下游应用于光伏产业、LED、BIPV等众多领域。
钙钛矿电池的研发,其关键壁垒在设备端。
设备类型需要镀膜、激光、涂布、封装四种设备,其中镀膜设备价值量最高。
上游原材料包括:TCO玻璃-金晶科技、耀皮玻璃;靶材-隆华科技等;
镀膜设备价值量超过50%,相应的设备企业有捷佳伟创、迈为股份、京山轻机;
激光设备厂商:大族激光、迈为股份、帝尔激光、杰普特、德龙激光等;
蒸镀设备厂商:京山轻机(子公司晟成与头部钙钛矿企业协鑫绑定较深)、奥来德;
涂布设备:曼恩斯特;
钙钛矿电池部分核心公司梳理如下:
完整的产业链和细分梳理,请查看题材星球。
5)BC电池
BC电池:潜力无限
BC电池不是指具体某一种电池,而是通用的平台型技术,它可以和PREC、TOPCon、HJT相结合,提高光伏电池效率。如TOPCon+BC=TBC电池,HJT+BC=HBC。
转换效率:
目前BC电池技术理论转化效率为29.1%。
BC类电池在未来会逐步取代TOPCON电池,在接下来的5-6年,BC类电池会成为晶硅电池的绝对主流,且未来公司大量产品都会走向BC技术路线。
不过,BC电池的设计和制造难度高,所以说,哪家能把工艺难度最高的BC做出来,说明哪家的技术实力最强。(公众号:金融梦想家)
根据TaiyangNews 2023年11月最新发布的全球组件效率排名,搭载BC电池技术的组件在效率端优势显著,排在第一的是爱旭股份的ABC白洞,第二位就是隆基绿能的HI-MO 6。
BC电池的产业链细分,包括电池组件,激光设备,光伏绝缘胶,复合材料光伏边框,掩膜材料,光伏焊带等等,其中电池组件中,包括隆基绿能、爱旭股份、永和智控、明冠新材、晶科能源、横店东磁、钧达股份等等。
BC电池核心公司梳理如下:
——END——
来源:金融梦想家
展开阅读全文
文章观点仅代表作者观点,或基于大数据智能生产,不构成投资建议。投资者依据此做出的投资决策需自担风险,与通联数据无关。