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短短两三年前,光伏电池突破效率瓶颈,全面揭开N型竞赛大幕,TOPCon、异质结(HJT)、IBC三大具备商业化量产前景的技术路线齐头并进。
奔至当下,TOPCon以900GW产能席卷市场,IBC以效率之名持续扩大声势,异质结怎么样了呢?
HJT企业“抱团”,向规模化冲刺
据最新数据显示,异质结电池采用双面钝化技术,最高理论效率可达29.2%。令异质结备受推崇的还有它仅需四步的极简工艺制程、高双面率、低衰减和低碳排放等诸多优势。
回看过往两年的市场动态,当TOPCon技术以暂时领先的性价比优势席卷市场之时,异质结降本增效的速度同样不容小觑。
这背后离不开整个异质结产业链的“抱团”前行,“独木难成林”,这也是近年来光伏技术迭代与产业发展的典型趋势。2023年7月20日,异质结技术产业化协同创新平台成立,至今已集结了上下游产业链上的153家成员单位;仅8个月后,华晟新能源等10家核心异质结企业联合发起了高效异质结740W+俱乐部,国电投、通威、中建材浚鑫、珠海鸿钧、上海恒羲随后也相继加入,各家企业群策群力,为异质结绘就了更为清晰的降本增效路线,这无疑是产业跃升的重要推动力。
(硅异质结产业化降本增效路径图)
就增效路径而言,据悉,异质结的提效技术包括硅片吸杂、硅片掺杂元素优化、硅片背面抛光、高迁移率靶材、全开口网版、光转膜等。在上述一系列技术的导入与优化之下,740W+高效异质结俱乐部预期,2024年底异质结电池效率将较2023年底提升0.65%。
近期,异质结第一大厂华晟新能源官宣,其喜马拉雅系列G12-132版型异质结光伏组件再度刷新纪录——组件最高功率达到768.938W,组件转换效率达到了24.75%,相比去年底的纪录,组件功率提升了18W+,效率拉高了近0.6个百分点。不足一年的时间,华晟异质结再次获得突破,这无疑为异质结技术的重大进展立下里程碑,为异质结行业的进一步拓展和升级带来了积极信号。
值得重视的是,异质结电池效率稳步上升的同时,其成本也在不断下降,尤其在非硅成本的关键环节——银浆,异质结军团取得了重要进展。如已成各家标配的0BB技术,通过取消主栅线增加组件受光面积从而提高转换效率,并且还可显著减少银浆耗量。740W+高效异质结俱乐部联合发布的《中国光伏HJT产业发展白皮书》(以下简称“白皮书”)数据显示,在异质结电池产线,0BB技术可使每片电池的纯银浆耗量减少20~30mg。
异质结的独家竞争力还在于其低温工艺带来的减银“杀手锏”——银包铜技术。从白皮书了解到,伴随2022年底,银包铜浆料技术导入量产,异质结电池的银含量已经从50%向40%、30%、20%逐步压缩。据华晟新能源介绍,通过0BB技术叠加40%银含量的细栅浆料,预计今年年底其每瓦银耗有望降至5~7mg,低于TOPCon(约10.24mg/W)甚至PERC(约7.82mg/W)水平。异质结非硅成本的进一步降低,将为产业发展注入新动能。
此外,通过叠加专用硅料、专用硅片、硅片薄片化以及无铟、低铟靶材等,异质结军团抛出决心,在保障异质结电池与组件超高效率的前提下,预计今年底在性价比上将追平TOPCon,这也预示着异质结大规模产业化爆发在即。
产能落地加速,市场需求攀升
降本增效是揭开产业化爆发序幕的关键,市场认可则是进一步推动异质结规模化应用的加速器。
据白皮书数据显示,截至今年上半年,国内现有已投产异质结电池产线数量约67条,已投产异质结产能规模约42.3GW。其中华晟新能源异质结电池、组件产能规模目前已达20GW,占比近半。
虽然现有规模尚小,但异质结显然成了当下企业逆势扩张的首选技术。据北极星跟踪数据显示,今年以来,签约、开工、投产的异质结电池组件总规模直奔百吉瓦。
(数据来源:公开信息)
从异质结不断扩张的阵营中不难看出,其拥护者从早期的华晟新能源、东方日升等“孤勇者”向外扩延,逐渐吸引了越来越多的头部企业以及央国企的押注。
