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光伏電池片未來(lái)5年將迎重大技術(shù)變革！

光伏行業(yè)：由政策+技術(shù)驅(qū)動(dòng)，行業(yè)發(fā)展猶如“長(zhǎng)江后浪推前浪”，伴隨每一代技術(shù)進(jìn)步，中國(guó)出現(xiàn)了尚德、英利、協(xié)鑫、隆基、通威等一批又一批的光伏行業(yè)龍頭。

未來(lái)5年：電池片是光伏產(chǎn)業(yè)鏈重大技術(shù)變革環(huán)節(jié)，設(shè)備受益迭代需求。

技術(shù)發(fā)展史：鋁背場(chǎng)BSF電池（1代，2017年以前）→PERC電池（2代，2017年至今）→PERC+/TOPCon（2.5代）→HJT電池（3代）→HBC電池（4代，可能潛在方向）→鈣鈦礦疊層電池（5代，可能潛在方向）。

光伏行業(yè)的核心是“降本+升效”、降低度電成本。單晶電池技術(shù)的不斷迭代，帶來(lái)轉(zhuǎn)換效率從2014年的19%上升至2020年的23%-24%，預(yù)計(jì)未來(lái)有望邁向30%。

異質(zhì)結(jié)：“增效+降本”潛力巨大，是光伏未來(lái)顛覆性技術(shù)

2.1.HJT電池：產(chǎn)業(yè)化臨近、規(guī)劃產(chǎn)能超60GW，將取代PERC成為第三代電池片技術(shù)

晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池（HJT）是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，它綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢(shì)，具有轉(zhuǎn)換效率高、工藝溫度低、穩(wěn)定性高、衰減率低、雙面發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)具有顛覆性。

對(duì)比PERC電池，HJT潛力巨大，將成為第三代電池片技術(shù)主流。據(jù)我們綜合測(cè)算，HJT在25年全生命周期綜合發(fā)電量較PERC高15%-20%。

1）轉(zhuǎn)換效率更優(yōu)：HJT效率潛力超28%，遠(yuǎn)高PERC電池。受P型單晶電池自身材料的限制，PERC電池轉(zhuǎn)換效率已接近天花板，而HJT最高轉(zhuǎn)換效率已超26%（日本Kaneka曾創(chuàng)26.63%，國(guó)內(nèi)最高為漢能的25.1%），長(zhǎng)期有望超28%，效率優(yōu)勢(shì)明顯。

2）工藝流程更簡(jiǎn)化，降本空間更大：HJT為低溫工藝，在硅片成本（利于薄片化和減少熱損傷）和非硅成本（燃料能源節(jié)約）上均更優(yōu)。同時(shí)，HJT只需4道工藝，相比PERC（8道工藝）和TOPCon（9-12道工藝）成本更低。

3）光致衰減更低：HJT電池10年衰減率小于3%，25年發(fā)電量下降僅為8%，衰減速度遠(yuǎn)低于PERC及TOPCon電池。

4）低溫系數(shù)、穩(wěn)定性高：在82攝氏度環(huán)境下，HJT光電轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)組件高出13%。

5）雙面率更高：HJT為雙面對(duì)稱結(jié)構(gòu)，雙面率有望提升至93-98%（PERC和TOPCon均在80%附近，但很難再提升），可獲得10%以上的年發(fā)電量增益。



回顧歷史：異質(zhì)結(jié)（HJT）電池最早由日本的三洋（Sanyo）公司于1990年研發(fā)，專利保護(hù)于2010年過(guò)期。在過(guò)去30年間，產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了萌芽期、實(shí)驗(yàn)室階段、初步的商業(yè)化階段和逐步的產(chǎn)業(yè)化階段。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前HJT國(guó)內(nèi)規(guī)劃產(chǎn)能超60GW，新老電池片廠商均有開(kāi)始布局。安徽華晟（500MW量產(chǎn)線）、明陽(yáng)智能（5GW規(guī)劃）、金剛玻璃（1.2GW規(guī)劃）、愛(ài)康科技（3.4GW招標(biāo)規(guī)劃）、潤(rùn)陽(yáng)集團(tuán)（5GW規(guī)劃）等已紛紛開(kāi)始布局，歷史包袱較輕。

傳統(tǒng)電池片廠商中，通威（金堂1GW量產(chǎn)線）、晶澳、東方日升、阿特斯、天合光能等也已相繼進(jìn)入，加速?gòu)腜ERC向HJT的轉(zhuǎn)型。

