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HJT電池效率和組件功率相對(duì)更高,更有可能成為未來(lái)主流132015年三洋HJT專利保護(hù)結(jié)束,技術(shù)壁壘消除:1992
年日本三洋公司第一次成功制備了
HIT電池,2009年日本
Panasonic
公司收購(gòu)三洋公司后繼續(xù)開(kāi)發(fā)HIT電池,2015年三洋HIT
電池轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到
25.6
。
HIT
已被日本三洋公司申請(qǐng)為注冊(cè)商標(biāo),所以又被稱為
HJT。
2015
年三洋HJT專利保護(hù)結(jié)束,技術(shù)壁壘消除;HJT電池為雙面對(duì)稱式結(jié)構(gòu):從結(jié)構(gòu)來(lái)看,HJT電池在硅片正面依次沉積本征非晶硅薄膜
(i-a-Si:H)和p
型非晶硅薄膜(p-a-Si:H),再沉積透明氧化物導(dǎo)電薄膜TCO,硅片背面依次沉積本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和n
型非晶硅薄膜(n-a-Si:H)形成背表面場(chǎng),再沉積透明氧化物導(dǎo)電薄膜TCO,最后再完成金屬化;HJT電池的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括制絨清洗、硅基薄膜沉積(PECVD)、透明導(dǎo)電薄膜沉積(PVD)、絲網(wǎng)印刷四步:HJT電池全部生產(chǎn)流程包括預(yù)清洗/吸雜、硅片制絨清洗、PECVD沉積正反面本征非晶硅膜層和摻雜微晶硅膜層、PVD
沉積正反面
TCO
薄膜、絲網(wǎng)印刷正反面柵線電極、低溫固化。HJT電池為雙面對(duì)稱式結(jié)構(gòu),主要生產(chǎn)流程僅包括4步:三五互聯(lián)公司公告,邁為股份官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所圖:HJT電池的基本結(jié)構(gòu)圖:HJT電池的基本結(jié)構(gòu)HJT的電池效率相對(duì)更高,更有可能成為未來(lái)主流:中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)CPIA公眾號(hào),隆基綠能公眾號(hào),天合光能公眾號(hào),晶科能源公眾號(hào),邁為股份公眾號(hào),中能傳媒能源制造公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所效率上限決定未來(lái)主流晶硅電池路線選擇:通過(guò)復(fù)盤PERC電池替代BSF電池,以及TOPCon電池開(kāi)始替代PERC電池,可以看到晶硅電池的發(fā)展一直在朝著更高轉(zhuǎn)換效率的方向去演進(jìn),我們認(rèn)為高效率晶硅電池的高量產(chǎn)成本有望隨著相關(guān)技術(shù)和工藝進(jìn)步而得到解決,未來(lái)更有可能成為主流電池路線選擇的還是具備更高轉(zhuǎn)換效率上限的晶硅電池;理論效率方面,HJT電池大于單面POLY的TOPCon電池:晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率可分為理論效率、實(shí)驗(yàn)室效率和量產(chǎn)效率,從理論效率來(lái)看,PERC的理論效率上限僅為24.5
,TOPCon電池在可實(shí)現(xiàn)雙面POLY的情況下則可達(dá)到28.7
的理論效率,若是單面POLY則為27.1
,HJT的理論效率上限為28.5
,與雙面POLY的TOPCon電池理論效率接近,但考慮到TOPCon電池實(shí)現(xiàn)雙面POLY的難度較大,HJT與單面POLY的TOPCon電池相比在理論效率上具有比較優(yōu)勢(shì);實(shí)驗(yàn)室效率方面,HJT電池大于TOPCon電池:2022年9月邁為和sundrive聯(lián)合開(kāi)發(fā)的M6尺寸無(wú)種子層電鍍HJT電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.41
,2022年11月隆基自主研發(fā)的HJT電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.81
,同時(shí),2022年12月晶科能源自主研發(fā)的182
