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產(chǎn)業(yè)新聞產(chǎn)業(yè)資訊產(chǎn)業(yè)投資產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)政策
①市場(chǎng)需求及政策支持背景下,我國(guó)電池片產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)
近年來(lái),受下游客戶需求增長(zhǎng)等因素影響,我國(guó)太陽(yáng)能電池片行業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)(CPIA)發(fā)布的《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2022 年版)》,全國(guó)電池片產(chǎn)量已經(jīng)從 2011 年的 19.8GW 迅速增長(zhǎng)到了2022 年的 318.0GW,2022 年電池片產(chǎn)量同比增長(zhǎng) 60.69%,近十年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 32.60%。
數(shù)據(jù)來(lái)源:CPIA
從中長(zhǎng)期看,在國(guó)際可再生能源署(IRENA)測(cè)算的全球累計(jì)光伏裝機(jī)容量 2030 年 5,400GW 及 2050 年 18,200GW 的目標(biāo)下,假設(shè)組件與光伏裝機(jī)的容配比為 1.3,則全球光伏組件累計(jì)需求將分別達(dá)到 7,020GW 及 23,660GW。在電池片與組件 1.05 的容配關(guān)系假設(shè)下,2030 年及 2050 年,全球電池片累計(jì)需求將分別達(dá) 7,371GW 及 24,843GW,市場(chǎng)空間廣闊。
②PERC 電池技術(shù)取代 Al-BSF 成為市場(chǎng)主流
PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)電池,全稱為“發(fā)射極和背面鈍化電池”,系從常規(guī)鋁背場(chǎng)電池結(jié)構(gòu)自然衍生而來(lái)。一方面,PERC 技術(shù)通過(guò)在電池背面附上介質(zhì)鈍化層,采用背面點(diǎn)接觸來(lái)代替整個(gè)全鋁背場(chǎng),可以較大程度減少背面復(fù)合損失,從而提升光電轉(zhuǎn)換效率;
另一方面,2018 年以來(lái),得益于單晶拉制技術(shù)和金剛線切割技術(shù)的發(fā)展,單晶硅片成本大幅下降,單晶硅片得到大規(guī)模推廣。同時(shí)受主要設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率快速提升等因素推動(dòng),PERC 電池市場(chǎng)份額快速提升,目前已成為太陽(yáng)能電池片中的主流產(chǎn)品之一。根據(jù) CPIA數(shù)據(jù),2022 年 PERC 電池市場(chǎng)占有率約為 88%。
隨著 N 型電池片的快速發(fā)展,未來(lái)將出現(xiàn)多種電池技術(shù)路線同時(shí)存在、并行發(fā)展的局面,但截至目前,PERC 仍是相對(duì)更為成熟的電池片主流技術(shù)路線,量產(chǎn)工藝成熟,產(chǎn)業(yè)配套完善,良率水平較高,規(guī)模效應(yīng)顯著,相較 N 型電池片而言,在漿料成本、設(shè)備投資成本等方面具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。
根據(jù) CPIA數(shù)據(jù),2023 年單晶 PERC 電池光電轉(zhuǎn)換效率行業(yè)平均水平預(yù)計(jì)為 23.3%。相較于多晶電池與單晶 PERC 電池之間存在的較大光電轉(zhuǎn)換效率差,PERC 電池與N 型電池之間的光電轉(zhuǎn)換效率差距相對(duì)較小,因此,PERC 電池片具有一定的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
根據(jù) PV InfoLink,2023 年上半年出貨量排名前五的專業(yè)化電池片廠商的總出貨量近 84.4GW,其中 PERC 電池片出貨達(dá) 73.2GW,而 N 型電池片整體爬坡速度則較緩。根據(jù) CPIA 估算,PERC 電池在 2023 年仍保持 50%以上的市場(chǎng)份額。