展望未來(lái)：預(yù)計(jì)2020-2021年將成為HJT投資元年，行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模將達(dá)到10-15GW。隨著設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、銀漿和靶材成本的降低、以及轉(zhuǎn)換效率提升帶來(lái)的“增效+降本”效益凸顯，2022年行業(yè)將進(jìn)入快速爆發(fā)階段、擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模有望達(dá)30GW以上。

2.2.HJT設(shè)備：多技術(shù)路線“百花齊放”，國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠將強(qiáng)力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

HJT 4大工藝步驟：制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備，對(duì)應(yīng)的設(shè)備分別為清洗制絨設(shè)備、PECVD設(shè)備、PVD/RPD設(shè)備、絲網(wǎng)印刷設(shè)備，在設(shè)備投資額占比分別約10%、50%、25%和15%。

1）制絨設(shè)備：主要是利用化學(xué)制劑對(duì)硅片進(jìn)行清洗和表面結(jié)構(gòu)化，核心設(shè)備是濕式化學(xué)清洗設(shè)備。

主要廠商：日本YAC、德國(guó)Singulus、德國(guó)RENA。捷佳偉創(chuàng)的清洗設(shè)備已完成樣機(jī)并交付。

2）PECVD（非晶硅薄膜沉積）：該步驟取代了傳統(tǒng)PERC工藝中的擴(kuò)散工藝，是構(gòu)造異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，難度、壁壘最高，價(jià)值占到全部設(shè)備的50%，為異質(zhì)結(jié)設(shè)備的核心。

從技術(shù)路徑上：板式PECVD是目前主流，管式PECVD、Cat-CVD具潛力。國(guó)外廠商包括：梅耶博格（已不對(duì)外提供）、應(yīng)用材料等。國(guó)內(nèi)廠商包括：邁為股份、金辰股份、捷佳偉創(chuàng)、理想能源、鈞石能源等。

板式PECVD：將多片硅片放置在一個(gè)石墨或碳纖維支架上，放入一個(gè)金屬的沉積腔室中，腔室中有平板型的電極，與樣品支架形成一個(gè)放電回路，在腔室中的工藝氣體在兩個(gè)極板之間的交流電長(zhǎng)的作用下在空間形成等離子體，分解SiH4中的Si和H，以及NH3中的N形成SiNx沉積到硅表面。優(yōu)勢(shì)：技術(shù)最成熟，易實(shí)現(xiàn)大面積均勻性，材料缺陷態(tài)密度低。

管式PECVD：使用像擴(kuò)散爐管一樣的石英管作為沉積腔室，使用電阻爐作為加熱體，將一個(gè)可以放置多篇硅片的石墨舟插進(jìn)石英管中進(jìn)行沉積。優(yōu)勢(shì)：相比板式PECVD，成本端有更大的下降空間。

CAT-CVD：源氣體分子在真空室中通過(guò)加熱的催化劑進(jìn)行催化裂化反應(yīng)分解，并將裂解的物質(zhì)輸送到基材上形成薄膜。

優(yōu)勢(shì)：相比傳統(tǒng)PECVD，轉(zhuǎn)換效率提升潛力大，對(duì)于源氣體的利用率在80%以上。且Cat-CVD理論上可在熱絲兩側(cè)同時(shí)沉積，生產(chǎn)速度更快。


3）TCO薄膜設(shè)備-PVD/RPD：技術(shù)壁壘低于PECVD，主要包括RPD和PVD兩種的技術(shù)路徑設(shè)備。目前主流技術(shù)路線是用PVD（物理氣相沉淀），相較于PVD，RPD的效率和質(zhì)量更高，但是受制于日本住友公司對(duì)設(shè)備和靶材的壟斷，成本較高。

國(guó)外廠商包括：瑞士Meyerburger、德國(guó)Vonardenne、德國(guó)Singulus、日本住友等。

國(guó)內(nèi)廠商包括：邁為股份PVD（MUP8K）設(shè)備已達(dá)到8000片/小時(shí)產(chǎn)能。捷佳偉創(chuàng)通過(guò)與日本住友合作也具備了RPD設(shè)備的供應(yīng)能力，工藝成熟，并推出了PAR（RPD+PVD）二合一設(shè)備、在轉(zhuǎn)換效率和成本端取得平衡。鈞石能源、理想萬(wàn)里暉均有PVD設(shè)備布局。

4）絲網(wǎng)印刷機(jī)：包括絲網(wǎng)印刷（包括絲網(wǎng)印刷機(jī)，燒結(jié)爐，分選機(jī)）和電鍍銅電極兩種技術(shù)路線，目前以絲網(wǎng)印刷為主流。

