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按照光伏电池片的材质,太阳能电池大致可以分为两类,一类是晶体硅太阳能电池,包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池;另一类是薄膜太阳能电池,主要包括非晶硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池以及铜铟镓硒太阳能电池等。目前,以高纯度硅材料作为主要原材料的晶体硅太阳能电池是主流产品,所占的比例在 80%以上。
(来源:微信公众号“麻雀炒股” ID:maquechaogu)
在晶体硅太阳能发电系统中,实现光电转换的最核心步骤之一是将晶体硅加工成实现光电转换的电池片的工序,因而电池片的光电转换效率也成为了体现晶体硅太阳能发电系统技术水平的关键指标。截至 2018 年底,规模化生产的多晶黑硅电池平均转换效率提升到19.2%;PERC单晶、多晶电池片平均转换效率提到21.8%、20.3%,较 2017 年提升 0.5 和 0.3 个百分点;双面 N 型 PERT、异质结电池已经进入小规模量产阶段。
一、PERC电池成为近三年行业主流工艺
1、综合考虑效率和成本,PERC 电池是当下最佳选择
目前光伏行业先进技术包括:湿法黑硅(MCCE)技术、背面钝化(PERC)技术、异质结太阳能电池(HIT)、金属穿透(MWT)技术、全背电极接触晶硅光伏电池(IBC)技术。其中背面钝化(PERC)电池具有成本较低,且与现有电池生产线相容性高的优点,已经成为近年来高效太阳能电池的主流方向。
PERC 技术全称是发射极及背面钝化电池技术(Passivated Emitter Rear Cell)。具体来说,传统的 Al-BSF 电池背面金属铝膜层中的复合速度无法降至 200cm/s 以下,因此到达铝背层的红外辐射光只有 60-70%能被反射,产生较多光电损失;而钝化发射极和背面电池(PERC)通过在电池背面附上介质钝化层,可大大减少这种光电损失、增加光吸收几率、显著降低背表面复合电流密度,且具有成本较低、与现有电池生产线相容性高的优点。
相比于传统工艺,PERC 电池仅需要增加两台额外的设备(氧化铝沉积和激光设备)就可以对原有的常规生产线进行升级,因此成为了高效太阳能电池的主流方向。
2、判断到 2019 年底我国 PERC 电池产能有望达到 90-100GW
2016 年起,国内背面钝化(PERC )技术产业化进程明显加快。根据 Solarwit 统计,2016、2017 年全球 PERC产能分别达到 10.7GW、28.7GW。据统计,从下游厂商规划来看,到 2018 年底,全球 PERC 电池总产能超 80GW,我国 PERC 电池产能达到 59.3GW。2019 年,下游厂商对 PERC 电池投资热情不减。预计到 2019年底,我国 PERC 电池产能有望达到 90-100GW。根据中国光伏行业协会 2019 年初发布的《中国光伏产业发展路线图》,2018-2021 年,判断国内 PERC+N 型 PERT 电池占比将从 38.5%提升至 75.8%,成为光伏电池片的主流,而传统 BSF 电池占比将从 60.0%降低至 17.3%,逐渐被高效电池替代。除此之外,N 型异质结 HIT+背接触IBC 电池占比也将缓步提升。
二、HIT 电池就在街角,2019 年或成为发展元年。
1、 HIT 电池具有长期潜力,但短期发展有一定瓶颈。
HIT/HIT/HDT/SHJ 均是 Heterojunction 的缩写,意为异质结,HIT 电池是一种 N 型单晶双面电池。虽然现阶段的 PERC 电池在工艺的复杂程度、产线的兼容性以及现阶段工艺成熟度上胜于 HIT 电池,但固有的光衰问题与转化率问题限制了它的发展,而 HIT 电池因其无光衰、高效的特性,在未来更具开发性;与传统单晶硅太阳能电池相比,HIT 电池具有较高的转换效率,而且无需高温炉管制备,可降低生产耗能并缩短制备时间。具备正反面受光照后都能发电、低温制造工艺保护载流子寿命、高开路电压、温度特性好等优势。
目前异质结电池的最高效率纪录已经达到 26%,理论上来说有比其他电池技术更高的效率提升潜力。另外,异质结电池的双面发电特性也符合当下双面发电的大趋势。随着设备国产化、硅片减薄、低温银浆用量等成本降低,未来 HIT 电池有望取得长足发展。
然而,尽管在转换效率等方面存在较大优势,HIT 电池的短期发展存在一定的瓶颈。其主要的发展难点包括:1)电池原材料成本居高不下;2)设备技术要求高,成本居高不下;需要低温工艺和特殊材料;4)常规封装技术,难以控制焊带拉力稳定性等。