TOPCon電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.4
,實(shí)驗(yàn)室效率來(lái)看HJT電池相較TOPCon電池更高。表:三種類型電池效率對(duì)比平均量產(chǎn)效率(2022)實(shí)驗(yàn)室效率理論效率上限PERCTOPConHJT23.2%24.5%24.6%24.5%(天合)26.4%(晶科)26.81%(隆基,微晶HJT);26.41%(邁為&sundrive)24.5%28.7%(雙面POLY)/27.1%(單面POLY)28.5%HJT的組件輸出功率相對(duì)更高,更有可能成為未來(lái)主流:三五互聯(lián)公司公告,天風(fēng)證券研究所表:各類型電池參數(shù)指標(biāo)對(duì)比HJT常規(guī)單晶常規(guī)多晶單晶PERCTOPConN-PERTIBC雙面率>95%00>70%>80%>80%0LID0%1%1%1%0%0%0%LeTID無(wú)有有有有有有溫度系數(shù)-0.25%-0.42%-0.45%-0.37%-0.33%-0.35%-0.35%工藝步驟4668121220弱光響應(yīng)高低低低高高高HJT電池產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率高,溫度系數(shù)低,無(wú)LID和PID效應(yīng),組件功率相對(duì)更高,更有可能成為未來(lái)主流:開(kāi)路電壓高,轉(zhuǎn)換效率高;溫度系數(shù)低,光照升溫下功率輸出優(yōu)于常規(guī)電池;無(wú)
LID(光衰)和
PID(電位誘發(fā)衰減,常規(guī)電池組件的玻璃中的電子遷移到電池片表面發(fā)生相互作用)效應(yīng);結(jié)構(gòu)對(duì)稱,易于實(shí)現(xiàn)薄片化;低溫工藝,能耗低。HJT短期破局之道:雙面微晶+0BB27雙面微晶可帶來(lái)約1
的電池效率絕對(duì)值提升,主要難點(diǎn)在于增加氫稀釋率。HJT非晶產(chǎn)線升級(jí)到微晶產(chǎn)線需要在射頻系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、工藝配方等方面進(jìn)行改進(jìn),目前微晶N層工藝已經(jīng)成熟,金剛光伏2022年5月已量產(chǎn),N面微晶電池平均效率較非晶已提升0.4
-0.5
,組件功率已提升15-25W(針對(duì)M6-72片雙玻版型),效率標(biāo)準(zhǔn)偏差約0.1
,微晶P層預(yù)計(jì)23年導(dǎo)入量產(chǎn),效率有望突破25.5
。制備微晶硅技術(shù)的難點(diǎn)在于增加氫稀釋率,解決辦法包括提高功率,提高頻率,增加設(shè)備。目前單面微晶的HJT電池量產(chǎn)平均效率約25
,金剛光伏酒泉4.8GW雙面微晶設(shè)備已進(jìn)入調(diào)試階段。雙面微晶帶來(lái)電池效率絕對(duì)值約1%的提升,設(shè)備已開(kāi)始調(diào)試:中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)CPIA公眾號(hào),華晟新能源公眾號(hào),金剛光伏公司公告,天風(fēng)證券研究所圖:異質(zhì)結(jié)電池的改進(jìn)方向:效率24-26的結(jié)構(gòu)
圖:微晶硅工藝的難點(diǎn)進(jìn)展量產(chǎn)平均電池效率組件功率G12-132
量產(chǎn)異質(zhì)結(jié)組件功率最高達(dá)715W2023.01 華晟新能源2023.01 華晟新能源2022.09 金剛光伏2023.01 金剛光伏210182210210單面雙面單面雙面已量產(chǎn)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)已量產(chǎn)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)25%25.5%(目標(biāo))25%25.5%(預(yù)計(jì))表:HJT單面微晶電池量產(chǎn)平均效率已達(dá)到25時(shí)間 企業(yè)名稱 硅片尺寸 單面/雙面0BB可同時(shí)完成提效降本,專利方面東方日升布局較多:0BB只網(wǎng)印細(xì)柵,利用內(nèi)嵌銅線的聚合物薄膜代替主柵,并優(yōu)化了細(xì)柵的寬度和間距,減少了電池遮光面積和電阻損失,帶來(lái)電池效率的提升和漿料耗量的節(jié)省。0BB專利方面,國(guó)內(nèi)東方日升申請(qǐng)了較多與無(wú)主柵太陽(yáng)能電池串連接方法、組件制備方法相關(guān)的專利。