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編者按：組件技術(shù)在大硅片和大功率組件的驅(qū)動(dòng)下得到了更適合的應(yīng)用場(chǎng)景，但硅片尺寸的變大不是業(yè)內(nèi)核心技術(shù)變革，只是在光伏產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格大幅下降，組件封裝成本占比提升，行業(yè)進(jìn)入評(píng)價(jià)其更注重LCOE的情況下加速了技術(shù)演進(jìn)。預(yù)計(jì)組件尺寸變化會(huì)在1-2年內(nèi)全面落地，2021年之后提效將更多體現(xiàn)在電池環(huán)節(jié)，異質(zhì)結(jié)電池路線(xiàn)技術(shù)是目前降本和提效路徑最清晰的。

2019年8月中環(huán)發(fā)布210mm尺寸大硅片，下半年光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)于大硅片尺寸的產(chǎn)品的推出普遍認(rèn)為還需要驗(yàn)證期。但從2020年起，終端大硅片尺寸的組件產(chǎn)品密集出臺(tái)。采用210mm尺寸的組件率先推出，2019年12月東方日升推出首款采用210mm硅片的500W+光伏組件產(chǎn)品。2020年3月東方日升的TITAN500W組件率先通過(guò)TUV南德檢測(cè)認(rèn)證。2020年1月天合光能210mm硅片的500W+組件下線(xiàn)，3月中試線(xiàn)量產(chǎn)。

2020年5月，晶科與晶澳集中發(fā)布500W+產(chǎn)品，硅片尺寸在180mm，隆基在近期有望推出500W+產(chǎn)品，硅片尺寸預(yù)計(jì)為18Xmm。從大硅片尺寸選擇看，分成了明顯的兩個(gè)陣營(yíng)，一體化程度高、硅片產(chǎn)能多的企業(yè)選擇了與現(xiàn)有硅片產(chǎn)能兼容性更好的18Xmm硅片尺寸，硅片產(chǎn)能較少的組件龍頭選擇更大的210mm硅片尺寸。大尺寸組件的產(chǎn)品推出和量產(chǎn)時(shí)間銜接快，2020年下半年各家大尺寸硅片組件就會(huì)進(jìn)入量產(chǎn)階段，且各家產(chǎn)能規(guī)劃都較高。

1.1 功率迭代加速，組件新技術(shù)全面應(yīng)用

組件功率在2018年P(guān)ERC電池進(jìn)入全面普及前，72片組件的單片功率以每年5瓦左右提升的速度進(jìn)步，組件新工藝雖然各家都有儲(chǔ)備，但在實(shí)際出貨中還是以單晶、扁焊帶、4-5主柵、156mm的硅片為主，硅片技術(shù)常規(guī)單晶和多晶并駕齊驅(qū)，單晶滲透率穩(wěn)步提升。

PERC與單晶結(jié)合快速推動(dòng)了單晶市占率的提升，在單晶PERC完成全面滲透后，短期內(nèi)電池技術(shù)帶來(lái)的功率提升速度減緩，功率的提升進(jìn)入物理提效階段，通過(guò)加大硅片尺寸和加大組件版型帶動(dòng)單片組件功率提升。組件用1年時(shí)間從300W時(shí)代提升至400W時(shí)代，再用一年時(shí)間將進(jìn)入500W時(shí)代。之前組件技術(shù)在技術(shù)迭代與降本中進(jìn)展偏慢，但在大硅片和大功率組件的驅(qū)動(dòng)下得到了更適合的應(yīng)用場(chǎng)景，各家組件新產(chǎn)品對(duì)組件新技術(shù)均有全面應(yīng)用。

半片/三分片：半片/三分片組件技術(shù)在大尺寸硅片上具備更適合的應(yīng)用場(chǎng)景，與158mm電池相比，180mm和210mm電池整片面積大幅提升，組件輸出電流主要由單片電池面積決定，不切分的情況下輸出電流將大幅提升，增加組件熱斑及變流器電流失配等潛在風(fēng)險(xiǎn)，從目前主流新產(chǎn)品看，采用210mm硅片的組件產(chǎn)品主要為三分片技術(shù)，采用180mm硅片的組件產(chǎn)品主要為半片技術(shù)，使大尺寸+大功率組件開(kāi)路電壓與短路電流更為均衡，兼具實(shí)用性和安全性。半片/三分片技術(shù)具備更低的陰影遮擋損失，組件發(fā)電溫度低于常規(guī)整片組件2-3℃，硅片切分帶來(lái)組件內(nèi)部電流減少降低內(nèi)阻損失，帶來(lái)5W以上輸出功率的提升。

