與此一起,鈣鈦礦也敏捷迸發興起,有企業期望通過單結鈣鈦礦做到功率天花板,推翻工業,也有晶硅企業研討如何與晶硅技能做疊層,作出40%以上的終極電池。
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本文對相關技能做了盤點和未來的預測。需求指出的是,企業挑選某項技能,決定因素往往不是技能自身有多么大的優勢,而是在當下最適合自身的技能;而挑選自身,往往也反映了企業的風格和企業家本人的性情。
簡單歸納一下:大廠求穩,挑戰者求新,領跑企業尋求門檻。
TOPCon
助大廠平穩接棒
因為能夠兼容PERC出產線,TOPCon取得了晶科、天合、晶澳等一線大廠的喜愛,一道、中來等企業較早布局TOPCon,也迎來收獲期。據索比咨詢計算,現在TOPCon算上在建的悉數產能約有178.8GW。
TOPCon被以為是業界干流電池企業最穩健的N型計劃
●一方面技能確定性與老練度更高
●另一方面能夠更好的與現有PERC產線兼容,相關研制與出產人才儲備更足夠。
出資TOPCon技能,至少將在2年內具有技能和量產優勢,一起即便HJT或者IBC等技能老練并具有度電本錢優勢,產能爬坡還需求2-3年,這樣TOPCon至少有五年時間收回出資本錢,其間2-3年有較高利潤率。一起TOPCon技能也在不斷前進,依然存在技能的進一步延展性。
TOPCon的唯一危險來自:HJT異質結技能和IBC(ABC、HBC)等技能快速老練且產能超速爬坡。但從現在來看,異質結與IBC技能門檻依然十分高,所以把握起來頗為不易,產能爬升速度或許不會太快,這就進一步延長了TOPCon技能的壽命。
HJT異質結
負重致遠,生態決勝
相比TOPCon,HJT技能的長處有:薄片化、低溫工藝、工作溫度低、弱光發電性能好、雙面率高(>95%),一起組件壽命可達35-40年,全生命周期發電量最優,是有用下降光伏度電碳足跡的最佳技能。據索比咨詢計算,現在HJT算上在建的悉數產能約有162.7GW。
但同樣的,HJT技能也存在痛點:
●產線與PERC不兼容,增配非晶硅與導電膜沉積設備,增加靶材需求。
●需求雙面銀漿,且對印刷精度要求更高。
●硅片、輔材、設備需求針對性開發以及提效降本。
索比咨詢以為,因為HJT是一個全新的技能道路,因而在工業生態上落后于愈加老練的TOPCon,這也是HJT企業所亟需處理的問題。上表能夠看出,通威、隆基并沒有“All in”HJT,設備龍頭也只有邁為在全力推動。所以HJT要處理的,不僅僅從理論技能上與TOPCon“打打殺殺”,更要樹立生態,做好工業協同的“人情世故”。
HJT工藝“少便是多”的極簡特性,注定了它是一個與大尺度技能相同更需求工業生態的技能。出資異質結的企業多為創新式企業,或者光伏職業的后進入者,愈加考驗生態建立能力。
但也正因如此,異質結技能的前進空間巨大。依據安全證券的計算,現在HJT技能發展方向如下:
HJT技能帶動了一大批設備、輔材企業的技能前進,現在N型硅片、膠膜、漿料、靶材等各環節都有著長足的前進,僅此一項就已功不可沒。而且從工業技能趨勢上看,HJT各種特性更符合技能發展規律,僅僅興起仍要時間。
HJT的危險在于:
●龍頭因為舊有產能和避險情緒,短期內拋棄HJT道路,推遲HJT生態建設。
●非晶硅晶向擺放無序導致工藝原理較難打破,現在邁為等企業現已研討微晶化提效計劃。
●銀替代等關鍵技能是否會遇到階段性瓶頸。
此外,HJT技能雖然所全新的,但依然以裝備、資料為主,因而步入老練期后會逐漸過渡,先發企業取得盈利切一大塊蛋糕但不存在推翻職業的情況。
IBC
少數人的真理
IBC/ABC/HBC系穿插背接觸電池,正面沒有電極,正負金屬柵線散布在電池反面,通過金字塔絨面結構和減反射層陷光,最大極限使用正面入射光,理論功率可達29.1%,高于TOPCon的28.7%和28.5%,是晶硅組件技能中功率上限最高的。一起IBC組件表面美觀,更適用于BIPV項目,可享受更高溢價。
另外,ABC與HJT的電池出產工藝對大尺度也愈加友愛,能夠帶來本錢進一步下降。
IBC主要有四種工藝道路:
●一是以SunPower為代表的經典IBC工藝。
●二是以德國哈梅林太陽能研討所(ISFH)為代表的POLO-IBC工藝。
