“百花齐放”的光伏电池技术舞台上,称得上是你方唱罢我登场,新技术不断涌现。
不同硅片尺寸下的典型组件版型对比
目前基于P型硅片的PERC技术已经取代铝背场技术(AL-BSF)成为主流,基于N型硅片的本征薄层的异质结(Hereto-junction with IntrinsicThin-layer,HJT)技术正在得到业界的关注,有望成为下一个接力选手。据介绍,HJT电池是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,理论效率达27%以上,若叠加IBC等技术可接近晶硅电池转换效率的理论极限29.43%,是已知成为下一代电池最有力的竞争者。
自2013年起,HJT电池由日本松下公司创下24.7%的转换效率纪录;至2017年,日本Kaneka公司凭借HJT+IBC技术,将转换效率提升至26.33%。相比之下,2019年1月PERC电池世界纪录由隆基刷新为24.06%。从市场层面看,根据国际光伏技术线路(ITRPV)预测,到2029年异质结HJT电池占比可能超过15%。
从产业层面来看,PERC电池的优势在于难度相对较低、技术成熟度较高,单位产能的投资额相较于HJT技术有明显的优势,因此可以在原有生产线的基础上,通过增加沉积设备和激光开槽设备来实现。据兴业证券电力新能源团队介绍,PERC电池2019年已经成为主流产品,市场占有率达到65%以上,预计2020年渗透率达70%以上。HJT电池对清洁度要求更为苛刻,并且需要进行多层镀膜,技术难度较大。
从生产流程上来看,PERC电池工艺相当复杂,HJT电池的工艺技术难度虽然较高,但流程较为简洁,大体上可以分为四步:第一步,与常规电池相似,通过刻蚀去除硅片表面的损伤层,然后进行制绒处理;第二步,在硅片两侧沉积本征非晶硅薄膜,然后在硅片两侧沉积极性相反的掺杂非晶硅薄膜;第三步,在两侧镀上透明氧化物导电薄膜;第四步,进行丝网印刷。
兴业证券电力新能源团队表示,对于HJT技术而言,一旦突破预计会放量3~5年,且叠加IBC等技术可再保证5年以上主流市场地位。同时,所有光伏企业基本在同一起跑线上,适宜行业新晋者“弯道超车”。
尽管路径已经确定,但与现在主流的PERC电池相比,HJT电池经济性仍不足,主要原因在于制造设备成本较高、银浆等辅材成本较高、生产良品率相对较低等。HJT技术所需PECVD设备中,进口设备约为8亿~10亿元/吉瓦,国产设备约为5亿~8亿元/吉瓦,PERC电池则只需要2.5亿~3亿元/吉瓦。
当然,高投入也有高回报。目前已有通威股份、东方日升、爱康科技等传统光伏企业先后布局HJT技术。
据东方日升建立的实证监控数据,HJT双面组件相对PERC双面组件每瓦收益率提高7%~8%,相对PERC单面组件每瓦收益率提高14%~16%。据券商研报分析,在目前HJT电池与PERC电池的典型效率和成本差异下,电站端应用两种电池在平准化度电成本上的差距约为0.03~0.05元/千瓦时。业内分析认为,尽管异质结电池技术短期内对平价上网的作用并不大,但长期来看,随着相关产能逐步释放、产业链成熟度提升、相关成本下降,叠加电池自身转换效率的持续提升,HJT电池的性价比有望逐步显现,必将有助于推进平价上网的进程。