2023年光伏行業(yè)研究報告

2023年光伏行業(yè)爭論報告2023年光伏行業(yè)爭論報告一、PERC迫近理論效率極限，N1.1“降本增效”推動技術(shù)迭代，PERC流光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng)，把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程。其發(fā)電原理是太陽光照在半導(dǎo)體P-NP-N結(jié)內(nèi)建電場的作用下，〔正電荷由N區(qū)流向P〔負電荷〕由P區(qū)流向NNPP端電勢上升，N端電勢降低，接通電路后就形成P到N太陽能電池依據(jù)半導(dǎo)體材料的不同分為晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池，晶硅太陽能電池在太陽能電池中份額95%，類型。晶硅電池依據(jù)用料的不同可分為單晶硅電池和多晶硅PN剛線切片等環(huán)節(jié)大幅降本，已成為行業(yè)的主流選擇。單晶P型電池和NPN+/PN型電池硅片基底摻磷，通過集中硼形成P+/N結(jié)構(gòu)，集中工藝難度大，但少子壽命長，且沒有硼氧復(fù)合和硼鐵復(fù)合，從而避開了形成復(fù)合中心的光致衰減損失，是將來的技術(shù)迭代方向。型電池技術(shù)拐點已至，單晶P型PERC電池最具經(jīng)濟性仍為行業(yè)主流。第一代電池技術(shù)〔2023年之前〕為常規(guī)Al-BSF鋁背場電池〔AluminiumBackSurfaceField〕，在電池P-N背場電池效率損失來自于反面全金屬的復(fù)合，背鈍化電池結(jié)PERC2023BSF5%，根本面臨淘汰。其次代電池技術(shù)〔2023〕為單晶P型PERCPERC+電池，PERC〔PassivatedEmitterandRearContact〕，在電池片反面形成氧化鋁鈍化層作為背反射器，增加長波光的吸取，同時降低背外表電P-N2023-2023年P(guān)ERC電池加速迭代，市占率從15%上升至86%，4滲透率提升近6倍。隨著近兩年大尺寸PERC釋放，202391.2%PERC+SE、堿拋、光注入/電注入等，延長了技術(shù)生命周期，202323.3%，是目PERC效率迫近理論極限24.5%，大尺寸PERC賽將是高效率的比拼。第三代電池技術(shù)〔開啟產(chǎn)業(yè)化元年〕為N型高效電池技術(shù)，其鈍化接觸技術(shù)大幅削減金屬電極和電池的接觸復(fù)合，從PERCTOPCon隧穿氧化層鈍化接觸電池〔TunnelOxidePassivatedContact〕、HJT〔Hetero-JunctionwithIntrinsicThin-layer〕、IBC交指式背接觸電池〔InterdigitatedBackContact〕等。N型電池相對本錢較高，2023年市場占比約為3%，2023年產(chǎn)業(yè)化元年正式啟動。隨著國內(nèi)外需求開頭轉(zhuǎn)向高效產(chǎn)品以及“降本增效”提速，N1.2NLCOE終端目標驅(qū)動市場向高功率高效率組件轉(zhuǎn)換。高效晶硅電池換效率〔η=FF*Voc*Jsc/Pin〕需要高的填充因子〔FF〕、開路電壓〔VOC〕〔JSC〕。相應(yīng)地，電池技術(shù)演進的規(guī)律是：用更低本錢的規(guī)?；に囀侄?，削減電池載流子的復(fù)合，提高開路電壓、短路電流和轉(zhuǎn)換效率，最終降低度電本錢LCOE，實現(xiàn)全行業(yè)降本增效。早期第一代Al-BSFPERC內(nèi)背反射、降低了復(fù)合。而NTOPCon隧穿氧化層和摻雜多晶硅層形成鈍化接觸構(gòu)造，形成了良好的界面鈍化，降低金屬接觸區(qū)域的復(fù)合；HJT綜合了晶體硅電池優(yōu)異的光吸取性能與薄膜電池的鈍化性能優(yōu)勢，利用本征非晶硅層將N開，實現(xiàn)了晶硅/路電壓；IBC電池將P+摻雜區(qū)域和N+摻雜區(qū)域均放置在電池反面，受光面無任何金屬電極遮擋，從而有效增加電池的短路電流，使電池的能量轉(zhuǎn)化效率得到提高。