光伏電池技術(shù)發(fā)展研究報告

光伏電池技術(shù)發(fā)展研究報告2021年5月

目錄一、光伏電池技術(shù)概述...........................................................................................................................5（一）光伏電池發(fā)電原理.......................................................................................................................5（二）現(xiàn)有電池技術(shù)簡介.......................................................................................................................5二、市場為何選擇了HJT.......................................................................................................................7（一）HJT的發(fā)展進(jìn)程和基本結(jié)構(gòu).......................................................................................................7（三）工藝流程簡潔，非晶硅薄膜和膜沉積是關(guān)鍵.................................................................8（四）比較優(yōu)勢明顯，發(fā)展?jié)摿薮?.................................................................................................（五）產(chǎn)能規(guī)劃近百，規(guī)?；慨a(chǎn)在即.....................................................................................14三、HJT為什么可以引領(lǐng)未來.............................................................................................................15（一）國產(chǎn)設(shè)備性價比高，替代進(jìn)口大勢所趨..................................................................................16（二）多主柵技術(shù)助力輔材降本..........................................................................................................18（三）薄片化減少硅耗降本顯著..........................................................................................................18（四）高效率攤薄終端成本成就HJT技術(shù)........................................................................................19四、相關(guān)標(biāo)的.......................................................................................................................................20（一）電池端.........................................................................................................................................21（二）設(shè)備端.........................................................................................................................................22（三）輔材端.........................................................................................................................................23五、結(jié)語.................................................................................................................................................244圖表目錄圖表：太陽能電池發(fā)電原理.................................................................................................................5圖表：電池技術(shù)比較.............................................................................................................................6圖表：HJT的發(fā)展進(jìn)程........................................