TOPCon也可以應(yīng)用0BB,但由于HJT電池的漿料耗量更多,且HJT可以使用銀包銅,整體來(lái)看0BB給HJT帶來(lái)的成本節(jié)約更多。2022年HJT純銀低溫銀漿耗量約23mg/W,TOPCon電池約14mg/W,加之HJT可使用銀包銅漿料,HJT應(yīng)用0BB后相比TOPCon預(yù)計(jì)可節(jié)省更多漿料用量。0BB對(duì)于HJT可同時(shí)帶來(lái)降本+提效,東方日升0BB專利布局較多:國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局,愛(ài)康科技公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所CN115295673A2022.08.11太陽(yáng)能電池串的連接方法及光伏組件 東方日升新能源股份有限公司CN217883369U2022.07.12一種太陽(yáng)能電池測(cè)試裝置 東方日升(常州)新能公開(kāi)號(hào)CN114023841A2021.11.03CN114023842A2021.11.03源有限公司太陽(yáng)能電池串的連接方法、太陽(yáng)能電池組
東方日升新能源股份有件及其制備工藝 限公司太陽(yáng)能電池串的連接方法、太陽(yáng)能電池組
東方日升新能源股份有件及其制備方法 限公司CN114023840A2021.11.03件的制作方法太陽(yáng)能電池串的連接方法、太陽(yáng)能電池組
東方日升新能源股份有CN214848646U2021.07.08
光伏組件CN215988800U2021.06.18
光伏組件以及光伏串焊設(shè)備限公司東方日升(常州)新能源有限公司東方日升(常州)新能源有限公司CN114765229A2020.12.30一種太陽(yáng)能電池組件的封裝方法及太陽(yáng)能
東方日升(常州)新能電池組件 源有限公司圖:東方日升在無(wú)主柵技術(shù)上有較多專利布局 圖:一種無(wú)主柵電池和焊帶的連接方法(浙江制能科技)申請(qǐng)日 發(fā)明名稱 申請(qǐng)人銀包銅:銀包銅技術(shù)通過(guò)化學(xué)鍍的方式,在超細(xì)銅粉表面形成不同厚度的銀鍍層,調(diào)節(jié)漿料的銀、銅比例提高抗氧化能力,來(lái)實(shí)現(xiàn)低價(jià)金屬代替高價(jià)金屬的降本目標(biāo)。目前,蘇州晶銀已經(jīng)出貨50
銀含量的漿料產(chǎn)品應(yīng)用于背面細(xì)柵,整體可靠性還需驗(yàn)證;激光轉(zhuǎn)印:激光轉(zhuǎn)印技術(shù)是通過(guò)在柔性透光材料的凹槽上填充漿料,再用激光高速圖形化掃描,將漿料從柔性透光材料上轉(zhuǎn)移至硅片表面形成柵線。由于采用非接觸印刷模式,激光轉(zhuǎn)印可降低隱裂、碎片、污染、劃傷等風(fēng)險(xiǎn),適用于薄片化、柔性異質(zhì)結(jié)電池。同時(shí),相比傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷,激光轉(zhuǎn)印技術(shù)可大幅降低HJT柵線線寬,實(shí)現(xiàn)銀漿消耗量減少,帝爾激光轉(zhuǎn)印設(shè)備在HJT上可節(jié)約30
-40
漿料并帶來(lái)電池效率0.3
以上的提升。50%銀含量的銀包銅漿料已經(jīng)出貨,激光轉(zhuǎn)印可進(jìn)一步降低漿料耗量:帝爾激光公司公告,蘇州固锝公司公告,中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)CPIA公眾號(hào),《低成本銀包覆銅導(dǎo)電漿料的可控制備及其在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用》,劉徐遲,
愛(ài)康科技公眾號(hào)等,天風(fēng)證券研究所圖:化學(xué)置換制備銀包銅顆粒原理圖HJT中期破局之道:銅電鍍+無(wú)銦化311
成本瓶頸而非效率瓶頸銅電鍍:對(duì)于HJT的主要意義在于提效,遠(yuǎn)期量產(chǎn)成本預(yù)計(jì)與銀包銅相當(dāng)銅電鍍的基本原理:銅電鍍是一種非接觸式的電極金屬化技術(shù),在基本金屬表面通過(guò)電解方法沉積金屬銅制作銅柵線,用于收集光伏效應(yīng)產(chǎn)生的載流子。銅電鍍對(duì)于HJT的意義:提效
>