NN備轉(zhuǎn)換效率高、溫度系數(shù)低、光致衰減低、弱光響應(yīng)好、雙P機構(gòu)德國哈梅林太陽能爭論所測算，PERC、HJT、TOPCon三24.5%，28.5%，28.7%〔雙面〕。隨著P型PERC趨緩步入薄利時代，光伏企業(yè)圍繞“降本增效”爭先布局N型高效型技術(shù)路線。估量2023年N超過8%，2023年有望超過20%。其中，能兼容PERC線的TOPCon電池量產(chǎn)領(lǐng)先一步，N前，多樣化的終端應(yīng)用市場推動著多種NNTOPCon量產(chǎn)經(jīng)濟性顯著，HJTP型IBC受一體化龍頭力推，三類電池處于進展導(dǎo)入期；此外，IBC有望與TOPCon和HJT結(jié)合成下一代TBC及HBC鈦礦疊層電池極具遠期進展?jié)摿Γ夹g(shù)前沿方案不斷優(yōu)化。將來較長一段時間，多種NTOPConN2.1兼容PERC產(chǎn)線，TOPCon強化鈍化接觸工藝PERC電池構(gòu)造方面，與常規(guī)鋁背場電池相比，PERC電池反面增加了氧化鋁AlOx，氧化硅SiOxSiNxALD/PECVD鈍化及鍍膜、激光開槽等三道工藝，在反面鈍化PERCTOPCon〔電子通過，〔空穴隧穿氧化層與高摻雜的n型多晶硅薄層Poly-Si了鈍化接觸構(gòu)造，使電極不接觸硅片就完成電流傳輸，降低反面金屬復(fù)合，提升電池的開路電壓和轉(zhuǎn)換效率。TOPCon產(chǎn)線與PERC產(chǎn)線兼容，工藝流程在PERC根底上增加了硼擴、隧穿氧化層和摻雜多晶硅層沉積等步驟，需要集中爐和沉積設(shè)備等。TOPCon多晶硅沉積及多晶硅摻雜。在硼擴環(huán)節(jié)中，盡管硼擴與磷擴導(dǎo)致硼擴相較常規(guī)的磷擴較難。在隧穿氧化層及多晶硅沉積LP+集中/離子注入、LP+原位摻雜、PE+原位摻雜、PVD+原位摻雜等幾種方式。依據(jù)隧穿氧化層和多晶硅層的不同制備方式，薄膜沉積主要包括LPCVD、PECVD、PEALD、PVD等作為核心設(shè)備的制1.5-2nm隧穿氧化層，同時通過LPCVD方法沉積150-200nm的薄多較慢，或伴隨繞鍍、石英件沉積和良率偏低等問題。目前，晶科等企業(yè)承受LPCVDPERC線，如PECVD/PEALD/PVD。PECVD協(xié)作原位摻雜，可以實現(xiàn)同一臺設(shè)備一次性完成氧化硅、多晶硅膜的沉積并摻雜，工LPCVD速率快、繞度易去除、無石英耗材、設(shè)備與運維本錢較低等GWLP2023成膜不穩(wěn)定、良率較低等問題，待客戶端數(shù)據(jù)驗證后有望逐TOPCon降本提效，現(xiàn)各工藝路線并行存在，技術(shù)路線的設(shè)備需量LPCVDPECVDPECVD-Poly實現(xiàn)了隧穿層、Poly效率與本錢優(yōu)勢顯著，支撐著TOPConPERC時代領(lǐng)先占據(jù)擴產(chǎn)高點。TOPConPERC較于其他NGW設(shè)備投資低于HJT和IBC電池，且可通過改造升級PERC產(chǎn)線〔費用約0.5/GW〕拉長原有設(shè)備生命周期。此外，TOPCon24.5%+，晶科制造雙面。TOPCon用選擇性放射極/激光硼摻雜技術(shù)降低放射級鈍化區(qū)域的復(fù)漿替代、設(shè)備降價等途徑進一步降本。后續(xù)，TOPConIBCTBC〔POLO-IBC〕技術(shù)，量產(chǎn)效率達26%-28%，還可實現(xiàn)與鈣鈦礦結(jié)合的疊層電池，迭代升級空間寬闊?！病砊OPCon產(chǎn)TOPCon打算及量產(chǎn)進度，截止目前國內(nèi)規(guī)劃產(chǎn)能超百GW，TOPConNTOPCon2023TOPCon10GW，伴隨效率、良率和規(guī)模化生產(chǎn)性價比的提升，其市占率將逐步提升，2023年TOPCon電池產(chǎn)能規(guī)模有望超過50GW，2023年產(chǎn)能或達80GW。