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光伏及 HJT 電池行業(yè)發(fā)展概況和趨勢(shì)
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 玖方新材    2024-07-26

1、光伏行業(yè)保持高速增長(zhǎng)趨勢(shì)

光伏行業(yè)是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè),對(duì)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。在產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的雙重作用下,全國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展,已經(jīng)成為我國(guó)為數(shù)不多可參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)并取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)。

在全球已有多個(gè)國(guó)家提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標(biāo),發(fā)展以光伏為代表的可再生能源已成為全球共識(shí)的背景下,疊加光伏發(fā)電成本降低,在越來(lái)越多的國(guó)家成為最有競(jìng)爭(zhēng)力的電源形式,預(yù)計(jì)全球光伏市場(chǎng)將持續(xù)高速增長(zhǎng)。

2023 年,全球光伏新增裝機(jī)超過(guò) 390GW,較 2022 年增長(zhǎng)66%,創(chuàng)歷史新高。未來(lái),在光伏發(fā)電成本持續(xù)下降和全球綠色復(fù)蘇等有利因素的推動(dòng)下,全球光伏新增裝機(jī)仍將快速增長(zhǎng)。

2023 年,國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī) 216.88GW,同比增加 148.1%,其中,大型地面電站占全部新增光伏發(fā)電裝機(jī)的 55.6%,分布式電站占比為 44.4%,其中戶用光伏占到分布式市場(chǎng)約 45.3%。

隨著光伏發(fā)電全面進(jìn)入平價(jià)時(shí)代,我國(guó)大部分大基地項(xiàng)目在 2023 年年底前并網(wǎng),2023 年集中式光伏增長(zhǎng)明顯。另外,隨著光伏在建筑、交通等領(lǐng)域的融合發(fā)展,疊加整縣推進(jìn)政策的推動(dòng),分布式項(xiàng)目仍將保持一定的市場(chǎng)份額。

2、具備更高轉(zhuǎn)換效率的 N 型光伏電池成為主流

太陽(yáng)能電池根據(jù)半導(dǎo)體材料的不同分為晶硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池,晶硅電池是目前產(chǎn)業(yè)化水平與可靠性最高的光伏電池類型。其中,單晶硅片因具有完美的晶體結(jié)構(gòu),易制備高品質(zhì)的PN 結(jié)從而獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率,已成為行業(yè)的主流選擇。單晶電池根據(jù)硅片摻雜元素不同,又分為 P 型電池和 N 型電池。

傳統(tǒng) P 型電池硅片基底摻硼,通過(guò)擴(kuò)散磷形成 N+/P 結(jié)構(gòu),雖然擴(kuò)散工藝簡(jiǎn)單但轉(zhuǎn)換效率上限較低;新型 N 型電池硅片基底摻磷,通過(guò)擴(kuò)散硼形成 P+/N 結(jié)構(gòu),擴(kuò)散工藝難度大,但少子壽命長(zhǎng),且沒(méi)有硼氧復(fù)合和硼鐵復(fù)合,從而避免了形成復(fù)合中心的光致衰減損失,是未來(lái)的技術(shù)迭代方向。

對(duì)于光伏行業(yè)而言,降本與提效是永恒的發(fā)展主線與目標(biāo)。在上一輪技術(shù)升級(jí)中成為主流的PERC 電池歷經(jīng)幾年高速發(fā)展后逐漸進(jìn)入了瓶頸,P 型電池的轉(zhuǎn)換效率已接近 24%的理論天花板,提升幅度邊際減小。P 型電池的成熟也讓廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)更加偏向于同質(zhì)化,過(guò)度的內(nèi)卷在當(dāng)下產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格下行周期進(jìn)一步惡化了企業(yè)的盈利能力,搶占超額受益、改善盈利的渴望,繼續(xù)驅(qū)動(dòng)下游電池組件廠商甚至整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)啟又一輪技術(shù)升級(jí)。

2022 年為 N 型光伏電池產(chǎn)業(yè)化元年,TOPCon 以經(jīng)濟(jì)性與性價(jià)比優(yōu)勢(shì)率先確立擴(kuò)產(chǎn)主流地位,而 XBC、HJT 也不斷有材料、設(shè)備、工藝端的突破,這些新技術(shù)產(chǎn)品相比 PERC 在效率、衰減、工作壽命上都有不同程度的提升。