電鍍銅電極相較而言更便宜，但是工序較多、工藝復(fù)雜、有廢水處理難等問(wèn)題，目前參與廠商較少。

國(guó)外廠商包括Baccini（AMAT的子公司）等。

國(guó)內(nèi)廠商：邁為股份占主導(dǎo)地位，捷佳偉創(chuàng)、金辰股份也推出了相關(guān)產(chǎn)品。

目前，HJT設(shè)備4大環(huán)節(jié)均已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。國(guó)內(nèi)電池設(shè)備廠商（邁為、捷佳、金辰、鈞石、理想）已紛紛在HJT不同工序環(huán)節(jié)布局，實(shí)現(xiàn)小批量訂單銷售，推動(dòng)HJT電池行業(yè)加速前進(jìn)。

HJT技術(shù)壁壘高、成本優(yōu)化空間大，只有將設(shè)備做到極致的企業(yè)能最終勝出。行業(yè)可能類似PERC時(shí)代，形成2-3家寡頭壟斷的競(jìng)爭(zhēng)格局。

3.3.展望未來(lái)：成本降低是核心！預(yù)計(jì)2022年將具備產(chǎn)業(yè)化性價(jià)比、行業(yè)將爆發(fā)

電池片核心看單W成本：我們預(yù)計(jì)各項(xiàng)成本均有望在未來(lái)下滑，預(yù)計(jì)到2022年HJT將達(dá)到與PERC旗鼓相當(dāng)?shù)某杀緟^(qū)間。4大降本方向分別為：

1）硅片：目前N型硅片對(duì)比P型具有約8%左右的溢價(jià)空間，未來(lái)有望通過(guò)2方面降本。

HJT為低溫工藝，利于硅片的薄片化（從170um降低至120-130um）。預(yù)計(jì)硅片每減薄20um價(jià)格可下降10-15%，對(duì)應(yīng)組件價(jià)格降低5-6分/瓦。

隨著未來(lái)N型硅片需求起量，規(guī)模效應(yīng)將縮小N型與P型硅片之間的溢價(jià)空間。

2）設(shè)備折舊：隨著國(guó)產(chǎn)設(shè)備的“降本+提效”，目前4-5億/GW的設(shè)備投資額仍有較大的降本空間。

3）漿料：HJT需使用低溫銀漿，目前主要依賴進(jìn)口，有望通過(guò)4大方向降本。

無(wú)主柵、多主柵技術(shù)在HJT電池、組件上的應(yīng)用，使得銀漿的耗量快速減少。

“銀包銅技術(shù)”商業(yè)化量產(chǎn)，將降低銀漿耗量30%。

通過(guò)對(duì)串焊設(shè)備精度的提升，減小銀漿主柵上焊接點(diǎn)的大?。ㄣy漿主柵上耗銀量較高的部分），從而節(jié)省主柵上的銀漿耗量。

國(guó)產(chǎn)低溫銀漿起量（常州聚和、蘇州晶銀、浙江凱盈等），打破日本壟斷，相比高溫漿料的溢價(jià)將大幅消失。

4）靶材：目前主要被日本住友壟斷，未來(lái)將通過(guò)提升靶材利用率、規(guī)模化回收、背面AZO替代和國(guó)產(chǎn)化（廣東先導(dǎo)、壹納光電等）降本等方式解決。


據(jù)測(cè)算，對(duì)比PERC電池目前約7毛/瓦的不含稅總成本，HJT電池仍有2毛/W的成本劣勢(shì)。

預(yù)計(jì)隨著設(shè)備廠商的技術(shù)進(jìn)步（如轉(zhuǎn)換效率和節(jié)拍的提升）、銀漿、靶材的國(guó)產(chǎn)化（已有多家國(guó)產(chǎn)廠家布局）、硅片的薄片化（N型硅片厚度降至120-130μm），將共同推動(dòng)HJT技術(shù)的真實(shí)降本，使得經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步凸顯，預(yù)計(jì)到2022年HJT將達(dá)到與PERC旗鼓相當(dāng)?shù)某杀緟^(qū)間。

伴隨HJT電池產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟(jì)性逐步接近、超越PERC電池，預(yù)計(jì)2021年將有10-15GW的HJT擴(kuò)產(chǎn)潮，2022年將迎來(lái)30GW以上擴(kuò)產(chǎn)潮，產(chǎn)線建設(shè)進(jìn)入加速期。 

原標(biāo)題：異質(zhì)結(jié)：光伏電池未來(lái)5年重大技術(shù)變革！