................................................................................7圖表：HJT電池的結(jié)構(gòu)........................................................................................................................8圖表：HJT電池各層材料及對應(yīng)的制備工藝.....................................................................................8圖表：HJT工藝流程及原理................................................................................................................9圖表：RCA工藝與工藝................................................................................................................9圖表：C-CVD與PECVD...............................................................................................................10圖表：與制造工藝流程圖...............................................................................................11圖表10：IBC+HJT................................................................................................................................12圖表：鈣鈦礦+HJT...........................................................................................................................12圖表12：不同電池的溫度系數(shù).............................................................................................................13圖表13：HJT產(chǎn)能規(guī)劃........................................................................................................................14圖表14：HJT產(chǎn)線建設(shè)招標(biāo)情況........................................................................................................15圖表15：HJT電池的成本分布............................................................................................................15圖表16：國內(nèi)外關(guān)鍵設(shè)備的價格及參數(shù)比較.....................................................................................17圖表17：不同絲網(wǎng)印刷技術(shù)的銀漿消耗量.........................................................................................18圖表18：薄片化的降本效應(yīng)測算.........................................................................................................19圖表19：與HJT技術(shù)成本差異................................................................................................20圖表20：HJT技術(shù)成本敏感性分析....................................................................................................205一、光伏電池技術(shù)概述（一）光伏電池發(fā)電原理結(jié)上，形成新的空穴電子對，在P-N結(jié)內(nèi)建電場的作用下，N區(qū)的光生空穴流向PP區(qū)的光生電子流向NNPP端電勢升高，N端電勢降低，接通電路后就形成PN的外部電流。電流可以送往蓄電池中存儲起來，也可以直接推動負(fù)載工作。圖表：太陽能電池發(fā)電原理資料來源：百度圖庫，市場研究部（二）現(xiàn)有電池技術(shù)簡介PERC電池——鈍化發(fā)射極和背面電池(PassivatedandRearCellPERC)技術(shù)已成為行業(yè)中的主流技術(shù)。PERC技術(shù)是通過在硅片的背面增加一層鈍化層氧化鋁或氧化硅，對硅片起到鈍化的作用，可有效提升少子壽命。目前全球產(chǎn)能已經(jīng)超過200GW，年產(chǎn)量超過150GW。在PERC基礎(chǔ)上，如果背面不用鋁漿，改成局部鋁柵線，可以簡單升級成雙面PERC—85%PERC前的研究情況來看，量產(chǎn)效率已經(jīng)提升到23.5%，有望提升到24%。但是再往上提升難度非常大。