降本優(yōu)勢(shì)1:銅電鍍效率更高:銅柵線相比銀柵線形貌更好,體電阻率更低,導(dǎo)電性更強(qiáng),同時(shí),銅柵線與TCO薄膜之間附著更為緊密,接觸電阻相比低溫銀漿更小,綜合來(lái)看可提高電池轉(zhuǎn)換效率;優(yōu)勢(shì)2:銅電鍍金屬化成本可與銀包銅相當(dāng):我們預(yù)計(jì)遠(yuǎn)期銀包銅+0BB的金屬化成本可降至0.06元/W,銅電鍍成熟后預(yù)計(jì)量產(chǎn)成本也約0.06元/W,但銅電鍍可提效0.2%-0.3%,銀包銅可能會(huì)降效;圖:采用銅柵線的異質(zhì)結(jié)電池結(jié)構(gòu)圖:純銅的導(dǎo)電能力好于低溫銀漿圖:銅柵線與ITO接觸更為致密圖:銅柵線形貌更好圖:銅電鍍的工藝路線銅電鍍:主流工藝路線為PVD沉積種子層-圖形化-金屬化圖:銅電鍍的圖形化工藝路線選擇多樣異質(zhì)結(jié)電池銅電鍍的第一步可分為有種子層和無(wú)種子層,由于無(wú)種子層難度較大,目前以有種子層為主。異質(zhì)結(jié)電池銅電鍍圖形化環(huán)節(jié)可供選擇的技術(shù)路線有三大類,目前尚未統(tǒng)一:第一大類是光刻,根據(jù)是否有掩膜又分為兩種,一是需要使用掩膜的光刻,包括投影式光刻、接近/接觸式光刻,二是無(wú)需使用掩膜的光刻,直寫光刻根據(jù)輻射源的不同大致可進(jìn)一步分為光學(xué)直寫光刻和帶電粒子直寫光刻,其中芯碁微裝可提供直寫光刻LDI設(shè)備;第二大類是噴墨打??;第三大類是激光開(kāi)槽,該方式一般用于IBC電池的背面柵線制備。圖:銅電鍍的圖形化環(huán)節(jié)可供選擇的技術(shù)路線較多,目前尚未達(dá)成統(tǒng)一銅電鍍:圖形化環(huán)節(jié)技術(shù)路線多樣,目前尚未統(tǒng)一圖:直寫光刻、接近接觸式光刻、投影式光刻示意圖銅電鍍圖形化:激光直寫&投影式光刻激光直寫光刻可用于滿足低端IC制造需求,相比激光直寫光刻,帶電粒子直寫光刻精度更高,但產(chǎn)能效率低,設(shè)備昂貴,對(duì)使用環(huán)境要求較高,該項(xiàng)技術(shù)目前主要應(yīng)用在高端IC
掩膜版制版領(lǐng)域,應(yīng)用領(lǐng)域較為狹窄;掩膜光刻可用于滿足中高端IC制造需求。圖:LDI激光直寫示意圖應(yīng)用領(lǐng)域直寫光刻掩膜光刻光刻精度要求激光直寫光刻帶電粒子束直寫光刻IC前道制造滿足低端IC制造需求-滿足中高端IC制造需求高IC、FPD掩膜版制版FPD制造所需的掩膜版制版及IC制造所需的中低端掩膜版制版需求滿足IC制造高端掩膜版制版需求-中等IC后道封裝滿足先進(jìn)封裝需求-較低FPD制造滿足低世代線需求-滿足先進(jìn)封裝需求滿足中高世代線需求較低表:掩膜光刻與直寫光刻的比較銅電鍍:激光直寫vs投影式光刻表:雙面水平電鍍、垂直連續(xù)電鍍和VDI電鍍之間比較金屬化:目前產(chǎn)業(yè)主要在開(kāi)發(fā)的是水平電鍍、VCP電鍍和VDI電鍍。東威科技第三代垂直連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備產(chǎn)能8000片/小時(shí),可達(dá)量產(chǎn)要求;1GW電鍍?cè)O(shè)備需2-3臺(tái),一臺(tái)設(shè)備對(duì)應(yīng)價(jià)值量在1500-2000萬(wàn)元,1GW電鍍?cè)O(shè)備價(jià)值量約5000萬(wàn)左右;若驗(yàn)證順利有望于23年底前導(dǎo)入量產(chǎn);羅博特科目前一套單軌產(chǎn)線的銅電鍍?cè)O(shè)備對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配置是600MW,單軌700-800MW的設(shè)備也可進(jìn)行定制化開(kāi)發(fā),在2月底或3月初將進(jìn)入第二階段驗(yàn)證,與自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行全面對(duì)接,收集整線跑通數(shù)據(jù)結(jié)果。