●三是以Kaneka為代表的HBC工藝,愛旭股份的ABC技能道路,是自主研制的第四條工藝道路。
IBC工藝較為雜亂且本錢較高,重點工序有離子注入、掩膜、開槽、蝕刻以及PN區制備,關鍵工藝在于在電池反面構成穿插擺放的P+區和N+區,并在上面構成金屬化接觸。一起,IBC技能由美國Sunpower公司開創,依然在專利保護期。
這兩點原因讓IBC技能陽春白雪,很多人獵奇為何IBC沒有成為干流技能。主要是因為工藝難度極大,需求較多半導體工藝,一起“屢次絲網印刷”、“準確對準工藝”、“離子注入”、“激光刻蝕”等技能,或設備昂貴,或工藝雜亂,良率不高。現在僅有愛旭、中環(MAXEON)、隆基、黃河水電幾家在做。
但需求留意的是,這四家也是業界電池工藝最搶先的頭部企業。即便是業界公認電池技能最精且全力“All in”ABC電池的愛旭,良率現在也只有95%左右,所以這是一個遠景光明但路上布滿荊棘的路。
也有業界人士因良率唱衰IBC技能,但實踐上,良率是工程性的問題,總會不斷爬坡改進,因而IBC技能的進一步老練僅僅時間問題。
一起IBC技能因為過高的門檻,即便上述四家企業真正把技能做到徹底老練,短期內也不會改動市場格式,IBC廠家會依靠高門檻、高性能擭取更高的超額利潤。
所以,我們預計晶體硅的未來中期格式應該是三種技能并存的情況,TOPCon充分使用PERC“遺產”后逐漸交棒HJT,IBC暫時依然是一種小眾技能,長處是一旦老練,獲益豐盛,但一起也與現在的HJT相同,愈加垂青生態的樹立。
鈣鈦礦
天選之子的天花板有多高
鈣鈦礦近年來一直十分熱門,全球多家研討機構和高校都在尋求鈣鈦礦的打破。除了看好新能源這個賽道之外,鈣鈦礦的研制熱潮背面有其五大優勢:
鈣鈦礦的功率“天花板”更高
晶硅電池理論上的功率極限是29.4%,實踐條件可實現的工程極限功率是27.1%;量產電池方面,依據中國光伏職業協會(CPIA)預測,到2030年,常規PERC晶硅電池功率24.1%,HJT電池功率26%,TOPCon電池功率25.6%,IBC電池功率26.2%,迫臨工程極限,而鈣鈦礦單結電池理論極限33%。一起,鈣鈦礦電池的結構特性使其對雜質和缺點的容忍度十分高,因而實踐出產更簡單迫臨理論極限。
鈣鈦礦的本錢更低
鈣鈦礦太陽電池資料用量小、制程短、對資料純度的要求低、出產過程能耗低、工業鏈短,是一種“天然的低本錢”的光伏技能,鈣鈦礦組件的單瓦本錢能夠做到6毛錢以下。
技能發展速度快
極電光能聯合創始人、總裁于振瑞指出,晶硅技能經歷了近70年的發展功率才達到26.7%、經過了40多年實驗室研制才開始進入大規模工業化。而鈣鈦礦自2009年誕生,只用了12年就步入工業化時代,且功率屢創新高,現已達到25.7%,迫臨晶硅電池的最高功率。當時關于鈣鈦礦太陽電池的研討依然異常活躍,重大發現屢見Nature、Science等最高學術刊物的報道,還有巨大的技能潛力可挖;
工業生態簡單建立
鈣鈦礦工藝流程十分短,在FTO導電玻璃的基礎上,只需求四道主要的鍍膜工藝就可完成電池的制備。從初始原資料到成品光伏組件,全流程能夠在一個工廠完成。鈣鈦礦出產所需原資料沒有貴重資料,且供給安穩,不會產生上游原資料供給短缺和提價的限制。通明導電玻璃是老練的技能,只需有需求,產能可敏捷擴展,價格也會快速下降。鈣鈦礦光伏的工業鏈很簡單建立起來,因而,只需技能一旦老練,快速大規模工業化很簡單實現。
外觀美麗、弱光發電性能好
鈣鈦礦外觀美麗、弱光發電性能好、能夠制備在柔性基底上,因而產品形狀和外觀能夠多樣化,不但能夠像晶硅光伏組件相同用于各類大型光伏電站,還能夠使用于BIPV光電修建、太陽能汽車、景觀光伏、便攜電源、傳感器電源等各類“光伏+”場景,使用范圍更廣。
此外,鈣鈦礦是被光伏各界極罕見所共同接受的未來技能,簡直一切的光伏企業都以為鈣鈦礦是光伏工業的未來,僅僅在做單結結構仍是疊層結構上存在不同技能道路,所以不存在技能道路零和博弈帶來的危險:只需技能老練可靠,就能夠取得成功。
鈣鈦礦需的研討方向除了功率提高之外,更重要的仍是如何進行大尺度下功率不敏捷下降的問題。跟著新式資料與新式工藝的出現,鈣鈦礦技能也在不斷前進。但究竟未來終極的光伏電池是單結鈣鈦礦仍是與HJT或IBC電池做疊層,還要拭目以待。