編者按：PERC電池經(jīng)過3-4年的普及，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，效率已經(jīng)達(dá)到了22.5%，明年大概率就要見到23%的效率極限。光伏電池下一步往哪里走，HIT、TOPCon、IBC、PERT都是潛在的方向，目前來看HIT應(yīng)該是最接近成熟的。
異質(zhì)結(jié)電池其實(shí)是1990年日本三洋發(fā)明的，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界做了大量的摸索，但一直沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為什么最近突然火起來了呢?
1異質(zhì)結(jié)電池介紹
一、PERC紅利的消退。PERC電池經(jīng)過3-4年的普及，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，效率已經(jīng)達(dá)到了22.5%，明年大概率就要見到23%的效率極限，很多技術(shù)手段都已經(jīng)用了，再往上提效可能比較困難或者不具備經(jīng)濟(jì)性;而且PERC的非硅成本也已經(jīng)到0.23元/瓦左右，再下降已經(jīng)很困難了;疊加電池工藝高度集成在設(shè)備中，PERC技術(shù)快速擴(kuò)散，產(chǎn)能無序擴(kuò)張，目前頭部企業(yè)凈利也只有5分/瓦，光伏電池產(chǎn)業(yè)需要尋找新的方向來拓寬盈利空間，并且恢復(fù)融資能力，這一點(diǎn)十分關(guān)鍵。
二、HIT技術(shù)在近期取得了比較大的進(jìn)展。光伏電池下一步往哪里走，其實(shí)爭論挺多的，HIT、TOPCon、IBC、PERT都是潛在的方向，目前來看HIT應(yīng)該是最接近成熟的，這一點(diǎn)可以從電池廠的方向選擇和設(shè)備廠的攻關(guān)方向得到驗(yàn)證。今年以來，HIT的設(shè)備、銀漿、靶材的國產(chǎn)化都有重大突破，效率也提升到了24%以上，其中最關(guān)鍵的是MBB多主柵技術(shù)的引入，電池的單片銀漿消耗量從300-400毫克下降到了150毫克，銀漿成本下降0.2元/瓦，同時(shí)由于主柵更細(xì)，遮光更少，電池效率還提升了0.5%，HIT的性價(jià)比得到質(zhì)的提升，讓HIT量產(chǎn)的可行性大幅增加。
三、HIT兼容下一代疊層技術(shù)。晶硅電池的理論效率極限在30%左右，這是1989年shockley等學(xué)者論證過的，目前產(chǎn)業(yè)里大家比較認(rèn)可的實(shí)現(xiàn)路徑是HIT+鈣鈦礦做疊層電池。近期鈣鈦礦電池也有比較大的進(jìn)步，世界紀(jì)錄已經(jīng)在中國，其成熟時(shí)間可能比預(yù)期的早，因此現(xiàn)在去布局HIT其實(shí)也是在為未來開發(fā)疊層電池做準(zhǔn)備，PERC到HIT，設(shè)備基本上都不能用，HIT到疊層，只需要增加三臺(tái)設(shè)備，4層膜，HIT完全兼容下一代技術(shù)，因此HIT的升級(jí)潛力也讓更多企業(yè)去布局HIT。
異質(zhì)結(jié)電池結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工序。異質(zhì)結(jié)電池以N型硅片做襯底，先清洗干凈制作金字塔絨面，然后再兩側(cè)分別沉積本征非晶硅薄膜，起到鈍化硅片兩側(cè)懸掛鍵的作用，然后再接著沉積摻雜非晶硅，制成PN結(jié)，PN結(jié)就是光伏電池的發(fā)電結(jié)構(gòu)，由于非晶硅薄膜橫向?qū)щ娦圆缓?，如果直接在非晶硅薄膜上印刷電極，會(huì)有部分電流無法收集，所以還需要在非晶硅薄膜兩側(cè)沉積一層金屬氧化物導(dǎo)電層，英文縮寫是TCO，說的簡單點(diǎn)就是一層透光性很好的導(dǎo)電膜，最后在TCO上絲網(wǎng)印刷電極，再固化，光再生，就制成了HIT電池。因此從工序上來講，HIT電池核心工序就4步，清洗制絨、非晶硅鍍膜、沉積TCO、絲網(wǎng)印刷，是所有電池工藝中步驟最短的。