從成本方面來看，PERC電池的非硅成本已經(jīng)到0.2元瓦左右，降本空間有限。從盈利情況看，由于產(chǎn)能的快速擴(kuò)張，盈利空間有限，電池廠商需要尋找新的方向來拓寬盈利空間，恢復(fù)融資能力。電池——鈍化發(fā)射極背表面全擴(kuò)散電池（PassivatedEmitterandRearCell）是一種全擴(kuò)散背場鈍化結(jié)構(gòu)，通常PN結(jié)在正面，結(jié)構(gòu)比較簡單，6是最早的N—95%成本上已經(jīng)不具備優(yōu)勢，已經(jīng)被證明為不經(jīng)濟(jì)的技術(shù)路線。N-TOPCon電池——隧穿氧化層鈍化接觸電池OxidePassivatingContactsCell)是一種鈍化接觸結(jié)構(gòu)，前表面與太陽能電池沒有本質(zhì)區(qū)別，主要區(qū)別在于背面?；驹硎窃贜TOPCon的量產(chǎn)效率已經(jīng)超過24%PERCPERC產(chǎn)線的設(shè)備來升級，具有一定的空間。HJT電池——HeterojunctionCellN型硅片基底上采用非晶硅沉積的方式形成異質(zhì)結(jié)并作為鈍化層。這種結(jié)構(gòu)的電池開路電壓更高，效率也會相應(yīng)的比較高，同時最外一層有TCO透明導(dǎo)電層。工藝采用的是低溫工藝，銀漿的溫度通常在200度左右，便于采用更薄的N型硅片，使未來有比較大的硅24%90%與材料的成本比較高，工藝控制難度比較大。IBC電池——差指狀背接觸電池(InterdigitatedBackContactCell)電池的基本原理是在N術(shù)，在電池背面分別進(jìn)行磷、硼局部擴(kuò)散，有效消除高聚光條件下的電壓飽和效應(yīng)。由于PN結(jié)都在背面做差指狀接觸，所以正面沒有柵線遮擋，正面受光面積增加，電流采用非晶硅鈍化層結(jié)構(gòu)或隧穿鈍化層來形成HBC結(jié)構(gòu)。圖表：電池技術(shù)比較PERCHJTIBC電池效率優(yōu)勢23.5%23.5%24%24.2%25%可從現(xiàn)有產(chǎn)能升級可從現(xiàn)有產(chǎn)能升級性價比高非常成熟工序少效率高量產(chǎn)量產(chǎn)難度大量產(chǎn)難度大可量產(chǎn)量產(chǎn)難度大技術(shù)難度工序容易少較容易較少高多高最少貴極高多設(shè)備投資產(chǎn)能兼容少較少較貴非常貴可用現(xiàn)有設(shè)備升級可用新產(chǎn)線升級產(chǎn)能很多不兼容不兼容擴(kuò)張快，降本空間有限沒有性價比提升不夠設(shè)備投資成本高本高問題資料來源：光伏盒子，市場研究部7PERC將會被更先進(jìn)的技術(shù)所替代，那么在先進(jìn)的諸多NHJT是目前最具潛力的電池技術(shù)，首先它的電池效率比PERC技術(shù)要高一個臺階，24%的轉(zhuǎn)換效率PERC電池的極限值而卻只是HJT的基礎(chǔ)值。其次，HJT的工序很簡單，只需要四個環(huán)節(jié)，并且在薄片化和無衰減上有優(yōu)勢。最后，HJT成本相對于更低且降本路徑更明確。因此我們認(rèn)為在可預(yù)見的未來HJT具備成為主流電池技術(shù)的潛力。二、市場為何選擇了HJT（一）HJT的發(fā)展進(jìn)程和基本結(jié)構(gòu)自1974年首先提出了非晶硅與晶硅材料結(jié)合的HJT結(jié)構(gòu)開始，HJT的發(fā)展進(jìn)入起始階段。1989年三洋集團(tuán)首次成功開發(fā)了運用HJT15%1997HJTHJT電池進(jìn)入初步發(fā)展階段。2010HJT電池的專利保護(hù)結(jié)束，各電池廠商們迎來了大力發(fā)展該技術(shù)的機(jī)會，HJT電池進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)階段，在這個階段中，HJT電池的轉(zhuǎn)換效率不斷提升，2017HJT電池邁入商業(yè)化階段，關(guān)注進(jìn)入HJT行業(yè)的100MW規(guī)模以上產(chǎn)能投入運營的數(shù)量持續(xù)增加，預(yù)計未來HJT電池還將獲得不斷的發(fā)展。截至2021年2HJT電池的最高實驗室效率已達(dá)到29.52%，量產(chǎn)效率達(dá)到24.53%。圖表HJT的發(fā)展進(jìn)程資料來源：市場研究部8HJT電池結(jié)構(gòu)如下圖所示，首先在N型單晶硅片（）的正面沉積很薄的本征非晶硅薄膜（）和P型非晶硅薄膜（p-a-Si:H），然后在硅片的背面沉積很薄的本征非晶硅薄膜（i-a-Si:H）和N型非晶硅薄膜（n-a-Si:H）形成背表面場，再在電池的兩面沉積透明氧化物導(dǎo)電薄膜(TCO)TCO到減反作用，最后在TCO上制作金屬電極。圖表HJT電池的結(jié)構(gòu)資料來源：摩爾光伏，市場研究部（三）工藝流程簡潔，非晶硅薄膜和TCO膜沉積是關(guān)鍵HJTTCO薄膜制備和絲網(wǎng)印HJT獨特的工藝在于非晶硅薄膜沉積和TCO膜的沉積。圖表HJT電池各層材料及對應(yīng)的制備工藝HJT電池結(jié)構(gòu)各層材料及名稱制造工藝電極TCO銀或銅電極透明導(dǎo)電薄膜層絲網(wǎng)印刷膜沉積：）：）c-Si（）：）：）TCO摻雜P型氫化非晶硅薄膜本征氫化非晶硅薄膜晶硅基體非晶硅薄膜沉積清洗制絨本征氫化非晶硅薄膜摻雜N型氫化非晶硅薄膜透明導(dǎo)電薄膜層非晶硅薄膜沉積膜沉積電極銀或銅電極絲網(wǎng)印刷資料來源：【新型太陽電池材料、器件、應(yīng)用】，市場研究部9圖表HJT工藝流程及原理工藝環(huán)節(jié)清洗制絨非晶硅薄膜沉積通過先將源氣體分解成高能粒子，氫原子轟擊陰極TCO沉積絲網(wǎng)印刷利用硅在NaOH等堿溶液中的各向異性腐蝕特性在表面刻出類似金字塔結(jié)構(gòu)從而在向氣相和基體界面發(fā)生化成薄膜出來而沉積到基板表面銀漿印刷后燒結(jié)形成銀電極原理簡介沉積形成的a-Si（）層與硅基c-Si(n）共同構(gòu)成異質(zhì)結(jié)界面，a-Si（）層形成背結(jié)場利用造成的絨面解決層橫向?qū)щ娦圆患训耐瑫r保持透光性通過銀電極將電流導(dǎo)出最終目的升光電轉(zhuǎn)化率資料來源：【新型太陽電池材料、器件、應(yīng)用】，市場研究部清潔制絨對清潔度要求更高，主流工藝為法。