头部组件企业逐步加码对异质结技术的研发,中试产线陆续落地;全球第一大光伏电站投资商国家电投旗下国电投新能源专注于“高效铜栅线晶体硅异质结光伏电池”,被视为达成世界最强清洁能源供应商产业链布局的关键举措;上海电气加速培育光伏产业新赛道,成立上海恒羲光伏加码异质结电池组件等。
随着产能的加速落地,产业链上下游的协同效应日益显现,各企业联合推动设备和辅材成本的进一步降低,通过降本效应提升了异质结产品的市场渗透率。
令异质结队伍信心倍增的是终端市场的认可,这也将进一步提升异质结技术的创新活力。从北极星统计数据来看,2023年异质结已作为单独标段出现于国家电投、华能集团等央国企的集采中,当时规模均未超过1GW,但今年以来,GW级异质结招标大单涌现,中核集团、华能集团、大唐集团、中国绿发等异质结集采规模整体已超10GW。
其中,仅中国绿发一家,异质结标段采购规模就达到3.5GW,最终由华晟新能源、东方日升、国晟新能源3家企业包揽。最新消息显示,今年9月,短短三个月时间,华晟新能源已圆满完成了中国绿发1.8GW异质结组件的全部交付。这些组件将应用于中国绿发新疆若羌的4GW光伏项目中,该项目建设完成后,有望成为全球单体最大的异质结光伏电站。
天然优势,开启叠层竞赛
“已经发生和即将发生的异质结专属招标累计接近30GW”。
“光伏龙头企业开始进入异质结领域”。
在今年8月的“2024异质结与钙钛矿太阳能电池技术产业化研讨会”上,通过上述两大标志性事件,华晟新能源董事长兼CEO徐晓华表示,异质结正迅速成为下一个主流技术选择。
众所周知,降本增效是光伏这艘巨轮持续前行的核心引擎。引用业内观点,光伏发电的目标是将成本降到1美分/kWh,这也意味着光伏降本增效仍然重任在肩。
作为光伏组件的第一大成本,在电池片的硅成本以及非硅成本上,异质结均展现出足够信心。其中非硅成本的“重痼”银浆,除了已逐渐量产导入的银包铜,异质结甚至直指“无银”。在今年的SNEC展上,国电投新能源发布全球首款量产高功率铜栅线异质结组件,通过铜替代,异质结降本进展显著。
另外在硅成本上,异质结的“杀手锏”则是更低成本的专用硅料、硅片以及更薄的硅片,这主要得益于异质结的低温工艺和完全对称的电池结构,特别是硅片薄片化。据测算,硅片每减薄10μm可降低硅片成本约5%。从白皮书了解到,相比PERC技术的150μm和TOPCon技术的130μm,目前异质结的主流硅片厚度已到110μm,预计今年四季度将冲击100μm。
通过极致降低硅料用量,叠加更短的低温工艺步骤,异质结实现了更低的碳排放,这也为光伏产品的出口增加了“含金量”。以华晟新能源为例,经TüV莱茵认证,华晟喜马拉雅系列G10-144版型高效异质结组件实现了低至366g CO₂eq/W的碳排放量,未来,随着异质结技术的进一步迭代,碳排放有望低于300g CO₂eq/W。截至目前,华晟已累计交付异质结产品至全球60余个国家和地区,出海进程表现亮眼。
不止于此,突破晶硅电池效率极限,终极技术落于钙钛矿叠层电池成为行业共识,有望打开30%+的效率赛道。
眼下,各大技术路线叠加钙钛矿电池研发正呈烈火烹油态势,有关研发突破的消息此起彼伏。但无可否认,无论是基于产线改造亦或效率提升,异质结均被认为是钙钛矿电池的最佳“CP”。
抢跑叠层竞赛,异质结企业已动作频频。1月,安徽光势能一期3.6GW异质结叠层电池及组件项目投产;6月,淮南益恒光伏科技有限公司10GW异质结叠层高效电池生产基地项目开工;此外,华晟新能源也已于今年二季度打通了1MW叠层小试线,目前正在加紧推进百兆瓦级叠层中试线建设……
待异质结技术在成本与效率上取得进一步突破,或将打开光伏产业的新一轮局面。接下来异质结的市场表现如何,让我们拭目以待!
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