2異質(zhì)結(jié)電池的優(yōu)勢
一、效率高。目前主流企業(yè)量產(chǎn)效率都站上24%，REC24.3%，鈞石24.1%，晉能24%，明年底有望沖擊25%，行業(yè)新進(jìn)者基本也在23.5%以上。效率高帶來組件環(huán)節(jié)BOM成本和電站環(huán)節(jié)BOS成本的節(jié)省。這一點(diǎn)大家可以對(duì)比單晶PERC和常規(guī)多晶電池，當(dāng)前單晶PERC和常規(guī)多晶效率差3%，價(jià)格差0.35元/瓦。1%的效率差溢價(jià)約1毛錢。明年HIT量產(chǎn)預(yù)計(jì)都在24%以上，PERC在22.5%左右，可以有1.5毛左右的單瓦溢價(jià)。
二、衰減低。HIT年均衰減0.25%，不到PERC一半。HIT衰減低主要有3方面的原因。
? N型硅片摻磷，沒有P型硅片的硼氧對(duì)、鐵硼對(duì)等復(fù)合中心，光致衰減很小;
? N型硅片少子為空穴，空穴比電子更難被俘獲而復(fù)合，對(duì)金屬雜質(zhì)不敏感;
? HIT表面TCO膜為導(dǎo)電體，電荷不會(huì)在電池表面聚集，無電位誘導(dǎo)衰減;
松下25年的戶外實(shí)證數(shù)據(jù)顯示HIT25年的衰減僅8%，PERC在15%，整個(gè)生命周期內(nèi)低衰減可以多發(fā)約5%的電量，對(duì)應(yīng)約1毛2的單瓦溢價(jià)。
三、溫度系數(shù)低：組件表面溫度每升高1℃，組件實(shí)際輸出功率會(huì)下降一定比例。HIT下降約0.25%，PERC下降約0.37%，HIT單瓦發(fā)電量比PERC高約4%，對(duì)應(yīng)約1毛錢的單瓦溢價(jià)。
四、雙面率高：HIT電池雙面率可以達(dá)到95%，PERC一般在75%左右。由于HIT電池正面功率也高，因此疊加高雙面率后背面增益更大，按60版型計(jì)算，有效功率多出10W。理論溢價(jià)2分。
五、升級(jí)空間大：純粹的HIT電池效率極限預(yù)計(jì)在25.5-26%，再往后走疊加鈣鈦礦做疊層電池效率可以做到28%，目前英國牛津光伏的疊層就已經(jīng)做到28%的效率了，潛力預(yù)計(jì)在30%。此外HIT也可以疊加IBC做成HBC電池，目前HBC的研發(fā)效率已經(jīng)到26.7%。
3異質(zhì)結(jié)產(chǎn)業(yè)化路徑展望
一、設(shè)備：進(jìn)口設(shè)備做熟工藝，國產(chǎn)設(shè)備跟進(jìn)降本。
回顧光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史，新技術(shù)問世后，往往是頭部企業(yè)引入進(jìn)口設(shè)備，把工藝做成熟，然后國產(chǎn)設(shè)備廠商負(fù)責(zé)跟進(jìn)降本，歷史這么走過來的，在異質(zhì)結(jié)上大概率也會(huì)這么走下去。目前山煤國際、愛康、晉能等企業(yè)已經(jīng)在引進(jìn)進(jìn)口線，行業(yè)先驅(qū)已經(jīng)在行動(dòng)了。