TOPCon晶科能源海寧與合肥16GW182TOPCon產(chǎn)能已經(jīng)滿產(chǎn)，海寧電池量產(chǎn)效率已達24.75%，可用良率與PERC持平，晶科成為行業(yè)首家建成10GW以上規(guī)模N型產(chǎn)品生產(chǎn)線的企業(yè)。62811GW15GW25%以上。晶澳科技2023年末將形成6.5GWN2023估量增15GW8GWTOPCon2023平均效率突破24.5%。阿特斯210N型TOPConGW690W765W。中來股份在山西基地規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)16GW工廠，一期8GW6月30日中來山西一期首批4GW的182/210TOPCon續(xù)4GW及二期8GW工程建設(shè)。鈞達股份在2023TOPCon技術(shù)路線的研發(fā)驗證，將在安徽投資112億建設(shè)16GW高效TOPCon電池片工程，估量一期8GW規(guī)模在2023年下半年投產(chǎn)爬坡。TOPCon經(jīng)濟性提升，技術(shù)迭代紅利將兌現(xiàn)N持續(xù)驗證。依據(jù)正泰海寧研發(fā)基地實測數(shù)據(jù)，由于TOPConNTOPConPERC4%。在輻照度低的條件下，NTOPConLCOEPERC一道能等主要TOPCon廠商已經(jīng)在國內(nèi)大型地面電站招標過程中批量中標，晶科全年N10GW。與此同時，華能集團、中廣核、國家電投、中國華電、大唐集TOPCon大唐選購量分別達1.5GW和1GW，華能在2023工程設(shè)置了針對N型組件的獨立標段。下游電站對TOPCon組件的選購意愿漸漸增加，估量四季度TOPCon滲透率有望到達10%，1-2TOPConPERC高約0.03-0.05/W，M10尺寸TOPConPERC溢價約0.03-0.1/W。目前在導(dǎo)入地面電站初期有讓利開拓市場狀況，對終端電站廠家的吸引力較大，技術(shù)迭代紅利正在兌現(xiàn)。估量隨著國產(chǎn)化銀漿降價、銀耗量下降、效率良率提升，TOPConHJT化HJT工藝步驟相對簡化，但工藝精度要求嚴苛HJTHJT以N型單晶硅為襯5-10nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和摻雜的P型非晶硅薄p-a-Si，并與硅襯底形成P-N通過沉積厚度為5-10nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和摻雜Nn-a-Si薄膜的兩側(cè)沉積透亮導(dǎo)電氧化物薄膜〔TCO〕，再通過絲網(wǎng)印刷在TCO于超薄本征非晶硅層i-a-Si，該薄層將N側(cè)的從而HJT電池中長期進展優(yōu)勢顯著，到2023年底國內(nèi)HJT產(chǎn)能規(guī)?！埠诮ā郴虺^15GW，HJT電池〔1〕本征非晶硅鈍化，開路電壓較大，理論效率高達28.5%；〔2〕核心工藝流程僅4步，相對PERC與TOPCon流程簡化；〔3〕自然雙面發(fā)電電池，雙面率>95%，增加發(fā)電增益；〔4〕摻磷N型硅片，無硼氧復(fù)合、硼鐵復(fù)合，無光衰；〔5〕電池對稱構(gòu)造和低溫工藝，適于薄片化降本；〔6〕高。HJT工藝流程方面，HJT產(chǎn)線與PERC不兼容，需增配非晶硅與導(dǎo)電膜沉積設(shè)備，增加靶材需求。具體工藝中，清RCA法的化學(xué)品耗量和廢料處理本錢更低，應(yīng)用更廣泛。非晶硅鍍膜有等離子增加沉積PECVD與熱絲鍍膜沉積HWCVD設(shè)備，其中PECVDVHF-PECVD推動“微晶-HJT”技術(shù)變革。微晶工藝有助進一HJT〔碳〕能，同時降低摻雜層的電阻，增大HJTHJT〔TCO〕PVD〔磁控濺射〕RPD〔反響等離子體沉積〕兩種方法制備，PVD工藝用直流磁控濺射制備TCO，較為成熟，量產(chǎn)性更好；RPD承受蒸發(fā)鍍膜法制備IWO導(dǎo)電薄膜〔氧化銦摻鎢〕，薄膜導(dǎo)電性好，但設(shè)備價值量更高，且靶材尚未規(guī)模量產(chǎn)。金屬化絲網(wǎng)印刷工序因低溫銀漿需兩次印刷，對印刷線的精度有較捷佳偉創(chuàng)均具備全套設(shè)備供給力量。