硅片經(jīng)過前期的工序加工后，表面可能受到有機(jī)雜質(zhì)、顆粒、金屬離子等沾污，在制作電池的第一步都是對硅片進(jìn)行清洗，同時為了增加對光的能量吸收以及提升鈍化效果，在硅片表面腐蝕出金字塔形貌以作為陷光結(jié)構(gòu)也非常重要。異質(zhì)結(jié)電池要形成高鈍化的a-Si:H/c-Si（n面，硅面表面清潔度要更高。在對硅片進(jìn)行濕法處理之前有三個步驟，分別是去除硅片切割過程的損傷、制絨和表面清潔，目的是除去有機(jī)物的金屬雜質(zhì)。清洗主流工藝為RCA法。RCA法最早由美國RadioCorporationofAmerica研發(fā)用于半導(dǎo)體晶圓清洗工SC1SC2NH4OHH2O2HCIH2O2NH4OH和H2O2RCA工藝溫度高于起更高的清洗成本。另外一種新的清洗工藝是以臭氧法，臭氧去離子水（DIO3）不僅可以更高效地去除有機(jī)雜質(zhì)和金屬雜質(zhì)，同時減少化學(xué)品的消耗，而且不會產(chǎn)生含氮RCA最高可高出絕對值0.45%氧清洗工藝已于2015年開始在異質(zhì)結(jié)規(guī)模化生產(chǎn)中進(jìn)行推廣，但在國內(nèi)的應(yīng)用還不廣泛。圖表：RCA工藝與O3PrecleanStructuringSDRNH4OHH2O2HF、HNO3SDRHF、3PostcleanConditioningNH4OH、HCI2O2（2)RCA3HOHFHFDryDry22(SC1)DIO3資料來源：Fraunhofer，市場研究部非晶硅薄膜沉積PECVD是主流，Cat-CVD有潛力。非晶硅薄膜沉積是HJT電HJT效率提升的保證。該過程涉及在硅片兩側(cè)沉積本征非晶硅薄膜和沉積極性相反的摻雜非晶硅薄膜。非晶硅薄膜沉積過程中化學(xué)氣相沉積法（ChemicalDeposition）是主流工藝，其中以PECVD（離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積）Cat-CVD（熱絲化學(xué)氣相沉積）為主。目前PECVDCat-CVD具有潛力，PECVD是等離子體增強(qiáng)化學(xué)的氣相沉積法，這種方法具備基本溫度低，沉積速度快，成膜質(zhì)量好等優(yōu)點。PECVD方法Cat-CVD方法使用氣體分子與催化劑主體表面之間的接觸。過程為將氣體分解為中性基團(tuán)，對硅片表面無轟擊，比較柔和，相較于PECVD所得的非晶硅薄膜中氫含量更高，有利于鈍化效果提升，從這一角度來看，Cat-CVD方法的潛力比PECVD大得多。此外，Cat-CVD對于源氣體的利用率在80%PECVD目前僅為10%-20%Cat-CVD理論上可Cat-CVD大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的原因是其存在著催化劑表面逐漸變性問題以及原料氣和催化劑種類組合等問題，均勻性較差，熱絲Cat-CVD斷改善工藝，延長熱絲壽命。圖表：Cat-CVDPECVD資料來源：Fraunhofer，市場研究部TCO薄膜沉積：是主流，RPD效率高價格貴。制備透明導(dǎo)電氧化層（TCO）薄膜，是用作減反射層和橫向運輸載流子至電極的導(dǎo)電層。TCO最關(guān)鍵的指標(biāo)是透過率和電阻率，透過率越高且電阻率越低，對于入射光的利用和轉(zhuǎn)換效率越好。透過率與電阻率對立，導(dǎo)電性好意味著載流子濃度高，而載流子濃度高會造成近紅外區(qū)域吸TCO目前有PVDRPDPVDPhysicalDeposition）即物理氣相沉積，其基本原理是輝光放電產(chǎn)生的氬離子轟擊陰極靶材，靶材被濺射出來而沉積到基板表面。RPD（plasmadeposition）即反應(yīng)等離子體沉積，是由日本住友公司開發(fā)的一種低溫、低損傷TCO薄膜鍍膜工藝，其制備的TCORPD核心設(shè)備具有壟斷優(yōu)勢，能帶來0.5%左右的效率提升，但其成本相對較高。絲網(wǎng)印刷：低溫固化時間長。由于HJT電池的工藝溫度限制在200攝氏度以內(nèi)的低HJT包括以下兩個，一個是絲網(wǎng)印刷，這是太陽能電池金屬化的主要手段，是目前常用的工藝，成熟度較高，與常規(guī)P型電池差別不大，主要區(qū)別在于印刷后的固化階段。HJT所用銀柵線是靠漿料中的有機(jī)高分子成分在固化爐中將柵線粘附在電池表面和TCO形成良好接觸，所以只能在200攝氏度以內(nèi)完成，持續(xù)時間較長需要幾十分鐘。而常規(guī)P型電池只需要在800℃好的柵線圖案，主要材料為銅，成本較低，柵線結(jié)構(gòu)可控性高，電池的串聯(lián)電阻小，但電鍍銅工藝流程長，技術(shù)復(fù)雜，對污水處理要求較高。因此目前行業(yè)主流采用的仍為絲網(wǎng)印刷。（四）比較優(yōu)勢明顯，發(fā)展?jié)摿薮驢JTPERC需要8-10HJT技術(shù)只有四道工序，大大減化了制備流程，未來更容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和流程化。圖表PERCHJT制造工藝流程圖資料來源：捷佳偉創(chuàng)公告，市場研究部HJT得其可以和和HJT的結(jié)合結(jié)構(gòu)是采用非晶硅鈍化層結(jié)構(gòu)或隧穿鈍化層來形成HBC結(jié)構(gòu)，HBC電池同時具備了電池的高短路電流以及HJT電池的高開壓，實驗室轉(zhuǎn)換效率高達(dá)26.63%，HJT的結(jié)合能夠更加高效地利用太陽光中高能的藍(lán)光部分，理論轉(zhuǎn)換率的極限為43%。截至20212月，牛津光伏公司在其實驗室的鈣鈦礦硅異質(zhì)結(jié)串聯(lián)結(jié)構(gòu)電池的效率再創(chuàng)新高，達(dá)到29.52%2021年2家電投中央研究院所屬新能源科技有限公司研發(fā)的、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“高效晶體硅銅柵線異質(zhì)結(jié)光伏電池（C-HJT）最高量產(chǎn)效率已達(dá)24.53%。