具體來講，HIT主要生產(chǎn)工序有4步，對(duì)應(yīng)4種專業(yè)設(shè)備，依次是清洗制絨機(jī)、PECVD、PVD/RPD、絲網(wǎng)印刷機(jī)。其中壁壘最高的是PECVD，海外梅耶博格和應(yīng)用材料的設(shè)備比較成熟，但價(jià)格比較昂貴;國內(nèi)鈞石和理想有供貨能力，邁為樣機(jī)已經(jīng)交付，正在調(diào)試，捷佳樣機(jī)預(yù)計(jì)在2020年一季度交付，金辰股份樣機(jī)預(yù)計(jì)在2020年3季度交付。清洗制絨機(jī)目前日本YAC比較成熟，YAC目前也在推進(jìn)中國本土制造，國產(chǎn)捷佳偉創(chuàng)正在積極研發(fā)，已經(jīng)有數(shù)臺(tái)機(jī)器出貨。PVD國內(nèi)宏大和紅太陽有出貨，絲網(wǎng)印刷機(jī)邁為等已經(jīng)做的非常成熟，捷佳偉創(chuàng)、金辰股份也有供貨能力。當(dāng)前1GW進(jìn)口設(shè)備價(jià)格約7-8億元，一旦國產(chǎn)化，將迅速下降到5億元1GW，技術(shù)再擴(kuò)散，預(yù)計(jì)3億元1GW。
二、耗材：國產(chǎn)化已經(jīng)突破，需求放量將推動(dòng)成本迅速下降
HIT電池的生產(chǎn)工藝有四步，分別對(duì)應(yīng)4大類的耗材。
清洗制絨：KOH、HCL、H2O2、HF、添加劑等，大宗化學(xué)品，非常成熟。添加劑目前還是進(jìn)口為主，有企業(yè)在嘗試國產(chǎn)化，進(jìn)口添加劑成本約8分/片，如果國產(chǎn)化成功，可以降到2分/片。
PECVD：主要是TMB、B2H6、PH3等氣體，非常成熟，成本占比可以忽略。
PVD/RPD：氬氣、靶材。先導(dǎo)、映日、壹納等國內(nèi)廠商已經(jīng)突破，價(jià)格大幅低于海外廠商，未來需求放量，價(jià)格還有下降空間。靶材核心成分是氧化銦，質(zhì)量占比在90%以上，剩余10%是氧化錫、氧化鎢、氧化鈰、氧化鈦等金屬氧化物。目前銦價(jià)格約900-1000元/千克，加工費(fèi)約500-1000元/千克，完全成本在2000元/千克以下，價(jià)格在3000元/千克左右。當(dāng)前靶材成本約5分/瓦，未來需求放量之后有望降到3分/瓦。
絲網(wǎng)印刷：低溫銀漿。HIT由于是低溫工藝，PERC所用高溫銀漿不能應(yīng)用于HIT電極制作，需要使用低溫銀漿。國內(nèi)常州聚和、蘇州晶銀等廠商有供應(yīng)，REC新加坡HIT工廠已經(jīng)在采購上述某廠的低溫銀漿，其品質(zhì)得到海外大廠認(rèn)可，標(biāo)志著低溫銀漿國產(chǎn)化已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)突破。目前銀漿價(jià)格約7000元/千克，需求放量后預(yù)計(jì)向5000元靠攏。
三、資本：傳統(tǒng)電池廠自我迭代，產(chǎn)業(yè)外資本謀求彎道超車
對(duì)于傳統(tǒng)電池廠而言，實(shí)現(xiàn)自我迭代。目前已經(jīng)公開布局HIT的企業(yè)有通威股份、東方日升、愛康科技、普蘭特、REC，通過產(chǎn)業(yè)調(diào)研我們了解到還有數(shù)家大廠在積極布局，已經(jīng)在設(shè)備選型階段，但出于各自考慮尚未公開。
對(duì)于產(chǎn)業(yè)外資本而言，謀求彎道超車。HIT技術(shù)的成熟吸引了部分產(chǎn)業(yè)外資本的目光，當(dāng)前國內(nèi)流動(dòng)性整體充沛，部分傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)通過供給側(cè)改革積累了大量現(xiàn)金，同時(shí)傳統(tǒng)行業(yè)由于產(chǎn)能過剩，難以在現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大再生產(chǎn)，只能謀求新的投資方向。2019年7月山煤國際公告建設(shè)10GW異質(zhì)結(jié)生產(chǎn)線，正式開啟轉(zhuǎn)型之路。除了山煤以外，中國神華、陜西煤業(yè)、晉能集團(tuán)、同煤集團(tuán)、潞安集團(tuán)、平煤集團(tuán)、中國建材、國家電投等大型國有集團(tuán)都在積極布局光伏產(chǎn)業(yè)，只是各自的技術(shù)方向和參與形式不一樣。
