隨著P型電池的效率已迫近瓶頸,光伏電池眼下正處于由P型向N型迭代的關(guān)鍵時期。但一直以來,具體的發(fā)展方向眾說紛紜。由于TOPCon在N型電池中降本較快,在本輪轉(zhuǎn)型中搶占先機(jī),業(yè)內(nèi)似已達(dá)成階段共識。此時光伏龍頭隆基綠能卻劍走偏鋒轉(zhuǎn)向BC電池,無疑是在風(fēng)浪漸平的湖面再投下一塊巨石。
BC技術(shù)路線究竟有什么魅力,值得隆基綠能決定全面押注?業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,BC電池效率可期,但工藝復(fù)雜、成本較高,成為主流還有很長的路要走。積極意義在于,圍繞BC電池協(xié)作完善技術(shù)環(huán)節(jié)與配套設(shè)備,或為全產(chǎn)業(yè)鏈帶來降本增效的結(jié)果。無論如何,推動光伏前進(jìn)的下一種可能已經(jīng)出現(xiàn),光伏市場的水越來越渾,風(fēng)浪也越來越高。
電池技術(shù)路線暫無唯一解 TOPCon正搶占先機(jī)
作為被譽為“光伏茅”的行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè),隆基綠能與競爭對手旗幟鮮明地選擇陣營相比,在“后PERC”技術(shù)路線上一直未明確態(tài)度,而今突然“落錘”,迅速攪動市場神經(jīng)。
隆基綠能董事長鐘寶申在半年報業(yè)績說明會上表示,BC電池將會是未來5-6年晶硅電池的絕對主流,包括雙面和單面電池。因此,隆基接下來的計劃投資項目將全部采用BC類技術(shù)。他還表示:“高轉(zhuǎn)換效率的BC電池會是晶硅電池行業(yè)的明珠。”
隆基綠能力推的BC電池(Back Contact,背接觸電池),是當(dāng)前各類背接觸結(jié)構(gòu)晶硅太陽能電池的通用名稱。BC電池的概念其實并不新鮮,此前并列的四大N型電池(TOPCon、HJT、鈣鈦礦、IBC)就有BC的一席之地。IBC、HBC、PBC、HPBC、ABC等全部屬于BC電池。
興儲世紀(jì)總裁助理劉繼茂向記者表示,BC電池是把柵線放在電池背面,可以提升正面效率,但同時也會降低背面發(fā)電量。其最大的特點是包羅萬象,這種結(jié)構(gòu)可以與PERC、TOPCon、HJT、鈣鈦礦等多種技術(shù)疊加。BC電池可以是P型,也可以做成N型。
“所以說BC電池和TOPCon不存在誰取代誰的問題。 BC電池正面效率高,適合在分布式應(yīng)用較多的單面組件,目前大型地面電站,更多采用雙面組件。”劉繼茂稱。
BC電池也面臨一些挑戰(zhàn)和劣勢。由于背接觸結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,BC電池的生產(chǎn)技術(shù)和工藝相對較為復(fù)雜,導(dǎo)致其成本與價格相對較高。此外,由于市場上傳統(tǒng)前接觸電池占據(jù)主導(dǎo)地位,BC電池在市場推廣和用戶接受方面仍面臨一定的困難。
中來股份總經(jīng)理林建偉接受采訪時提出:“BC技術(shù)是個好技術(shù),‘但5-6年內(nèi)能取代TOPCon成為絕對主流’這種預(yù)測,有些過于樂觀。雖然BC組件在效率上取得了一些突破,在產(chǎn)品美觀性上相對于TOPCon和HJT,有一定優(yōu)勢,但其在雙面率和技術(shù)專利等方面所面臨的一系列問題還有待解決。”
林建偉認(rèn)為,從成本來看,目前BC電池產(chǎn)線設(shè)備投資仍然較高,大概是TOPCON產(chǎn)線的2倍。目前具有BC成型產(chǎn)能的公司,產(chǎn)線良率最高在95%左右,而TOPCon產(chǎn)線的最高良率已達(dá)98%,相比之下TOPCon優(yōu)勢還是非常明顯。