2023 年下半年以來(lái),隨著市場(chǎng)對(duì)具備更高效率及大功率產(chǎn)品需求的進(jìn)一步提升,PERC 電池片中小尺寸產(chǎn)線、老舊產(chǎn)線及部分由小尺寸改造而來(lái)的 182mm 產(chǎn)線已開始面臨較大出清壓力。但是綜合來(lái)看,PERC 電池較高的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)成熟度、較好的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)仍為其在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)的市場(chǎng)份額提供了支撐。
數(shù)據(jù)來(lái)源:CPIA
從轉(zhuǎn)換效率來(lái)看,P 型 PERC 電池理論上極限轉(zhuǎn)化效率可達(dá) 24.5%,在光伏行業(yè)持續(xù)降本的進(jìn)程中,主流電池廠商的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率相較理論最高值仍存在提升空間。為了進(jìn)一步提升 PERC 電池轉(zhuǎn)換效率,各電池廠商在傳統(tǒng)的PERC 電池工藝基礎(chǔ)上不斷增加新的工藝,包括 SE 技術(shù)優(yōu)化、多主柵電極、氧化層增強(qiáng)鈍化、背面堿拋及電注入等技術(shù)工藝的改進(jìn),以期提高在量產(chǎn)階段電池片的效率及其穩(wěn)定性。
③大尺寸電池片受到市場(chǎng)青睞,市場(chǎng)需求旺盛
加大硅片尺寸有利于提高長(zhǎng)晶爐的加料量,可以有效減少拉晶和切片的次數(shù),從而提升下游制造環(huán)節(jié)產(chǎn)能,并攤薄單位人工及折舊成本;大尺寸硅片與多主柵、半片等組件提效技術(shù)相兼容,加大硅片尺寸有利于減少電池片間的連接,提高組件可靠性和效率;同時(shí),大尺寸可以減少光伏電站建設(shè)過(guò)程中的支架、電纜等成本,進(jìn)一步降低光伏建設(shè)成本。
在降本增效的內(nèi)生發(fā)展趨勢(shì)下,大尺寸化已經(jīng)成為光伏行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。根據(jù) PV InfoLink 數(shù)據(jù),2022 年全年 182mm 和 210mm 大尺寸電池片的合計(jì)市場(chǎng)份額占比接近 90%,成為行業(yè)主流,大尺寸電池片因具有更好的成本效應(yīng),未來(lái)市場(chǎng)份額有望進(jìn)一步提升。
硅片大尺寸往往會(huì)帶來(lái)絨面尺寸、擴(kuò)散方阻、鍍膜厚度等分布不均的問(wèn)題,在此背景下,如何提高大尺寸電池片的質(zhì)量、效率及穩(wěn)定性,并降低碎片率,是對(duì)太陽(yáng)能電池片廠商的工藝水平、成本控制的新考驗(yàn),也是行業(yè)新的技術(shù)門檻之一。
在大尺寸化發(fā)展趨勢(shì)下,不同組件及電池片廠商基于自身技術(shù)積累及對(duì)未來(lái)市場(chǎng)需求的理解,進(jìn)行了差異化的技術(shù)及產(chǎn)品布局,其中:A、隆基綠能、晶科能源、晶澳科技等一體化組件廠商以及潤(rùn)陽(yáng)股份、中潤(rùn)光能、鈞達(dá)股份及易成新能等專業(yè)化電池片廠商系布局 182mm 尺寸產(chǎn)品的代表性廠商;B、天合光能、東方日升等一體化組件廠商以及鴻禧能源、格林保爾等專業(yè)化電池片廠商系布局 210mm 尺寸產(chǎn)品的代表性廠商。
在大尺寸化趨勢(shì)下,同時(shí)受光伏行業(yè)高景氣度的下游需求驅(qū)動(dòng),182mm 及 210mm 大尺寸電池片及組件已占據(jù)市場(chǎng)主流地位,整體而言,受硅片及電池生產(chǎn)技術(shù)成熟度等影響,182mm 尺寸的下游組件產(chǎn)能相對(duì)更大。在此背景下,布局 182mm 大尺寸的專業(yè)化電池片廠商數(shù)量更多,其中潤(rùn)陽(yáng)股份、中潤(rùn)光能、鈞達(dá)股份等專業(yè)化電池片廠商在 182mm 的產(chǎn)能布局相對(duì)較多。