2、多家企业已有 HIT 产能规划,国内厂商更为积极
据统计,截至 2018 年底,全球已经量产或计划量产 HIT 电池的企业有近 20 家,其中大多尚处于中试阶段。目前全球规划产能已超 15GW,但实际产能在 3-4GW 左右。2018 年以来,彩虹集团、爱康科技、通威太阳能等企业纷纷宣布投资 GW 级异质结项目,而国内布局较早的晋能、中智、钧石、汉能等的异质结产线已处于量产阶段。判断随着各环节成本的降低、产能释放后规模效应的提升,HIT 产业化脚步会越来越近。
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9月15日,横店东磁在接受机构调研时表示,公司光伏产业都是PERC的电池和组件产能,今年有新增2.5GW高效组件项目,该项目已经在今年7月投产,目前产能利用率较好。预计到今年年底公司将拥有9GW电池、7GW组件的PE-RC产能。后续产能规划的技术路线主要是TOPCon和P-IBC,公司在研发上一直有跟踪和推进TOPCo
9月7日,有投资者向爱康科技提问,4月30日的回复公告称赣州基地21年只有1.2GW以后没有新增产能。在南康基地打造1.2GW高效组件+1.2GW高效电池+6GW异质结电池产能。其中1.2GW高效组件及1.2GW高效电池已实现全面投产,22年5月28日开工的项目是6GW异质结电池项目。这6GW到底是哪个基地的是赣州的吗公司回答
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10月22日上午,爱康科技国康光电年产8GW异质结光伏电池项目在国家级(长兴)绿色制造产业园举行了盛大的开工仪式。爱康科技8GW异质结光伏电池项目是当下开工建设规模较大的异质结电池生产项目之一,投产后将进一步推动异质结电池的发展和应用,加快其产业化、规模化、市场化进程,有助于提升光伏电池行业的整体水平。
韩国光伏组件和船舶推进系统供应商SDN有限公司(SDNCoLtd.)公布了一项计划,计划在其位于韩国西南部光州的工厂建设一座新的异质结太阳能组件工厂。
前有金刚玻璃、山煤国际等在内的10余家跨界企业,陆续宣布投建吉瓦级异质结项目,后有“拖鞋大王”宝锋时尚和风电明星企业明阳智能入局,为何非光伏资本均“相中”异质结技术,并大手笔布局?
去年公司已经采取了收缩的策略,所以上半年产业链价格博弈对PERC电池丝印设备交付节奏影响不大,份额占比较小。PERC的新签订单从二季度开始就明显放缓,但同比去年Q2增幅还是比较高,预计今年PERC订单同比会下降,去年的基数高。
7月16日上午9时20分,通威太阳能金堂基地迎来震撼人心的时刻。在一片欢呼声中,通威太阳能1GW异质结电池项目第一片电池片下线。通威太阳能董事长兼总经理周丹、通威太阳能首席运营官萧圣义、通威太阳能副总经理杨文栋、金堂基地副总经理翟绪锦及各部门负责人共同见证产品下线。
2021年7月16日,江苏晶飞年产5GW高效光伏产业在泰兴高新区正式落地,项目总投资17亿元,占地200亩,一期预计2021年9月投产运营。全部建成后,预计实现年产值超百亿元。其中年产5GW高效晶硅太阳能组件项目,占地约200亩,预计总投资约13亿元,包括新建5GW高效组件智能化产线及相关配套设施。
5月18日,阜宁县第21届5·18经贸洽谈会圆满成功。在会上,举行了淮宁2GW异质结光伏电池项目开工仪式。
近年来,光伏产业快速发展,技术驱动降本增效,异质结电池的理论电池效率为27.5%,能够与其他技术路线的电池进行有效叠加,异质结叠加钙钛矿技术后理论效率可达42.5%,量产效率可达30%,未来提效空间巨大。
目前市场公认的下一代主流技术路径分别是TOPCON和HIT。到2022年,HIT成本将低于TOPCON,具有经济性。
过去数年间,通过产业链进口设备国产化、产能扩大形成规模经济效应、产能转移至低成本地区等手段,光伏装机成本有大幅下降。截至目前光伏行业在降本的路线上已经接近极限,未来发展方向是增效。光伏行业本质是一代技术、一代工艺、一代设备,其中设备是核心瓶颈环节。(来源:贝哲斯咨询MarketMonitor
2020年,光伏电池行业异常精彩。一方面,PERC电池企业竞争加剧:大尺寸、垂直一体化竞争倒逼PERC产能扩张;另一方面,异质结(HJT)电池技术获得越来越多厂家认可,进入GW级别投建期。PERC电池设备企业新签订单饱满,积极研发HJT新型设备;HJT设备商崭露头角,获得资本市场越来越多的关注。展望2021年
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