對比目前主要的幾種技術(shù)路線。首先,P型電池仍保持行業(yè)出貨大頭,但未來效率提升空間有限;其次,N型TOPCon電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.5%,異質(zhì)結(jié)電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.6%,因此,兩種N型電池技術(shù)路線在當(dāng)前被大部分廠商視為未來很長一段時間內(nèi)的主流技術(shù)方向。不過,異質(zhì)結(jié)使用的銀漿和靶材等耗材成本高,加之入局者不及TOPCon多,降本速度較慢。
環(huán)保與公用事業(yè)分析師許杰向記者表示,關(guān)于電池技術(shù)路線的爭論,在行業(yè)出清階段,也許不會有唯一解。目前來看,相對主流的N型電池技術(shù)路線,BC電池不具備絕對優(yōu)勢,反而存在成本劣勢。大部分廠商剛剛開始量產(chǎn)N型TOPCon電池,行業(yè)未必準(zhǔn)備好了摘取BC電池這顆明珠。
BC電池量產(chǎn)前還有兩大難關(guān)要過
BC背接觸電池通過將電池正面金屬柵線放到背面,減少陽光遮擋,盡可能多地利用入射光,核心是引入激光開模技術(shù)來保護(hù)背面鈍化層的鈍化性能,減少界面處載流子復(fù)合擾動,從而達(dá)到減少光學(xué)損失,提高電池轉(zhuǎn)換效率的目的。
由此可以看出,BC電池并非在材料的化學(xué)反應(yīng)層面做出優(yōu)化,而是電池制造工藝層面的改進(jìn),因此與當(dāng)前市面上的產(chǎn)品之間并不排斥,相反結(jié)合后可形成HPBC、HBC、TBC等多種技術(shù)路線,目前來看,經(jīng)典的IBC電池有美國SunPower一馬當(dāng)先,隆基的HPBC,以及愛旭的全背接觸ABC等。
從技術(shù)層面上來看,BC電池制成流程復(fù)雜,技術(shù)難度大、對材料的要求高、成本難受控制,對硅片勺子壽命要求高,未來還需要解決系列問題,包括制備流程長,成本與一致性等問題;此外,行業(yè)交流反饋中也存在銀耗量較高的問題。在轉(zhuǎn)換效率上,盡管BC電池理論上有突破30%的可能性,但在自然場景中依然難以邁過25%大關(guān),數(shù)據(jù)顯示,xBC組件轉(zhuǎn)換效率普遍落在22.3%-24.2%區(qū)間。
在實際應(yīng)用中,BC電池取消了正面柵線遮擋后美觀度較高,適合分布式應(yīng)用或者BIPV光伏建筑一體化,但單面電池也可能影響到地面電站的應(yīng)用。目前,行業(yè)對BC電池達(dá)成共識,即在未來屋頂產(chǎn)品方案上采用某種類型的BC可能性較大。
除了正式宣告進(jìn)入BC電池的隆基和愛旭,國內(nèi)其他各大廠家也拉上了進(jìn)度條,目前,晶科已在BC上實現(xiàn)一定量產(chǎn),晶澳科技也表示目前研發(fā)有BC電池技術(shù)儲備。而率先實現(xiàn)TOPCon大規(guī)模量產(chǎn)的鈞達(dá)股份近日在回復(fù)投資者問答時表示,公司研發(fā)中心已建立基于N型技術(shù)的BC產(chǎn)品實驗線,下步將進(jìn)入中試階段,實現(xiàn) N型BC產(chǎn)品線量產(chǎn),推動N型產(chǎn)品升級。
綜上來講,BC電池技術(shù)工藝想要解決規(guī)?;a(chǎn)帶來的成本等問題仍有很長的一段路要走,回歸現(xiàn)實,當(dāng)下由P型向N型過渡中是否能解決諸多技術(shù)問題完成本輪迭代還要看明年各家TOPCon產(chǎn)能是否順利落地。
產(chǎn)業(yè)格局
BC電池技術(shù)已向新一代進(jìn)行延伸,目前形成了三大技術(shù)路線:
1.由SunPower公司所帶領(lǐng)的傳統(tǒng)IBC技術(shù)路徑,目前轉(zhuǎn)換效率與已被PERC電池追趕,競爭力下降。