水平電鍍VCP電鍍VDI電鍍?cè)O(shè)備企業(yè)捷得寶東威科技羅博特科產(chǎn)能8000片/小時(shí)單軌產(chǎn)能600-800MW第一階段可行性論證通過(guò),在產(chǎn)業(yè)進(jìn)展若驗(yàn)證順利,23年底前導(dǎo)入量產(chǎn)2月底或3月初將進(jìn)入第二階段驗(yàn)證,與自動(dòng)化設(shè)備全面對(duì)接,收集整線跑通數(shù)據(jù)結(jié)果量產(chǎn)難點(diǎn):設(shè)備端:如何控制低成本情況下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的大產(chǎn)能是關(guān)鍵;工藝端:(1)銅柵線相比銀柵線更容易出現(xiàn)脫柵:銅柵線是實(shí)心的,且柵線寬度更細(xì),細(xì)柵線與TCO的接觸面積更??;(2)銅柵線的氧化問(wèn)題:銅柵線在制作過(guò)程中會(huì)在兩個(gè)環(huán)節(jié)可能被氧化,一是用磁控濺射做完的種子層需要進(jìn)入顯影液中時(shí);二是電池片生產(chǎn)完成沒(méi)有短時(shí)間內(nèi)完成封裝時(shí),防止銅氧化的解決辦法是鍍錫,錫的厚度約為1微米;材料端:圖形化環(huán)節(jié)中可以匹配光伏需求的低成本油墨開(kāi)發(fā)較難;環(huán)保端:銅電鍍由于濕法工藝較多,會(huì)產(chǎn)生較多含銅的工業(yè)廢水。圖:垂直電鍍的原理示意圖銅電鍍:金屬化設(shè)備名義產(chǎn)能已達(dá)到量產(chǎn)要求,設(shè)備、工藝、材料、環(huán)保等方面尚待成熟圖:銅電鍍的圖形化工藝路線選擇多樣HJT電池中的TCO膜層需同時(shí)滿足多項(xiàng)要求,未來(lái)有望通過(guò)設(shè)備改進(jìn)或復(fù)合膜層的設(shè)計(jì)來(lái)降低靶材成本。HJT電池中的TCO膜層需同時(shí)滿足透明性好、電導(dǎo)率高、與其接觸的硅薄膜的功函數(shù)相匹配、靶材料成本要足夠低、鍍成的薄膜較為穩(wěn)定等要求。功函數(shù)匹配方面,由于HJT在HJT電池中TCO膜層與N型或P型非晶硅膜層接觸,屬于半導(dǎo)體與半導(dǎo)體接觸,TCO膜與金屬電極接觸,屬于半導(dǎo)體和金屬接觸;這兩種界面之間,當(dāng)材料間功函數(shù)不匹配時(shí)會(huì)產(chǎn)生大的接觸電阻。目前HJT電池中較高的靶材成本主要由稀有元素銦構(gòu)成,2023年2月23日銦價(jià)為230美元/公斤,未來(lái)可能通過(guò)復(fù)合膜層等方式來(lái)減少銦的用量。圖:應(yīng)用TCO復(fù)合膜層的HJT電池結(jié)構(gòu)示意圖無(wú)銦化:TCO膜層各項(xiàng)要求較高,可通過(guò)復(fù)合膜層等方式實(shí)現(xiàn)降本HJT遠(yuǎn)期破局之道:鈣鈦礦疊層418已有中試線:華晟新能源(完成實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦-HJT疊層電池
M6
大面積疊層均勻制備,目標(biāo)2025年實(shí)現(xiàn)G12異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦晶硅疊層電池效率30%,G12-132組件功率840W+)、牛津光伏(金風(fēng)科技入股,已有鈣鈦礦疊層電池產(chǎn)線);中試線規(guī)劃建設(shè)中:寶馨科技(布局2GW異質(zhì)結(jié)電池項(xiàng)目,與張春福、朱衛(wèi)東教授團(tuán)隊(duì)建立HJT-鈣鈦礦疊層電池合作關(guān)系,2024年啟動(dòng)100MW鈣鈦礦疊層線的建設(shè),實(shí)驗(yàn)室效率大于32%,加速老化等效外推達(dá)到25年;2026年鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層GW級(jí)產(chǎn)線升級(jí),實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)210半片鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層電池,電池效率在基底異質(zhì)結(jié)的基礎(chǔ)上提升率大于15%,首年衰減不超過(guò)3%,以后每年衰減不超過(guò)0.5%);已有實(shí)驗(yàn)線:晶科能源(實(shí)驗(yàn)室中研發(fā),Topcon/鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池效率達(dá)27.6%)、通威股份(鈣鈦礦實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)建立完成,首塊鈣鈦礦電池原定2022年內(nèi)下線)。