2020 年以來(lái),隨著半導(dǎo)體 12 英寸晶圓拉晶技術(shù)在光伏行業(yè)的成熟應(yīng)用,210mm 成為目前光伏行業(yè)工藝成熟且已規(guī)模化量產(chǎn)的最大尺寸,相較其他尺寸產(chǎn)品而言,210mm 大尺寸產(chǎn)品具備良好的降本效應(yīng),具體表現(xiàn)在:A、210mm大尺寸電池片具備更高的通量?jī)r(jià)值,能夠?qū)崿F(xiàn)更高的單片組件輸出功率,從而降低單位產(chǎn)出的成本;B、210mm 大尺寸能更好發(fā)揮“餃皮效應(yīng)”,降低組件輔材、封裝等成本;C、210mm 大尺寸能夠更好節(jié)約塊數(shù)相關(guān)成本,降低單瓦電站建設(shè)成本。此外,210mm 大尺寸目前還可疊加 N 型電池技術(shù),實(shí)現(xiàn)綜合升級(jí)并將以上優(yōu)勢(shì)進(jìn)行進(jìn)一步延續(xù)。
基于上述因素,隨著 210mm 大尺寸產(chǎn)品技術(shù)的成熟及降本優(yōu)勢(shì)的逐步顯現(xiàn),以天合光能、東方日升、阿特斯、愛康科技、億晶光電等為代表的組件廠商紛紛基于 210mm 尺寸深化產(chǎn)能布局,電池片產(chǎn)能缺口不斷擴(kuò)大。相對(duì)于下游持續(xù)旺盛的需求而言,專業(yè)化電池片廠商已有及在建的 210mm 電池片產(chǎn)能有限,未來(lái)仍有較大的產(chǎn)能缺口。
在專業(yè)化電池片廠商中,鴻禧能源及格林保爾系聚焦于210mm 進(jìn)行產(chǎn)能布局的代表性廠商,通威股份、愛旭股份也存在一定體量的210mm 產(chǎn)能布局,但對(duì)各尺寸電池片時(shí)點(diǎn)產(chǎn)能情況未作明確,其中:通威股份正持續(xù)推進(jìn)一體化進(jìn)程,目前組件出貨量已進(jìn)入全球前十,自產(chǎn)電池片已部分用于滿足自身組件生產(chǎn)需要;
愛旭股份目前新建電池片產(chǎn)能主要基于 N 型 ABC技術(shù)路線,與鴻禧能源在 N 型產(chǎn)品類型、客戶覆蓋等方面存在一定差異;而潤(rùn)陽(yáng)股份、中潤(rùn)光能、鈞達(dá)股份、易成新能等廠商 2022 年出貨的電池片則主要為182mm,雖然 2023 年受供需關(guān)系影響,部分重點(diǎn)布局 182mm 的電池片廠商目前也在根據(jù)市場(chǎng)需求情況向 210mm 領(lǐng)域進(jìn)行一定切換,但綜合考慮自身優(yōu)勢(shì)產(chǎn)能布局、現(xiàn)有客戶及長(zhǎng)期產(chǎn)品定位等因素,目前電池片產(chǎn)能仍以 182mm 為主。
因此,雖然短期內(nèi)電池片行業(yè)整體產(chǎn)能存在階段性失衡情形,但隨著布局210mm 的下游組件廠商的增加及其對(duì) 210mm 電池片產(chǎn)能缺口的進(jìn)一步擴(kuò)大,210mm 電池片先進(jìn)產(chǎn)能的市場(chǎng)需求將不斷增加。
④N 型電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著,產(chǎn)業(yè)化技術(shù)及降本仍有較大空間
當(dāng)前光伏市場(chǎng)對(duì)高效光伏產(chǎn)品的需求日漸旺盛,相對(duì) P 型電池,N 型電池具有少數(shù)載流子壽命較長(zhǎng)、金屬雜質(zhì)敏感度較低等優(yōu)勢(shì),且硼氧原子對(duì)造成的光致衰減較少,因此 N 型電池具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率,在目前 PERC 電池技術(shù)保持主流地位的同時(shí),N 型電池技術(shù)也持續(xù)取得突破,成為市場(chǎng)未來(lái)技術(shù)的主流方向。根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到 2030 年 TOPCon、異質(zhì)結(jié)的平均轉(zhuǎn)換率將分別達(dá)到 26.0%和 26.1%。