圖表：IBC+HJT資料來源：百度圖庫，市場研究部圖表：鈣鈦礦+HJT資料來源：漢能，市場研究部高開路電壓帶來強(qiáng)大的效率優(yōu)勢。效率是光伏電池的核心競爭力，從技術(shù)原理來看，電池轉(zhuǎn)換效率的決定因素由開路電壓、短路電流和填充因子構(gòu)成，HJT電池的核心優(yōu)勢在于良好的鈍化帶來的開路電壓高，從而帶來效率的優(yōu)勢。開路電壓是決定電池的效率重要因素之一。獲得更高開路電壓的兩個途徑為：更低的載流子復(fù)合速率即目前主流的PERC電池技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比增加了氧化鋁背鈍化和激光開槽兩道工背面直接與壓的極限從685mV提升到690mVHJT外層TCO薄膜中的載流子復(fù)合速率高和非硅晶薄膜接觸電阻率高這些缺點。從而結(jié)合了TCO薄膜接觸電阻率低和非硅晶薄膜載流子復(fù)合速率低的優(yōu)點，實現(xiàn)載流子的一維運輸?shù)耐瑫r減少了向金屬接觸區(qū)域遷移導(dǎo)致的損失，開路電壓可提升到740-750mV。無光衰問題使具有長期發(fā)電增益。在實際使用過程中，光衰問題是電池的重大問題。電池的效率會受光衰的影響，不會一直保持最佳狀態(tài)，從而導(dǎo)致每年發(fā)電量的遞減。PERC電池采用P型硅片，傳統(tǒng)工藝為摻硼形成，新工藝為摻鎵形成。摻硼的工藝會導(dǎo)致形成硼氧復(fù)合體進(jìn)而引起光衰現(xiàn)象，甚至PERC單晶電池的首年衰減比光電轉(zhuǎn)化效率相對較低的多晶電池還高出0.5%N復(fù)合體，由此導(dǎo)致的光衰幾乎可以忽略。組件的預(yù)期壽命長達(dá)25年，因此光衰參數(shù)的差異在長期中將會放大，對光伏電站的收益將產(chǎn)生影響。根據(jù)實測數(shù)據(jù)，在使用同是22%效率的PERCPERC單面組件發(fā)電量高20%-30%左右，比高效單晶PERC雙面組件發(fā)電量高10%。當(dāng)考慮到光伏組件全生命周期時，發(fā)電增益的優(yōu)勢更為明顯。HJT電池溫度系數(shù)更低，效率更高。通常情況下，電池片溫度每升高規(guī)單晶電池的溫度系數(shù)為-0.42%PERC電池-0.37%PERC質(zhì)結(jié)電池的溫度系數(shù)僅為-0.25%HJT的功率損失更低，比較優(yōu)勢更為突出。圖表：不同電池的溫度系數(shù)資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，市場研究部（五）產(chǎn)能規(guī)劃近百GW，規(guī)?；慨a(chǎn)在即截至目前，包括愛康科技、東方日升、中利集團(tuán)、天合光能、比太科技、鈞石能GWHJT年以來部分下游電池片廠商HJT電池片產(chǎn)能規(guī)劃情況，據(jù)公開資料顯示，目前市場上規(guī)劃HJT電池片技術(shù)的產(chǎn)能有近100GW。圖表HJT產(chǎn)能規(guī)劃公司時間內(nèi)容通威股份在成都市金堂縣投資建設(shè)年產(chǎn)30GW高效太陽能電池及配套項目通威股份2020年2月非公開發(fā)行股票募集資金投向高效異質(zhì)結(jié)（）電池4太陽能組件生產(chǎn)線4條中利集團(tuán)愛康科技2020年3月2020年3月2020年5月非公開發(fā)行募集資金總額不超過17億元投向1.32GW高效異質(zhì)結(jié)光伏電池及組件項目愛康科技宣布與捷佳偉創(chuàng)簽署愛康長興異質(zhì)結(jié)電池項目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，將共同探索在HJT異質(zhì)結(jié)技術(shù)領(lǐng)域的深入合作愛康捷佳阜新國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管委會與山東高登賽能源集團(tuán)簽訂項目合作協(xié)議，雙方將攜手共建高效異質(zhì)結(jié)太陽電池產(chǎn)業(yè)基地項目。高登賽2020年6月2020年6月比太科技比太科技與潁上縣政府合作高效異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)項目東方日升在安徽滁州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)年產(chǎn)高效太陽能電池組件生產(chǎn)項目，在義烏經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)（一期池工藝。東方日升2020年7月山煤國際擬開展10GW高效異質(zhì)結(jié)（）太陽能電池產(chǎn)業(yè)化項目（一期為）。山煤國際聆達(dá)股份廈門神科斯坦得2020年8月2020年8月2020年9月2020年9月2020年月三期擬建設(shè)HJT異質(zhì)結(jié)疊加鈣鈦礦電池項目將在衢饒示范區(qū)投資億元建設(shè)年產(chǎn)異質(zhì)結(jié)太陽能電池生產(chǎn)線項目異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)基地愛康科技擬在泰興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)高效HJT太陽能電池及高效組件項目，分三期建設(shè)，每期80億元建設(shè)異質(zhì)結(jié)太陽能電池片項目愛康科技鈞石能源潤陽集團(tuán)安徽華晟潞能能源2020年月2020年月2021年3月2021年3月潤陽集團(tuán)與捷佳偉創(chuàng)在江蘇鹽城簽署30GW單晶PERC+和異質(zhì)結(jié)項目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議500MWHJT電池項目產(chǎn)能爬坡過程中，6還將于下半年啟動2GWHJT電池組件擴(kuò)產(chǎn)。項目總投資30億元，計劃年產(chǎn)TOPCon電池，HJT電池、500MW高效半片組件。