傳統(tǒng)IBC(交叉式背接觸)電池是較早提出的晶硅電池技術(shù),其正負(fù)極、表面場及金屬電極都以叉指的排列方式分布在電池背面,以此保證電磁正面的吸光面積不受遮擋,降低光學(xué)損失提高電池效率,目前轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到25%。但因其制造成本較高和工藝復(fù)雜的問題,發(fā)展始終受限。
2.ISFH代表的POLO-IBC與其同源技術(shù)TBC,TBC電池吸收TOPCon工藝技術(shù),量產(chǎn)效率最高可到25.5%。
3.Kaneka代表的HBC電池技術(shù),該路線吸收了非晶硅的鈍化技術(shù),轉(zhuǎn)換效率可達(dá)26.63%,發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
國內(nèi)方面,隆基為 BC 龍頭玩家, 其成本控制和技術(shù)均處于行業(yè)第 一梯隊。
根據(jù)隆基綠能 23 年中報,公司差異化布局 HPBC(高效復(fù)合鈍化背接觸 技術(shù)) 技術(shù), 新建先進(jìn)產(chǎn)能于今年集中釋放,規(guī)劃產(chǎn)能共計 33GW,HPBC 西咸一期/二期共 29GW 和泰州 4GW 已實現(xiàn)投產(chǎn),基于 HPBC 技術(shù)的 Hi-MO6 組件產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率已超過25%,PRO版本(氫鈍化工藝)量產(chǎn)效率突破25.3%,組件效率達(dá)到22.8%。
根據(jù)隆基中報公開交流,目前 HPBC電池單瓦發(fā)電量比 TOPCon 高 2%~3%,具備較強競爭力。
產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)機(jī)會梳理
隆基綠能本次明確 BC 電池為未來光伏電池主流 技術(shù)路線將有力促進(jìn) BC 電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,刺激更多光伏領(lǐng)先廠商進(jìn) 行 BC 電池研發(fā)與生產(chǎn),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)需求,有望進(jìn)一步形成 BC 技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
BC電池和其他光伏電池產(chǎn)業(yè)鏈一樣,分為上游、中游、下游、設(shè)備、輔材等。
受益于 BC 電池需求提升的相關(guān)設(shè)備及輔材廠商有望全面受益。
BC電池設(shè)備廠商
在BC制造流程中,多個步驟應(yīng)用薄膜沉積設(shè)備。由于平臺化技術(shù)特征,IBC可以和HJT、TOPCon技術(shù)結(jié)合,電池制備工藝更為多變。
正背面的鈍化與減反膜、背面PN結(jié)的制備往往都需薄膜沉積設(shè)備參與其中。其中,ALD設(shè)備在鈍化層的制備中具有重要地位,且需求量往往更高,將充分受益于IBC電池后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)。
ALD設(shè)備相關(guān)廠商中,微導(dǎo)納米已取得了XBC電池、鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)疊層電池訂單;捷佳偉創(chuàng)在TOPC0n、HJT、IBC、鈣欽礦等多技術(shù)路線上都進(jìn)行了設(shè)備技術(shù)的布局,推出了具有性價比優(yōu)勢的設(shè)備,并且都取得了相應(yīng)的訂單;先導(dǎo)智能有TOPcon、HJT、XBC、鈣鈦礦等領(lǐng)域光伏電池端整線裝備;中來股份有IBC技術(shù)且有過小批量出貨,但是成本比較高,所以公司決定將TOPCon和IBC結(jié)合研究TBC技術(shù),目前已取得一些進(jìn)展;羅博科特有用于BC電池生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備。