異質(zhì)結(jié)與鈣鈦礦具有良好的疊層電池匹配度,國(guó)內(nèi)企業(yè)已開(kāi)始陸續(xù)布局圖:HJT/鈣鈦礦疊層電池結(jié)構(gòu) 圖:鈣鈦礦吸收短波長(zhǎng)的光,晶硅層吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)光鈣鈦礦太陽(yáng)電池和傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)電池疊加形成的疊層太陽(yáng)電池,寬帶隙鈣鈦礦材料吸收短/中波段入射光,窄帶系單晶硅材料吸收中/長(zhǎng)波段入射光,可最大限度利用太陽(yáng)光。HJT/鈣鈦礦疊層電池可實(shí)現(xiàn)更高的光電轉(zhuǎn)換效率:在轉(zhuǎn)化效率貢獻(xiàn)上,異質(zhì)結(jié)可以貢獻(xiàn)25%-26%的轉(zhuǎn)化效率,而鈣鈦礦疊層則是增加其3%-5%增量效益。
成本瓶頸而非效率瓶頸異質(zhì)結(jié)/鈣鈦礦疊層電池制備流程包括6步:(1)清洗制絨;(2)硅基薄膜沉積(鈍化表面結(jié)構(gòu),形成PN結(jié));(3)透明導(dǎo)電薄膜沉積;(4)ETL層和鈣鈦礦層沉積;(5)HTL層和受光面TCO層沉積;(6)金屬化。異質(zhì)結(jié)/鈣鈦礦疊層電池制備流程包括6步圖:HJT-鈣鈦礦疊層電池生產(chǎn)步驟 圖:HJT-鈣鈦礦疊層電池生產(chǎn)步驟示意圖HJT大規(guī)模商業(yè)化需要三大前置條件;23年重點(diǎn)看漿料成本,23年底HJT電池片單W成本預(yù)計(jì)比TOPCon高0.03元;24年重點(diǎn)看靶材成本,24年底HJT電池片單W成本預(yù)計(jì)比TOPCon高0.02元或持平。521電池效率方面:HJT在電池絕對(duì)效率上需比TOPCon電池高約1
。根據(jù)CPIA,2022年TOPCon電池平均轉(zhuǎn)換效率為24.5
,HJT電池平均轉(zhuǎn)換效率為24.6
,HJT相比TOPCon尚未體現(xiàn)出效率上的明顯優(yōu)勢(shì)。由于TOPCon電池的初始設(shè)備投資成本約1.8億元/GW,HJT預(yù)計(jì)為3.5億元/GW,展望遠(yuǎn)期來(lái)看HJT的初始設(shè)備投資依舊會(huì)高于TOPCon,若HJT組件和TOPCon組件的單W盈利相同,就算單W生產(chǎn)成本可與TOPCon打平,同樣在5年的技術(shù)迭代周期內(nèi)HJT的盈利能力也不如TOPCon。因此,我們認(rèn)為在以TOPCon為對(duì)標(biāo)之下,HJT大規(guī)模商業(yè)化的前置條件之一為需在效率上領(lǐng)先TOPCon約1
。若以TOPCon25
的電池效率計(jì)算,1
的絕對(duì)效率增益對(duì)應(yīng)組件功率約4
的提升,理論上在組件端相比TOPCon可獲得約2毛的溢價(jià),即使在相對(duì)保守的假設(shè)下進(jìn)行測(cè)算,溢價(jià)預(yù)計(jì)可達(dá)到約1毛,相應(yīng)HJT的成本回收周期可與TOPCon持平甚至更短,后續(xù)盈利能力也會(huì)更強(qiáng)。HJT大規(guī)模商業(yè)化的前置條件:相比TOPCon效率高約1%、成本即將打平、相關(guān)供應(yīng)鏈成熟穩(wěn)定:中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)CPIA官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所圖:2018-2022年間HJT電池與TOPCon電池效率0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%圖:2018-2022年間PERC電池與BSF電池效率25.0%2018
20192020BSF-多晶PERC-多晶2021 2022PERC-單晶25.0%24.0%23.0%22.0%21.0%20.0%19.0%20182019TOPCon電池2020
2021
2022異質(zhì)結(jié)電池:TCL中環(huán)公眾號(hào),聚和材料招股說(shuō)明書,晶科能源公司公告,財(cái)聯(lián)社公眾號(hào),SOLARZOOM光儲(chǔ)億家公眾號(hào),中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)CPIA官網(wǎng),Wind,天風(fēng)證券研究所成本方面:行業(yè)開(kāi)始大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)新型電池的時(shí)間點(diǎn)是在成本即將打平時(shí),而非完全打平時(shí)。