寶峰時尚合計2021年3月利用單鑄硅片制造高效本微博層異質(zhì)結(jié)（）電池以上公開信息合計有97.32GWHJT電池擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃資料來源：捷佳偉創(chuàng)公告，市場研究部截至到2021年一季度末，各大公司的已經(jīng)開始采購設(shè)備進(jìn)行中試線建設(shè)或者實現(xiàn)未來將替代進(jìn)口設(shè)備成為主角。同時，這些近3GW的產(chǎn)能有望在2021年釋放。圖表HJT產(chǎn)線建設(shè)招標(biāo)情況企業(yè)產(chǎn)能制絨清洗絲網(wǎng)印刷應(yīng)用材料PD捷佳RPD愛康科技220MW日本應(yīng)用材料理想萬里暉PECVD新格拉斯PVD、捷佳RPD捷佳應(yīng)用材料捷佳成都線）200MW愛發(fā)科Cat-CVD通威合肥線250MW500MW邁為馮阿登納邁為邁為邁為邁為安徽宣城阿特斯中辰昊理想萬里暉250MW邁為邁為邁為邁為邁為鈞石捷佳邁為捷佳理想萬里暉鈞石通威股份安徽華晟佰立恒邁為邁為500MW邁為中辰昊理想萬里暉資料來源：solarzoom，市場研究部三、HJT為什么可以引領(lǐng)未來和目前主流的PERC技術(shù)相比，HJT技術(shù)的高效率和發(fā)電量的長期增益是其天然的HJTHJT年內(nèi)，HJT的性價比可以高于PERC模的量產(chǎn)。圖表HJT電池的成本分布其他成本,11.89%靶材成本,4.34%折舊成本,12.30%硅片成本,47.13%漿料成本,24.34%資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，市場研究部（一）國產(chǎn)設(shè)備性價比高，替代進(jìn)口大勢所趨現(xiàn)有HJT主導(dǎo)。因此在國產(chǎn)化順利的情況下，PECVDPVD兩個環(huán)節(jié)的設(shè)備投資有望由國產(chǎn)設(shè)備替代，降低成本。PECVD設(shè)備涉及到真空、發(fā)射和沉積系統(tǒng)、氣體監(jiān)控和控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及雖然目前主要還處于機(jī)械加工、集成層面，真空棒、高壓管以及氣體分析儀等關(guān)鍵核心部件還需進(jìn)口，但國產(chǎn)化的嘗試和進(jìn)展已經(jīng)帶來了較大成本降低。目前國際上能提供適合異質(zhì)結(jié)制造低溫工藝的PECVD設(shè)備供應(yīng)商有美國的應(yīng)用材料、韓國的Jusung、INDEOtecPECVD設(shè)備的有中國大陸的鈞石能源、中國大陸的理想能源、中國大陸的捷造光電、中國臺灣的精耀科技等企業(yè)。國內(nèi)理想萬里暉在2018年首批量產(chǎn)PECVD設(shè)備下線，價格比國外進(jìn)口低30%以PECVD設(shè)備。邁為股份則為通威提供了相關(guān)設(shè)備，正處于驗證階段。進(jìn)口的梅耶博格PECVD設(shè)備效率為2400片每小時，1GWPECVD進(jìn)口設(shè)備價格在5億元左右。從國內(nèi)企業(yè)研發(fā)情況來看，國內(nèi)企業(yè)PECVD的通量有望達(dá)到5500-6000片小時，每GW所需要的設(shè)備臺數(shù)從10臺縮減至臺，PECVD環(huán)節(jié)設(shè)備投資成本有望降低一半左右。TCO鍍膜技術(shù)有PVDRPD兩種技術(shù)路線并行，PVD設(shè)備供應(yīng)商有德國的馮阿登PVD設(shè)備主要由真空形成系統(tǒng)、發(fā)射源和沉積系統(tǒng)、沉積環(huán)境控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及傳統(tǒng)系統(tǒng)，目前國內(nèi)企業(yè)在發(fā)射沉積以及傳動系統(tǒng)已經(jīng)取得一定突破，而控制和監(jiān)控系統(tǒng)則受限于氣體分析儀和光功率計等設(shè)備的國產(chǎn)能力不足。RPD方面，國內(nèi)捷佳偉創(chuàng)已獲得住友公司RPD授權(quán)，正積極研發(fā)RPD相關(guān)設(shè)備。目前HJT量產(chǎn)效率的分水嶺是24.5%25%的量產(chǎn)效率，RPD扮演著非常關(guān)鍵的角色。1GW美耶博格的PVD環(huán)節(jié)的投資在1.5億元左右，捷佳偉創(chuàng)的RPD設(shè)備已經(jīng)在國內(nèi)產(chǎn)線上驗證，通量也由梅耶博格的每小時3000片提升到每小時5500片，同時通過新托盤設(shè)計和新增的工藝腔加熱系統(tǒng)，可以做到0.6%以上的效率提升。圖表：國內(nèi)外PECVD設(shè)備的參數(shù)比較設(shè)備制造商技術(shù)參數(shù)設(shè)備沉積后可實現(xiàn)區(qū)熔單晶硅（）MeyerBurger少子壽命超過，制造出的電池片溫度系數(shù)最優(yōu)可達(dá)-0.25%/K。每小時設(shè)備生產(chǎn)量為2400片，對應(yīng)產(chǎn)能110MW。設(shè)備的6英寸的直拉硅片上少子壽命可達(dá)4英寸的區(qū)熔硅片(FZ)上少子壽命達(dá)10ms。設(shè)備每小時可生產(chǎn)電池片3000片以上，產(chǎn)能約140MW。INDEOtec單臺設(shè)備產(chǎn)能從第一代的50-60MW左右提升至2.5代的，預(yù)計三代設(shè)備可實現(xiàn)500MW的單臺設(shè)備產(chǎn)能。理想萬里暉載板單次可裝載144片基片（載板尺寸），并可兼容M6、、硅片，設(shè)備超過90%，每小時產(chǎn)量超過3500片。鈞石能源邁為股份捷造光電產(chǎn)能最高可達(dá)8000片小時，轉(zhuǎn)換效率24%以上，uptime≥90%。擁有4個獨立的PECVD模塊處理雙面異質(zhì)結(jié)工藝，保證非晶硅工藝穩(wěn)定，電極間距可調(diào)，搭載快速匹配技術(shù)，采用模塊化設(shè)計資料來源：全球光伏，市場研究部圖表：國內(nèi)外PVD&RPD設(shè)備的參數(shù)比較PVD&RPD設(shè)備制造商技術(shù)參數(shù)可以實現(xiàn)在不翻轉(zhuǎn)基片、不破壞真空的條件下雙面沉積薄膜，設(shè)備沉積腔室設(shè)計較為靈活，既可配置平板式或旋轉(zhuǎn)式、單個或雙磁控管，又可以配置電子束槍或各種蒸發(fā)源.