從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化角度,N 型電池中 TOPCon、異質(zhì)結(jié)技術(shù)具備更高的技術(shù)及商業(yè)化成熟度。在 N 型電池中,TOPCon 的經(jīng)濟(jì)性與性價(jià)比優(yōu)勢(shì)較為顯著,目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程最為成熟,已逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),且與 PERC 電池生產(chǎn)線兼容性較高,對(duì)于掌握 TOPCon 成熟技術(shù)工藝的企業(yè)而言,在原有 PERC 電池產(chǎn)線預(yù)留廠房及車間升級(jí)空間的情況下,可在現(xiàn)有 PERC 電池產(chǎn)線的基礎(chǔ)上,通過(guò)添加硼擴(kuò)、隧穿氧化層沉積等工序,升級(jí)改造成 TOPCon 產(chǎn)線,升級(jí)投資相對(duì)較少;異質(zhì)結(jié)仍處于降本提效關(guān)鍵期,兼具晶硅電池優(yōu)異的光吸收性能和薄膜電池的鈍化性能,具有轉(zhuǎn)換效率高、提效空間大等多重優(yōu)勢(shì)。
近年來(lái),主流光伏企業(yè)陸續(xù)在 TOPCon 和異質(zhì)結(jié)等新一代 N 型電池領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)能布局。根據(jù) PV InfoLink 數(shù)據(jù),2022 年全球 N 型電池片產(chǎn)能為 92.32GW,已占電池片市場(chǎng)份額的 15.72%。未來(lái)以 TOPCon 和異質(zhì)結(jié)為代表的新型電池技術(shù)具有更大的效率提升和成本優(yōu)化空間,隨著電池技術(shù)的成熟化及量產(chǎn)成本的下降,其市場(chǎng)份額有望進(jìn)一步提升,預(yù)計(jì)到 2026 年,N 型電池片產(chǎn)能將提升至 564.47GW。
受下游持續(xù)旺盛的光伏裝機(jī)需求推動(dòng),同時(shí)隨著 N 型電池技術(shù)的日漸成熟、降本增效優(yōu)勢(shì)逐步凸顯,N型組件的市場(chǎng)份額將快速提升,推動(dòng)未來(lái) N 型電池片份額快速提升。根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù),隨著以 TOPCon 為代表的 N 型電池片產(chǎn)能的持續(xù)釋放,2022 年 TOPCon 電池片實(shí)際出貨量接近 20GW,市場(chǎng)份額占比達(dá)到 8.3%,異質(zhì)結(jié)電池片市場(chǎng)占比則約為 0.6%;
根據(jù) PV InfoLink 預(yù)測(cè),2023 年TOPCon 及異質(zhì)結(jié)組件出貨將分別達(dá)到 122GW 及 9.5GW,合計(jì)占全年樂(lè)觀情況下 455GW 組件出貨的 28.90%,與此前 CPIA 預(yù)測(cè)的 2023 年 22.5%的 N 型電池片市場(chǎng)占比較為接近。
整體而言,目前以 TOPCon 為代表的 N 型電池有效供給有限:一方面,鑒于 TOPCon 電池制造工序流程較長(zhǎng),對(duì)工藝及制程控制要求較高,導(dǎo)致在電池片生產(chǎn)工藝及技術(shù)方面沒(méi)有足夠儲(chǔ)備的廠商或行業(yè)新進(jìn)入者的產(chǎn)線建設(shè)及調(diào)試進(jìn)度不及預(yù)期;另一方面,2020 年以前建設(shè)的 PERC 產(chǎn)線一般較少預(yù)留 TOPCon 升級(jí)空間,受廠房空間、設(shè)備條件等因素影響,部分一體化廠商或?qū)I(yè)電池片廠商存在一定現(xiàn)有產(chǎn)線無(wú)法升級(jí)為 TOPCon 的情形,而其新建或者擴(kuò)建 TOPCon 產(chǎn)能產(chǎn)線以及產(chǎn)能爬坡均需要一定時(shí)間;此外,TOPCon 電池片生產(chǎn)中需大量使用的石英器材等也存在供給緊缺問(wèn)題。
上述因素推動(dòng)市場(chǎng)中 TOPCon 產(chǎn)能建設(shè)及實(shí)際產(chǎn)能釋放不及預(yù)期,N 型電池實(shí)際有效產(chǎn)能與名義產(chǎn)能存在較大差距,從而導(dǎo)致以 TOPCon 為代表的 N 型電池整體供應(yīng)有限,市場(chǎng)滲透率有待提升。根據(jù)東吳證券研究所等預(yù)估,2023 年行業(yè) TOPCon 有效供給為 120-130GW,產(chǎn)能滲透率僅為 20%-30%,仍有較大提升空間。