行業(yè)開(kāi)始進(jìn)行新型電池技術(shù)路線的迭代升級(jí)時(shí),新型電池的總成本往往略高于原有電池路線,憑借更高組件功率獲得的溢價(jià)可在整體經(jīng)濟(jì)性上占優(yōu)。2022年TOPCon電池片單W成本相比PERC高0.04元,HJT相比PERC高0.11元,我們預(yù)計(jì)23年底TOPCon單W電池片成本可以與PERC打平,HJT相比PERC略高。我們認(rèn)為HJT降本進(jìn)度取決于以下幾方面,一是量產(chǎn)應(yīng)用雙面微晶后的HJT電池效率和生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定性;二是串焊機(jī)是否可支持更薄厚度的硅片和0BB組件;三是銀包銅在電站端的可靠性驗(yàn)證;四是設(shè)備零部件是否可進(jìn)一步國(guó)產(chǎn)化來(lái)降低整線投資成本。供應(yīng)鏈穩(wěn)定性方面:我們認(rèn)為HJT大規(guī)模商業(yè)化需主流大廠的認(rèn)可,建立成熟穩(wěn)定的供應(yīng)鏈體系相對(duì)重要。圖:2022年P(guān)ERC、TOPCon、HJT成本對(duì)比含稅價(jià)格單位PERCTOPConHJT硅片成本元/W0.810.800.76漿料成本元/W0.060.080.14靶材成本元/W--0.044設(shè)備折舊元/W0.0130.0180.036人工成本元/W0.010.020.02電力成本元/W0.0270.0280.024其他成本+期間費(fèi)用元/W0.100.100.10非硅成本合計(jì)元/W0.210.240.36電池片成本元/W1.021.051.12電池片良率99.0%98.0%98.0%電池片全成本元/W1.031.071.14HJT大規(guī)模商業(yè)化的前置條件:相比TOPCon效率高約1%、成本即將打平、相關(guān)供應(yīng)鏈成熟穩(wěn)定成本測(cè)算:硅料價(jià)格下降至10萬(wàn)元/噸時(shí),HJT單W硅片成本預(yù)計(jì)相比TOPCon節(jié)約0.04元:PVinfolink公眾號(hào),TCL中環(huán)公眾號(hào),晶科能源公司公告,東方日升公司公告,天風(fēng)證券研究所2023年需關(guān)注硅料價(jià)格下降對(duì)于HJT與TOPCon動(dòng)態(tài)成本比較上的影響,經(jīng)我們測(cè)算,當(dāng)硅料價(jià)格由25萬(wàn)元/噸下降至15萬(wàn)元/噸和10萬(wàn)元/噸時(shí),HJT相比TOPCon在單W硅片成本上均會(huì)由節(jié)約0.06元變?yōu)楣?jié)約0.04元:23年初,假設(shè)按硅料25萬(wàn)元/噸、硅片厚度TOPCon140μm、HJT130μm,HJT單W硅片成本相比TOPCon節(jié)約0.06元;23年底,假設(shè)按硅料15萬(wàn)元/噸、TOPCon硅片130μm、HJT
硅片120μm,HJT單W硅片成本相比TOPCon節(jié)約0.04元;24年底,按相對(duì)極限值去測(cè)算,即硅料價(jià)格10萬(wàn)元/噸、TOPCon硅片125μm、HJT硅片100μm,HJT單W硅片成本相比TOPCon同樣會(huì)節(jié)約0.04元。表:不同硅料價(jià)格下HJT、TOPCon單W硅片成本測(cè)算硅料價(jià)格(萬(wàn)元/噸)10152025TOPConHJTTOPConHJTTOPConHJTTOPConHJT硅片尺寸182210182210182210182210中環(huán)硅片厚度(μm)130130130130140130140130中環(huán)硅片價(jià)格(元/pc)5.497.275.947.816.528.357.008.89電池片效率25.5%26.0%25.0%25.5%24.8%25.3%24.5%25.0%單片電池片功率(W)8.4411.478.2711.258.2011.168.1011.03實(shí)際使用硅片厚度(μm)125100130120140130140130實(shí)際使用硅片價(jià)格(元/片)5.467.025.947.686.528.357.008.89單W硅片成本(元/W)0.650.610.720.680.790.750.860.81HJT-TOPCon單W節(jié)約(元)-0.04-0.04-0.05-0.06成本測(cè)算:硅料降價(jià)后23年重點(diǎn)看漿料成本,年底HJT電池片單W成本預(yù)計(jì)比TOPCon高0.03元24年重點(diǎn)看靶材成本,若