馮阿登納在全真空、無翻轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行雙面沉積，各腔室獨立工作，正背表面濺射方向可靈活選擇，旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控管的引入將靶材利用率從30%提升至80%，兩種型號工業(yè)量產(chǎn)設(shè)備，每小時產(chǎn)量分別可達(dá)3000和6000片。Singulus可在真空環(huán)境內(nèi)無翻轉(zhuǎn)實現(xiàn)雙面薄膜沉積，每小時產(chǎn)量約3000片，年產(chǎn)能MeyerBurger超過140MWp大于time約36s載30個M2-M4硅片采用雙旋轉(zhuǎn)靶設(shè)計，靶材利用率超過80%，薄膜厚度均勻性可控制在5%鈞石能源捷佳偉創(chuàng)捷造光電5000片，uptime>90%和M12尺寸的大硅片。捷佳偉創(chuàng)獲得日本住友對在中國大陸地區(qū)的獨家授權(quán)，設(shè)備uptime>90%，膜厚均勻度可控制在5%以內(nèi)，碎片率，產(chǎn)能可達(dá)到5500片小時采用inline濺射系統(tǒng)，配備大功率長壽命旋轉(zhuǎn)陰極，定制磁場設(shè)計，降低電壓，減少高能粒子對基片的轟擊，進(jìn)而提升了成膜質(zhì)量，靶材利用率大于75%。節(jié)拍時間，膜厚均勻性和方阻均勻性分別控制在4%和5%以內(nèi)資料來源：全球光伏，市場研究部（二）多主柵技術(shù)助力輔材降本在HJT雙氧水工藝在大批量生產(chǎn)驗證后清洗效果較為穩(wěn)定，并且在去除氨氮工藝后污水處理與化學(xué)品成本大大降低，是現(xiàn)在最佳的清洗工藝。目+0.4-0.6元，用臭氧雙氧水添加的制絨添加劑成本在單片0.22-0.3HJT電池制絨添加劑成本還是較高，原因在于主要還是靠進(jìn)口添加劑。但添加劑本身的成本非常低，目前國內(nèi)相關(guān)廠家也在研究制絨添加劑并已有所突破，預(yù)計清洗制絨環(huán)節(jié)成本降幅可達(dá)80%以上。此外，低溫銀漿的減量工藝和國產(chǎn)化趨勢是提升絲網(wǎng)印刷經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。低HJT電池總成本的24%成本的46%面，P型電池銀漿使用量約為HJT電池的銀漿使用量目前高達(dá)片，消耗量是P型電池的近HJT降本效果。此外，新的柵線設(shè)計方案對于降低銀漿消耗和銀替代也具有重要意義，梅耶博格研發(fā)的SWCT技術(shù)即可將單片銀漿消耗降低到100mg/發(fā)低溫銀漿。目前異質(zhì)結(jié)電池制造企業(yè)使用的銀漿主要是國外進(jìn)口，價格在6000-8000元/kg。目前國內(nèi)銀粉質(zhì)量還有待提高，一些國內(nèi)企業(yè)看重HJT電池潛力，近年來正在積極研發(fā)低溫銀漿且取得了一定的進(jìn)展，國內(nèi)企業(yè)研發(fā)較為順利的包括常州聚合、帝科股份、蘇州晶銀等。隨著國產(chǎn)化的推進(jìn)，下游需求的放量、技術(shù)上銀粉含量由逐漸下降至80%，低溫銀漿價格有望降低至5000元千克以內(nèi)，跟常規(guī)電池所用的高溫銀漿價格差距縮小至1000元千克以內(nèi)。銀漿另一個降本路徑為銀包銅漿料，低溫加工工藝使得銅作為導(dǎo)電材料成為可能，采用銀包銅漿料有望降低銀漿成本30%以上。圖表：不同絲網(wǎng)印刷技術(shù)的銀漿消耗量銀漿單耗電池效率組件端效率增益銀漿成本（元）雙面率組件功率（w）5BBMBB280-320150-17010023.10%23.50%23.80%01.9-2.11-1.10.6-0.790%95%95%3303353350.35%0.40%資料來源：光伏前沿，市場研究部（三）薄片化減少硅耗降本顯著基于HJT技術(shù)原理的硅片薄片化使得硅料使用量減少。PERC電池所用的硅片主流厚度為170μm180μmPERC效率的降低。在電池厚度小于HJT電池結(jié)工藝最高溫度不超過200°C厚度能夠做到化硅片。HJT電池在所用硅片變薄的情況下，開路電壓上升，短路電流下降，填充因子基本穩(wěn)定，在硅片從變薄為100μm的過程中，電池的效率能夠基本維持不變，松下實驗室用的硅片能夠達(dá)到24.7%的轉(zhuǎn)換效率。據(jù)測算，目前以主流的硅片厚度17538-62HJT電池現(xiàn)有產(chǎn)線運行來看，在電池生產(chǎn)和組件配套中應(yīng)用良好，每千克硅料的出片量可以增加到42-68片，每片的硅耗量能夠下降接近9%。未來當(dāng)HJT硅片降到150μm厚度時，硅耗可以下降近15%。圖表：薄片化的降本效應(yīng)測算P型HJT厚度硅片尺寸166厚度175175175出片量厚度160160160出片量68硅耗出片量72硅耗625138-8.57%-8.57%-8.57%150150150-14.29%-14.29%-14.29%18256602104244資料來源：光伏技術(shù)路線圖2020版，市場研究部（四）高效率攤薄終端成本成就HJT技術(shù)PERC80%-85%HJT95%左右。HJT的發(fā)電效率也比PERC高1%-1.5%HJT組件的綜合功率可以較PERC做的更大，而大功率組件可以帶來下游電站建設(shè)過程中和面積相關(guān)的BOS成本（例如182尺寸為例，在目HJTPERC的系統(tǒng)成本差異在0.144元/WPERC電池的效率在23.5%的前提下，當(dāng)HJT的電池效率達(dá)到25.5%，硅片厚度到達(dá)時，就會比PERC更具經(jīng)濟(jì)性。此外，當(dāng)HJT的電池非硅成本下降到0.27元的時候，也會比PERC更具經(jīng)濟(jì)性。由此我們也可以得出結(jié)論，HJT的經(jīng)濟(jì)性取決于三大要素：電池效率，電池的非硅成本以及硅片的厚度，其中前兩個要素的敏感性較強(qiáng)，是未來提升HJT經(jīng)濟(jì)性的主要方向。