目前 TOPCon 領(lǐng)先企業(yè)一體化成本已與 PERC 持平,轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 25%以上;HJT 處于降本提效關(guān)鍵期,降本空間較大;XBC 類電池技術(shù)延伸性優(yōu)越,在分布式市場(chǎng)有望獲得差異化競(jìng)爭(zhēng)紅利。未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),多種 N型技術(shù)路線將競(jìng)相發(fā)展,共同形成對(duì) P型電池的迭代。

3、HJT 電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速

HJT 光伏電池是一種利用晶體硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太陽(yáng)電池。就電池結(jié)構(gòu)而言,HJT 電池以 N 型晶硅作為襯底,經(jīng)清洗制絨后,在正面依次完成本征非晶硅薄膜與 P 型非晶硅薄膜的沉積,形成 P-N 結(jié);而后在硅片的背面依次沉積較薄的本征非晶硅薄膜和 N 型非晶硅薄膜形成背表面場(chǎng);為了解決非晶硅導(dǎo)電性較差的問(wèn)題,需在電池的兩側(cè)沉積透明氧化物導(dǎo)電薄膜(TCO);最后則需利用絲網(wǎng)印刷等技術(shù)完成金屬電極化。HJT 電池結(jié)合了單晶硅與非晶硅電池的優(yōu)點(diǎn),具備下列優(yōu)勢(shì):

A.效率提升潛力高:HJT 電池效率潛力比 PERC 電池高 1.5%-2%;

B.降本空間大:低溫工藝+N 型電池更容易實(shí)現(xiàn)硅片薄片化,硅料成本降低;工藝流程簡(jiǎn)化(僅4 步),生產(chǎn)流程成本降低;

C.雙面對(duì)稱結(jié)構(gòu)具有更高的雙面率:雙面率已達(dá) 85%,未來(lái)有望增長(zhǎng)到 98%,相較于雙面率為70%-80%左右的 PERC 和 TOPCon,具有天然的發(fā)電優(yōu)勢(shì);

D.光致衰減率更低:HJT 電池首年衰減 1-2%,此后每年衰減 0.25%,年發(fā)電量增益在 10%以上。

HJT 的核心工藝流程僅有 4 步,即清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO 導(dǎo)電膜沉積、絲網(wǎng)印刷,相較 PERC 和 TOPCon 電池大幅簡(jiǎn)化。較短的工藝流程有助于提升生產(chǎn)良品率,同時(shí)可降低人工、運(yùn)維等成本。

2023 年,新投產(chǎn)的光伏電池量產(chǎn)產(chǎn)線以 n 型電池片產(chǎn)線為主,隨著 n 型電池片產(chǎn)能陸續(xù)釋放,PERC 電池片市場(chǎng)占比被壓縮至 73.0%,n 型電池片占比合計(jì)達(dá)到約 26.5%,26.5%,其中 n 型 TOPCon電池片市場(chǎng)占比約 23.0%,異質(zhì)結(jié)電池片市場(chǎng)占比約 2.6%,相較 2022 年大幅提升。CPIA 預(yù)計(jì) 2024年 TOPCon 和 HJT 電池市場(chǎng)占比合計(jì)將超過(guò) PERC 電池。

2022 年以來(lái),華晟、愛(ài)康、金剛、日升等新老光伏企業(yè)積極參與 HJT 的投資布局,下游央國(guó)企如華潤(rùn)電力、國(guó)電投等也加速規(guī)劃擴(kuò)產(chǎn)。根據(jù) InfoLink 統(tǒng)計(jì),HJT 電池 2022 年累計(jì)落地產(chǎn)能約 13GW,2023 年約 45GW,2024 年有望達(dá)到 74GW。2023 年是 HJT 技術(shù)降本增效關(guān)鍵期,隨著 110μm 及以下超薄硅片、雙面銀包銅、0BB、UV 轉(zhuǎn)光膠膜、電鍍銅技術(shù)的導(dǎo)入,HJT 電池經(jīng)濟(jì)性有望優(yōu)化。

中長(zhǎng)期來(lái)看 HJT 憑借更高的效率、更高的雙面率、更低的溫度系數(shù),能夠有效攤薄初始投資成本,并在全生命周期內(nèi)擁有更高的發(fā)電量,進(jìn)而降低下游客戶平準(zhǔn)化度電成本,有望較 PERC 和 TOPCon 形成銷售溢價(jià),2023 年 HJT 成本打平 PERC 后,領(lǐng)先電池廠有望享受技術(shù)領(lǐng)先帶來(lái)的超額收益。

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