不管是產(chǎn)業(yè)內(nèi)還是產(chǎn)業(yè)外的資本，資本涌入必將加速HIT的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。當(dāng)前中國布局HIT的企業(yè)已經(jīng)達(dá)到20家，資本的涌入為HIT設(shè)備和工藝研發(fā)創(chuàng)造了良好的客觀條件，這會(huì)加速HIT工藝的成熟，一旦產(chǎn)能放量，又會(huì)加速耗材的降本和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈配套的成熟，進(jìn)而加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
四、市場：高端到低端，分布式到電站
HIT電池目前存在高溢價(jià)。HIT具備高效率、低衰減、低溫度系數(shù)、高雙面率的優(yōu)勢，目前23%效率的HIT電池售價(jià)1.6元/瓦，較21.9%效率的同尺寸PERC溢價(jià)0.65元/瓦。
HIT電池優(yōu)異的特性對(duì)不同業(yè)主價(jià)值不一樣。在BOS越高、溫度越高，利用小時(shí)越高，電價(jià)越高的地區(qū)，HIT可以有更高溢價(jià)。HIT的這些特性決定了其市場將由高端逐步滲透到低端，從分布式滲透到電站。光伏電池由于是ToB的產(chǎn)品，無法對(duì)客戶進(jìn)行差異化定價(jià)，因此市場滲透過程中，HIT電池的價(jià)格會(huì)逐步降低，當(dāng)前價(jià)格1.6元/瓦，預(yù)計(jì)規(guī)模化生產(chǎn)后價(jià)格將下降到1.2-1.3元/瓦。其定價(jià)錨預(yù)計(jì)會(huì)是PERC電池。
五、HIT產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程預(yù)估
第一階段：2019-2020年。頭部企業(yè)引入進(jìn)口設(shè)備，打通工藝。
第二階段：2020-2021年。國產(chǎn)設(shè)備突破，將GW設(shè)備投資降到5億以下。
第三階段：2021-2022年。國產(chǎn)龍頭設(shè)備廠開始量產(chǎn)出貨，HIT電池產(chǎn)能年度增量在10GW以上，但國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)逐步擴(kuò)散，其他設(shè)備廠跟進(jìn)，設(shè)備產(chǎn)能大幅擴(kuò)張，GW設(shè)備投資降到3億。
第四階段：2022-2024年。HIT產(chǎn)能大幅擴(kuò)張，最終產(chǎn)能可能會(huì)達(dá)到300GW。
如果以GW級(jí)大線作為產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)志，2020年大概率會(huì)是HIT產(chǎn)業(yè)化的元年，山煤國際大概率會(huì)投出數(shù)個(gè)GW的大線，2020年底全球HIT產(chǎn)能有望超過8GW，目前約2.8GW。
原標(biāo)題：PERC技術(shù)頭部企業(yè)凈利5分/瓦?HIT最終產(chǎn)能預(yù)計(jì)達(dá)300GW?
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