圖表PERC與HJT技術(shù)成本差異PERC技術(shù)HJT技術(shù)硅片厚度出片量1755116056硅片尺寸182182電池效率23.50%7.7856024.50%8.12584每片W數(shù)組件正面功率（片）雙面率85%58495%612組件總功率硅料成本0.130.100.20.110.120.350.342.303.960.144硅片非硅電池片非硅組件非硅0.352.413.82其他系統(tǒng)成本系統(tǒng)成本成本差異資料來源：市場研究部圖表：HJT非硅成本測算電池片非硅成本0.350.330.313.900.300.280.270.25系統(tǒng)成本成本差異3.963.933.873.853.823.800.1440.1120.0820.0540.0270.001-0.023資料來源：，市場研究部圖表HJT技術(shù)成本敏感性分析效率厚度1601551501451401351300.1440.1100.0770.0450.0130.1370.1040.0710.0380.0070.1310.0980.0650.0320.0010.1250.0910.0590.0260.1190.0850.0530.0200.1120.0790.0460.0140.1060.0730.0400.00824.50%24.75%25.00%25.25%25.50%25.75%26.00%(0.005)(0.011)(0.017)(0.023)(0.018)(0.024)(0.030)(0.036)(0.042)(0.048)(0.054)(0.049)(0.055)(0.060)(0.066)(0.072)(0.078)(0.084)資料來源：市場研究部四、相關(guān)標(biāo)的不同于常規(guī)電池產(chǎn)品的提效和技改升級，HJT對于整個產(chǎn)業(yè)鏈的影響是全方面的。我們認(rèn)為整個產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤娴沫h(huán)節(jié)主要有以下幾個方面：首先，從電池環(huán)節(jié)本身而言，電池技術(shù)的革新帶來行業(yè)格局的變化，優(yōu)先涉足新技術(shù)的企業(yè)有望繼續(xù)保持領(lǐng)先地位或者實現(xiàn)彎道超車。新技術(shù)對于電池企業(yè)的綜合能PERC工藝，并且已經(jīng)實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)的公司。其次，由于HJT涉及的電池設(shè)備與現(xiàn)有PERC設(shè)備是不兼容的，其設(shè)備需要重塑，HJT電池技術(shù)與組件的厚度以下的硅片不友好，碎片率提升較多，因此對組件的串焊工藝也需要革新。這對相應(yīng)的組件串焊設(shè)備廠商來說也是一次很好的機(jī)會。HJTHJT積極研發(fā)低溫銀漿且取得了一定的進(jìn)展，未來也會實現(xiàn)國產(chǎn)替代來降低銀漿部分的成本，對于國內(nèi)的低溫銀漿廠商來說也是一次占領(lǐng)市場的機(jī)會。（一）電池端通威股份（600438）通威股份是市場中領(lǐng)先布局異質(zhì)結(jié)電池的企業(yè)之一。2019年6池片下線。2020年1月，生產(chǎn)的電池片效率在23.36%左右（9BB工藝），目前已提升到24%450MW202010都1GWHJTGW級規(guī)模上由PERCHJT異質(zhì)結(jié)量產(chǎn)的過程中積極布局，穩(wěn)步推進(jìn)異質(zhì)結(jié)降本增效，這對保持其在電池制造環(huán)節(jié)的龍頭地位具有重要意義。愛康科技（002610）公司是國內(nèi)率先布局異質(zhì)結(jié)的光伏企業(yè)之一，公司立足自身優(yōu)勢，在積極鞏固光年開始培育HJT了較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢。公司正在浙江省長興縣建設(shè)5GW超高效率HJT太陽能電池及5GW高效組件生產(chǎn)基地，采用國際頂級先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備，該項目擬分三期建設(shè)。一期項目已于201932GW2020年池片為G1尺寸，疊加MBB技術(shù)，功率為6.20W，電池效率達(dá)24.59%，明顯高于PERC電池。目前愛康光電長興基地第一條進(jìn)口異質(zhì)結(jié)220MW設(shè)備生產(chǎn)線已經(jīng)試樣量產(chǎn)，第二條260MW年底形成近500MW智的合作產(chǎn)能后合計產(chǎn)能達(dá)到640MW，將成為今年異質(zhì)結(jié)電池投產(chǎn)產(chǎn)能最大的公司。202010月，愛康科技及愛康實業(yè)與江蘇省泰興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會簽署了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，擬在泰興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)6GW高效異質(zhì)結(jié)（HJT）太陽能電池及高效組件項目，預(yù)計分三期建設(shè)，每期2GW。愛康科技在異質(zhì)結(jié)領(lǐng)域先發(fā)優(yōu)勢突出，技術(shù)優(yōu)勢明顯，待公司上述建設(shè)項目全部順利投產(chǎn)后，公司無疑將成為我國光伏電池及組件制造領(lǐng)域的頭部企業(yè)。經(jīng)在異質(zhì)結(jié)電池及組件規(guī)模、技術(shù)和成本方面具備明顯的競爭優(yōu)勢，有望迅速成為異質(zhì)結(jié)電池龍頭。（二）設(shè)備端捷佳偉創(chuàng)(300724)：捷佳偉創(chuàng)是國內(nèi)太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備龍頭企業(yè)，各類工藝