HJT2023年6〔ISFH〕測試，隆基硅HJTM6〔274.4c㎡〕光電轉(zhuǎn)換效26.5界紀錄。當(dāng)前，HJT電池平均效率約24.5-24.7%，本錢是制約HJT產(chǎn)業(yè)化進展的核心因素，HJT與PERC正面競爭仍需設(shè)備端、材料端等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)助力降本增效，進一步提HJT3.0三個階段。1.0階段承受非晶硅制備異質(zhì)結(jié)，目前HJT主流企業(yè)M6-12BB電池單片銀耗約150mg〔每瓦銀耗量22.3mg〕，130-135μm2.0微晶硅代替非晶硅，平均效率約24.5%-24.7%，目標效率為25%-25.2%，厚度或可降至120μm，承受鋼板印刷+SMBB120mg。3.0階段承受雙面微晶PECVD設(shè)備，量產(chǎn)效率有望到達25.5%，同時應(yīng)用接近100μm將來，利用電鍍銅技術(shù)或可全面取代含銀漿料，同時HJT30%。HJT的具體提效降本進度仍HJT技術(shù)降本提效的過程中，電池設(shè)備企業(yè)主導(dǎo)工藝革，較大程度確定電池轉(zhuǎn)換效率與本錢的基準水平，主要通過大產(chǎn)能PECVD、半棒薄片技術(shù)、電鍍銅設(shè)備、鋼板印刷及激光轉(zhuǎn)印、SMBB；電池企業(yè)則通過溫度濕度等環(huán)境把控、材料配比、氣體速率、高精度工藝手法提升效率上限。〔〕進者與央國企運營商布局發(fā)力，HJT始終以來，光伏龍頭企業(yè)是技術(shù)革與應(yīng)用的引領(lǐng)和主導(dǎo)者，但從HJT布局進展來看，主流一體化龍頭對HJT的大1GW方日升主推大尺寸異質(zhì)結(jié)組件。而業(yè)外進者如華晟能源、金剛玻璃、明陽智能等，和下游央國企運營商如華潤電力、國電投等則加速擴產(chǎn)布局。作為目前產(chǎn)能最大的HJT廠商，華晟能源于6月26日公布了喜馬拉雅G12HJT24.73%，組件全面積轉(zhuǎn)化效率超過23%。估量到2023年三季度華晟將形成總計2.7GW的HJT4.8GW工程建設(shè)，2023年華晟合計HJT7.5GW，并有望到達10GW。金剛玻璃將在原有的1.2GWHJT4.8GW國家電投擬與福建鉅能電力共同建設(shè)5GW異質(zhì)結(jié)工程；華潤電力在舟山規(guī)劃布局12GW的HJT包招標。當(dāng)下HJT的合計產(chǎn)能已經(jīng)超過6GW，伴隨技術(shù)的經(jīng)濟性優(yōu)化與市場成熟度提升，后續(xù)具備進一步擴產(chǎn)潛力。本錢與溢價空間方面，目前HJT與PERCW本錢端差距約0.2/W左右，國內(nèi)M6尺寸HJTPERC約0.2-0.3/W。HJT轉(zhuǎn)換效率已步入24.6%+時代，隨著設(shè)備和工藝的不斷升級，今年HJT25.00%+的量產(chǎn)效率。待微晶替代非晶、省硅省銦省銀等降HJT來越多，技術(shù)迭代的超額利潤也會加速兌現(xiàn)。IBCIBC工藝相對簡單，兼容性優(yōu)越IBC金屬柵線穿插排列在電池反面的構(gòu)造。電池構(gòu)造方面，IBCPN了金屬柵線電極對光的遮擋，而金字塔絨面構(gòu)造和減反層組失，具有更高的短路電流。電池前外表無遮擋，提高轉(zhuǎn)換效光伏建筑一體化BIPV，具有較大的商業(yè)化前景。從工藝制程來看，IBC、開槽、刻蝕以及PN區(qū)的制備。離子注入環(huán)節(jié)需承受精度PECVD或APCVD設(shè)備，刻蝕使用濕法設(shè)備，PN區(qū)的制備使用PECVD，開槽使用激光開槽設(shè)備。IBC的關(guān)鍵工藝在于在電池反面形成穿插排列pnIBC池的制作需要實行局部摻雜法，利用光刻或者激光形成所需p型區(qū)和nIBC度問題和印刷重復(fù)性問題，因此對電池反面圖案和柵線的設(shè)計要求非常高。作為產(chǎn)業(yè)化IBCSunpower研發(fā)的第三代IBC電池最高效率已經(jīng)到達25IBC電IBCI