另外,眾能光電已累計完成包括涂布機(jī)、刮涂機(jī)、激光刻蝕機(jī)、PVD和ALD等近200個單體工藝設(shè)備交付;京山輕機(jī)與華中科技大學(xué)陳蓉教授團(tuán)隊簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,共同研發(fā)空間式ALD設(shè)備,該技術(shù)可用于制備鈣鈦礦電池的SnO2、TCO等功能薄膜層。
隨著部分龍頭公司明確 BC 技術(shù)路線,新技術(shù)的電池組件產(chǎn)能 有望繼續(xù)擴(kuò)張,同時考慮到 BC 電池工藝制程復(fù)雜且工藝難度較大,單 GW 激光設(shè)備價值量提升,激光設(shè)備公司有望迎來機(jī)遇。
激光無損消融技術(shù)可實現(xiàn)背面P\N鈍化膜層的精準(zhǔn)消融,替代傳統(tǒng)的光刻路線,簡化流程。開槽是BC電池的必要制備過程,激光開槽設(shè)備目前已實現(xiàn)量產(chǎn),價值量約為2000萬元/GW。
目前已有多家設(shè)備公司交付樣機(jī),據(jù)帝爾激光2023年半年報公司目前的主要產(chǎn)品包括 PERC 激光消融設(shè)備,PERC 電池激光摻雜設(shè)備,TOPCon 電池激光硼摻雜設(shè)備,背接觸電池(BC)的激光微蝕刻設(shè)備,公司于 23 年 2 月將 BC 組件研發(fā)樣機(jī)交付客戶,8 月初實現(xiàn)量產(chǎn)樣機(jī)交付。
根據(jù)英諾激光公告,英諾推出 BC 電池開膜設(shè)備樣機(jī)已交付給 客戶進(jìn)行驗證。英諾激光2023年半年報資料顯示,在光伏領(lǐng)域,公司不僅推出了 TOPCon 激光 SE 直摻設(shè)備,而且布局了面向 BC、鈣鈦礦等多種電池技術(shù)所需激光器、光學(xué)模組或關(guān)鍵設(shè)備等業(yè)務(wù),公司所推出的 BC 開膜設(shè)備等樣機(jī)已交付給客戶進(jìn)行驗證。
海目星2023年9月8日投資者關(guān)系活動記錄表資料顯示,公司激光的研發(fā)布局了 BC、TOPCon,電鍍等這些新的技術(shù),目前 BC 產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)突破。
BC電池輔材廠商
新技術(shù)催化新機(jī)遇,隨著頭部廠商加碼BC電池,光伏輔材產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展也有望加速。
廣信材料2023年7月11日公司公告顯示,公司今年及短中期的增量主要來自新產(chǎn)品市場開拓。第一是光伏板塊的BC電池(背接觸電池)用光伏絕緣膠從去年底到今年上半年已經(jīng)開始逐漸放量,根據(jù)市場公開信息及公司獲得訂單的增速看,預(yù)計三季度將整體有望更高速放量增長。
帝科股份2023年9月7日在互動平臺表示,公司從2020年開始就已經(jīng)實現(xiàn)了BC電池漿料的規(guī)?;?yīng),是國內(nèi)首家提供BC電池漿料的金屬化解決方案提供商。公司持續(xù)與下游客戶合作開發(fā)迭代不同類型BC電池的漿料產(chǎn)品,是多家龍頭客戶BC電池的漿料供應(yīng)商。
裕興股份2023年9月6日在互動平臺表示,公司的功能復(fù)合膜可以和銅箔熱壓貼合用于晶硅太陽能電池組件,已批量用于背接觸電池組件,并已在頭部BC組件廠商的新產(chǎn)品中進(jìn)行測試。
原標(biāo)題:光伏電池由P型向N型過渡,向左走還是向右走?全靠龍頭來領(lǐng)路