疊焊/高密度封裝：隨著材料成下降，組件封裝成本占比快速增加，在同等封裝面積中裝入更多的電池片是降本的重要來(lái)源。傳統(tǒng)組件的電池片之間需要保持2mm的距離，隨著焊帶技術(shù)和焊接工藝的突破，在新一代500W組件產(chǎn)品中主要采用了高密度封裝和疊焊兩種工藝。高密度封裝通過(guò)將電池片之間連接區(qū)域的焊帶壓扁，將片間距縮小至0.5mm，提升組件整體效率，同時(shí)對(duì)于組件的良率和耐受性控制較好，實(shí)際使用過(guò)程中電池片隱裂和破損風(fēng)險(xiǎn)較小。疊焊技術(shù)將電池片之間小部分重疊，可以將組件效率最優(yōu)化，但對(duì)于組件生產(chǎn)工藝和強(qiáng)度控制要求較高，實(shí)際使用過(guò)程中可能的形變帶來(lái)的隱裂風(fēng)險(xiǎn)加大。從已發(fā)布的產(chǎn)品工藝看，晶科與晶澳的500W+產(chǎn)品使用疊焊工藝，天合則采用高密度焊接工藝。

多主柵+圓形焊帶：多主柵技術(shù)成熟度，但在156mm硅片的組件中應(yīng)用率低，主要是提升效率的同時(shí)對(duì)于發(fā)電量的提升不顯著。但硅片尺寸變大后，如果依舊采取5BB的設(shè)計(jì)，電流傳輸距離會(huì)增加，210mm尺寸的硅片橫向收集路徑會(huì)提高30%以上。采用MBB技術(shù)降低電池內(nèi)部電阻且電阻分布均勻，提高電流收集能力，減少CTM損失，電流傳輸距離縮短減少隱裂導(dǎo)致的功率損失。電學(xué)性能提升使組件功率相對(duì)5BB設(shè)計(jì)提升1%~1.5%。

圓形焊帶提升組件光學(xué)利用率，降低電池遮擋面積將更多光線(xiàn)反射到組件表面。圓形焊帶的使用，使得入射光無(wú)論從哪個(gè)角度進(jìn)入，都能在焊帶區(qū)域獲得約75%的利用率，而傳統(tǒng)5BB的平焊帶,對(duì)入射光的綜合利用率在5%以?xún)?nèi),圓形焊帶的使用帶來(lái)組件光學(xué)利用率的提升，組件功率相比5BB設(shè)計(jì)提升1%~1.5%。

1.2 材料降本趨緩，促進(jìn)大功率組件發(fā)展

光伏硅產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步和成本下降，帶動(dòng)組件成本穩(wěn)步下降。但在疫情影響需求的情況下，2020年下半年交付的組件價(jià)格已經(jīng)下降至1.5元/W以下，較年初價(jià)格下降20%。從產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格看，上游環(huán)節(jié)的價(jià)格下降領(lǐng)先組件價(jià)格下降，組件交付價(jià)格仍在小幅下降中，但目前上游環(huán)節(jié)價(jià)格已經(jīng)趨于穩(wěn)定。

上游環(huán)節(jié)在這波降價(jià)后繼續(xù)降價(jià)的空間有限，硅料成本最優(yōu)企業(yè)的毛利率已降至30%以下，行業(yè)內(nèi)能夠盈利的產(chǎn)能少于一半，硅片環(huán)節(jié)繼續(xù)降價(jià)空間預(yù)計(jì)低于10%，電池價(jià)格在4-5月全行業(yè)無(wú)盈利，目前價(jià)格已經(jīng)企穩(wěn)回暖。因此組件成本中靠硅產(chǎn)業(yè)鏈的絕對(duì)成本下降空間已經(jīng)有限，目前電池成本在組件成本中占比僅為50%左右，后續(xù)組件降本更多需要依賴(lài)電池提效和單塊組件功率的提升。提效環(huán)節(jié)，PERC技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全面滲透，PERC技術(shù)本身提效速度趨緩，2020年內(nèi)新的電池技術(shù)路線(xiàn)還不能大規(guī)模應(yīng)用，因此產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格的快速下降加速了大尺寸高功率組件產(chǎn)品的推出。