實(shí)現(xiàn)無(wú)銦化則有望與TOPCon電池片打平含稅價(jià)格單位PERCTOPConHJT硅片成本元/W0.750.720.68漿料成本元/W0.050.060.08靶材成本元/W--0.034設(shè)備折舊元/W0.0130.0180.036人工成本元/W0.010.020.02電力成本元/W0.020.020.02其他成本+期間費(fèi)用元/W0.100.100.10非硅成本合計(jì)元/W0.190.220.29電池片成本元/W0.940.940.97電池片良率99.0%98.0%98.0%電池片全成本元/W0.950.960.99含稅價(jià)格單位PERCTOPConHJT硅片成本元/W0.700.650.61漿料成本元/W0.050.050.07靶材成本元/W--0.023設(shè)備折舊元/W0.0130.0160.03人工成本元/W0.010.020.02電力成本元/W0.020.020.02其他成本+期間費(fèi)用元/W0.100.100.10非硅成本合計(jì)元/W0.190.200.26電池片成本元/W0.890.850.88電池片良率99.0%98.0%98.0%電池片全成本元/W0.900.870.892023年硅料價(jià)格下降后需重點(diǎn)關(guān)注HJT漿料降本進(jìn)展,假設(shè)2023年底硅料價(jià)格按15萬(wàn)元/噸,HJT在應(yīng)用0BB+銀包銅后預(yù)計(jì)漿料成本為0.08元/W,則2023年底HJT單W電池片全成本預(yù)計(jì)比TOPCon貴0.03元;假設(shè)2024年底硅料價(jià)格按10萬(wàn)元/噸,HJT單W漿料成本進(jìn)一步下降至0.07元/W,同時(shí)HJT靶材成本若可降至0.003元/W左右,則HJT電池片全成本有望與TOPCon打平;HJT單GW設(shè)備投資有望繼續(xù)下降,初始投資回收周期有望進(jìn)一步縮短。我們預(yù)計(jì),HJT設(shè)備折舊成本當(dāng)前約0.036元/W,后續(xù)伴隨PECVD腔體等零部件國(guó)產(chǎn)化程度提高后,HJT整線設(shè)備價(jià)格有望降至3億元左右,屆時(shí)不止設(shè)備折舊費(fèi)用更低,HJT成本回收周期也更短,性價(jià)比將會(huì)更高。表:2023年年底三種電池成本對(duì)比 表:2024年年底三種電池成本對(duì)比隨著
HJT
經(jīng)濟(jì)性逐步凸顯,2023年HJT擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模預(yù)計(jì)50-60GW,2024年預(yù)計(jì)90-100GW,目前進(jìn)展較快的包括:東方日升目前主要的在建電池組件產(chǎn)能是位于寧海的“浙江寧海5GW
N型超低碳高效異質(zhì)結(jié)電池片與10GW高效太陽(yáng)能組件項(xiàng)目”、位于江蘇金壇的“4GW高效太陽(yáng)能電池片和6GW高效太陽(yáng)能電池組件項(xiàng)目”以及位于安徽滁州的“年產(chǎn)
10GW高效太陽(yáng)能電池項(xiàng)目”,上述項(xiàng)目將于2023年上半年逐步投產(chǎn);華晟新能源2022年12月底異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品累計(jì)出貨量達(dá)1GW,根據(jù)公司規(guī)劃,23年底總產(chǎn)能將達(dá)
15GW;金剛光伏酒泉項(xiàng)目首批生產(chǎn)線進(jìn)入調(diào)試階段,根據(jù)公司規(guī)劃,23Q1
酒泉雙面微晶項(xiàng)目將出片,23
年公司產(chǎn)能將達(dá)
6GW。行業(yè)擴(kuò)產(chǎn):2023年HJT擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模預(yù)計(jì)50-60GW,2024年預(yù)計(jì)90-100GW投資機(jī)會(huì)627PECVD設(shè)備邁為股份(機(jī)械團(tuán)隊(duì)覆蓋):可提供異質(zhì)結(jié)電池制造整體解決方案,異質(zhì)結(jié)大規(guī)模放量的三大前置條件我們認(rèn)為2024年可能會(huì)滿足,對(duì)應(yīng)2024年HJT擴(kuò)產(chǎn)量級(jí)有望超預(yù)期,同時(shí)需關(guān)注2023
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