2. 平價(jià)時(shí)代對(duì)LCOE認(rèn)知提升，大尺寸+高功率組件快速迭代

光伏在全球角度已經(jīng)大范圍進(jìn)入平價(jià)時(shí)代，競(jìng)價(jià)模式逐步成為主導(dǎo)。在以往FIT和PPA模式下，業(yè)主對(duì)于電站建設(shè)成本的考慮較多，而競(jìng)價(jià)模式主導(dǎo)后，業(yè)主對(duì)于LCOE的重視程度更高，項(xiàng)目能否中標(biāo)，項(xiàng)目收益率水平等均與業(yè)主對(duì)LCOE的測(cè)算和對(duì)應(yīng)的申報(bào)電價(jià)相關(guān)。因此從組件設(shè)計(jì)的角度，也會(huì)從更加重點(diǎn)考慮度電成本降低的角度出發(fā)。

從各家大尺寸組件設(shè)計(jì)看，180mm尺寸的版型考慮了現(xiàn)有硅片產(chǎn)能的兼容性，210mm尺寸產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)能都需要重新建設(shè)，但不管哪種尺寸，最終組件的面積和重量都比較一致，主要是考慮了運(yùn)輸和安裝環(huán)節(jié)的兼容性。標(biāo)準(zhǔn)集裝箱尺寸為40寸高柜，尺寸為12*2.35*2.69m，門(mén)高為2.58m，考慮20箱裝箱的2層設(shè)計(jì)和叉車(chē)預(yù)留空間等，大尺寸組件的長(zhǎng)邊應(yīng)＜2390mm，短邊＜1135mm。各家的500W組件產(chǎn)品基本都盡量貼近這個(gè)最優(yōu)尺寸去設(shè)計(jì)版型。

各家組件龍頭企業(yè)產(chǎn)品型號(hào)順利推出，在度電成本下降的驅(qū)動(dòng)下預(yù)計(jì)大尺寸+高功率組件的迭代會(huì)較快完成，大尺寸組件將推動(dòng)電池+組件產(chǎn)能的投資強(qiáng)度在2020年維持較高水平，預(yù)計(jì)PERC電池產(chǎn)能投放量與2019年基本持平。

3. 大尺寸+高功率只是開(kāi)始，提效降本是行業(yè)發(fā)展核心

從度電成本下降角度，大尺寸+高功率只是開(kāi)始，硅片尺寸的變大不是業(yè)內(nèi)核心技術(shù)變革，只是在光伏產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格大幅下降，組件封裝成本占比提升，行業(yè)進(jìn)入評(píng)價(jià)其更注重LCOE的情況下加速了技術(shù)演進(jìn)。從各龍頭組件企業(yè)規(guī)劃看，明年大尺寸組件產(chǎn)品就會(huì)加速量產(chǎn)，且考慮到運(yùn)輸和安裝的最優(yōu)尺寸，尺寸方面繼續(xù)提升的空間不大，因此預(yù)計(jì)組件尺寸變化會(huì)在1-2年內(nèi)全面落地。

光伏硅產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格在本輪下跌后短期內(nèi)大幅降低的可能性較低，組件封裝材料價(jià)格都比較穩(wěn)定，且在雙面雙玻趨勢(shì)下，玻璃和膠膜的單位成本還有所提升，因此單塊組件絕對(duì)成本在未來(lái)1 -2年內(nèi)繼續(xù)大幅下降可能性較低，在組件絕對(duì)成本下降具有難度的情況下，通過(guò)電池提效和雙面率提升來(lái)實(shí)現(xiàn)度電成本下降將成為后續(xù)光伏降本的最核心因素。


從電池技術(shù)路線(xiàn)變遷角度，我們認(rèn)為異質(zhì)結(jié)商業(yè)化的路徑已經(jīng)拉開(kāi)大幕，2021年起異質(zhì)結(jié)電池有望進(jìn)入量產(chǎn)期。在效率提升空間、發(fā)電量、衰減等方面異質(zhì)結(jié)都是現(xiàn)有電池技術(shù)中表現(xiàn)非常突出的，隨著設(shè)備國(guó)產(chǎn)化和材料國(guó)產(chǎn)化，異質(zhì)結(jié)電池成本將進(jìn)入快速下降期。

異質(zhì)結(jié)量產(chǎn)的核心首先在于設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)口異質(zhì)結(jié)設(shè)備整線(xiàn)的初始投資在7-8億/GW，較PERC產(chǎn)線(xiàn)高出3倍，電池企業(yè)投資回收期拉長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)各家設(shè)備企業(yè)在異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線(xiàn)核心設(shè)備PECVD環(huán)節(jié)研發(fā)進(jìn)度較快，在2020年底前樣機(jī)預(yù)計(jì)能夠推出，預(yù)計(jì)PECVD環(huán)節(jié)單GW投資能夠降至3億元以?xún)?nèi)，合計(jì)異質(zhì)結(jié)設(shè)備單GW投資降至5億元左右，較進(jìn)口整線(xiàn)設(shè)備下降近50%。


根據(jù)我們測(cè)算，異質(zhì)結(jié)組件價(jià)格較PERC組件價(jià)格高0.3元/W以?xún)?nèi)時(shí)，終端電站的度電成本就能達(dá)到一致。目前PERC環(huán)電池非硅成本在0.2元/W左右，異質(zhì)結(jié)電池非硅成本預(yù)計(jì)在0.5元/W左右，其中銀漿成本在0.2元/W左右，較PERC高0.1元/W以上。在電池多主柵技術(shù)和組件焊接技術(shù)方面的提升將帶動(dòng)銀漿耗量大幅下降。銀漿和靶材國(guó)產(chǎn)化路徑清晰，異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線(xiàn)的逐步投產(chǎn)也將推動(dòng)國(guó)產(chǎn)輔料形成規(guī)?；a(chǎn)品，成本有持續(xù)下降空間。預(yù)計(jì)2021年異質(zhì)結(jié)電池非硅成本將降低至0.4元/W以?xún)?nèi)，2021年起異質(zhì)結(jié)電池就將具備一定經(jīng)濟(jì)性。

隨著產(chǎn)業(yè)化后產(chǎn)業(yè)鏈降本和效率持續(xù)提升，2022年異質(zhì)結(jié)電池非硅成本有望降至:0.3元/W左右，和PERC非硅成本差距縮小至0.15元/W以?xún)?nèi)，考慮到更高的效率和發(fā)電優(yōu)勢(shì)，異質(zhì)結(jié)電池較PERC電池具備0.2~0.3元/W的溢價(jià)空間，異質(zhì)結(jié)產(chǎn)能的投資回收期將縮短至3年以?xún)?nèi)，且持續(xù)提效的方向和成本下降路線(xiàn)清晰。預(yù)計(jì)2020年內(nèi)能看到GW級(jí)別的國(guó)產(chǎn)設(shè)備訂單落地，2021年起異質(zhì)結(jié)將進(jìn)入量產(chǎn)期。

國(guó)內(nèi)電池企業(yè)對(duì)于異質(zhì)結(jié)電池的產(chǎn)能規(guī)劃逐步清晰，2021年起量產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)落地。設(shè)備龍頭企業(yè)梅耶博格發(fā)布公告將籌資1.65億瑞士法郎，通過(guò)建立大規(guī)模電池和組件生產(chǎn)基地的方式，從生產(chǎn)設(shè)備的供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)領(lǐng)先的太陽(yáng)能電池和組件制造商。梅耶博格將利用異質(zhì)結(jié)/Smartwirc專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)自用設(shè)備，預(yù)計(jì)新工廠(chǎng)2021年上半年正式投產(chǎn)，一期產(chǎn)能400MW，計(jì)劃到2022年將電池和組件產(chǎn)能提高至1.4GW和0.8GW。梅耶博格已獲得歐洲和美國(guó)市場(chǎng)潛在客戶(hù)合作意向書(shū)，預(yù)計(jì)每年將購(gòu)買(mǎi)超過(guò) 2GW電池和組件，表明歐美市場(chǎng)對(duì)于異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品已有較高接受度。


降本增效是行業(yè)發(fā)展核心，2020~2021年大尺寸組件實(shí)現(xiàn)快速切換，2021年之后提效將更多體現(xiàn)在電池環(huán)節(jié)，異質(zhì)結(jié)電池路線(xiàn)技術(shù)是目前降本和提效路徑最清晰的，看好異質(zhì)結(jié)電池在2021~2022年加速滲透。


原標(biāo)題： “大”時(shí)代，哪些光伏新技術(shù)脫穎而出？