异质结电池HJT:异质结电池被认为是高转换效率硅基太阳能电池的重要发展方向之一,未来3-5年行业将进入规模扩展阶段
广义而言,p-n结由两种不同类型的半导体材料组成的太阳能电池均可称为异质结太阳能电池,与之相对的是同质结电池,即p-n结由同种半导体材料组成。目前实际商业应用的晶硅太阳能电池基本均为同质结电池(p-n结由晶体硅材料形成),而产业中一般所提到的异质结电池则是指 p-n结由非晶硅和晶体硅两种材料形成的电池,其中含本征非晶硅薄膜的异质结电池(Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer,HIT/HJT)转换效率较为优秀,受到的关注度相对较高,与大规模产业化的距离亦相对更近。
20世纪 80-90年代,日本Sanyo(目前已被松下收购)首次将本征非晶硅薄膜用于非晶硅/晶体硅异质结光伏电池,在P型非晶硅和N型单晶硅的 p-n异质结之间插入一层本征非晶硅薄膜,有效降低了晶硅/非晶硅异质结表面的复合速率,同时补偿了本征非晶硅层自身存在的悬挂键缺陷,在硅片表面获得了令人满意的钝化效果,以这一结构为基础的光伏电池随后在 1997年实现量产,即光伏异质结(HIT/HJT)电池。
晶体硅异质结太阳电池是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好、双面发电等优点,是高转换效率硅基太阳电池的热点方向之一。硅基太阳能电池在2015年之前由铝背场(BSF)电池主导,2015年p-PERC开始起量,目前PERC电池已经成为市场主流电池,伴随着PERC电池效率提升开始逐渐放缓,同时基于N型硅片的异质结电池产业化已经成熟,光伏电池产业发展的重心正在转变。
HIT电池设备成本约PERC的3倍。目前,HIT电池进口设备约为8-10亿元/GW,国产设备约为5-8亿元/GW,而PERC只需要2.5-3亿元/GW。HIT电池设备成本约为PERC的3倍。
规模化是设备成本下降的主要路径之一。目前,HIT电池设备的单机产能相对较低,清洗机、PVD、丝网印刷机单机产能大约在200MW/台左右,PECVD只有100MW/台左右的产能。单机产能低是目前HIT电池投资较高的主要原因之一。通过做大单机产能,其成本提升相对较低,能够有效降低设备成本。例如,Von Ardenne公司的PVD设备,单机产能从160MW/台提升至250MW/台,产能提升56.3%,售价仅提升12.5%,单位投资额降低了26.4%。
国产化也有望大幅降低设备成本。目前HIT设备主要以国外设备为主,国产设备正在进入。捷佳伟创、迈为、钧石等公司已经在清洗、TCO、丝印等不同的环节具备了产品能力,随国产设备成熟,HIT设备的成本有望大幅降低。
1、高转换效率与强发电能力支撑 HJT 组件溢价
综合测算结果和产业实际,在异质结电池目前23.5%左右的量产转换效率和单晶 PERC电池22.5%的转换效率及价格水平下,从光伏电站收益的角度来看,机构认为异质结电池在组件端可享有约0.25-0.39元/W的溢价空间,其中转换效率提升带来的溢价空间约0.13-0.15元/W(同面积)或0.05-0.06 元/W(同容量),抗衰减能力提供约 0.08元/W溢价,而低温度系数、高双面率等创造出的发电增益对应约0.12-0.14 元/W(同面积)或 0.13-0.16 元/W(同容量)溢价。在此溢价空间下,相同建设条件的光伏电站应用异质结组件和单晶 PERC组件所获得的投资收益率基本处于同一水平。
考虑异质结电池的发电增益基本由优良的温度系数、高双面率等优点产生,我们判断在高温、沙地、雪地等环境中,异质结电池相对于单晶PERC电池的发电量优势更为明显,在性价比方面的优势亦有望较先显现。
2、组件溢价构建HJT电池非硅成本空间
结合对各项成本与利润差的测算和预计,在当前情景单晶 PERC转换效率22.5%、异质结电池转换效率23.5%,远期情景单晶 PERC转换效率23.5%、异质结电池转换效率25%的条件下,测算得到在当前情景下,异质结组件溢价可以允许异质结电池非硅成本高于单晶 PERC 电池0.18-0.27元/W,对应异质结电池非硅成本约0.41-0.50元/W;远期情景下异质结电池非硅成本可高出0.24-0.34元/W,对应异质结电池非硅成本约0.39-0.49元/W。
在上述假设前提下,由非硅成本测算结果,预判异质结电池非硅成本的临界范围约在0.4-0.5 元 /W;如果异质结电池非硅成本达到临界范围,异质结电池相对于目前主流单晶 PERC 电池的性价比优势有望逐步显现,从而有望实现对于单晶 PERC的替代。
此外,目前异质结电池非硅成本水平大致位于0.6-0.7元/W区间,相对于0.4-0.5元/W的目标仍有一定幅度的差距。就非硅成本的组成而言,异质结电池在低温银浆、设备折旧、靶材耗用等方面均有较大的降本潜力。此外,MBB多主栅等工艺改进亦有望在降低辅材消耗的同时提升异质结电池的转换效率。我们预计当异质结电池突破性价比临界点后,异质结电池的替代有望快速推进,行业产能或复制近年单晶 PERC的扩张进程。
记者在SOLARZOOM光储亿家与东吴证券联合主办的“2024HJT异质结&叠层产业峰会”上获悉,作为下一代光伏技术路线的HJT异质结在今年上半年取得长足进步,越来越多的央国企大型招标项目开始为异质结设立单独标段,更多异质结企业也开始参与竞标。截至9月初,今年共有10.33GW的HJT异质结产品招标,招标量相比去年提高了近一个数量级。预计到年底,HJT异质结的实际出货有望达到30GW,进入大规模(100GW)发展的新阶段。(上证报)
迈为股份在8月29日的电话会议上表示,今年国内异质结组件的招标量相较于去年同期呈现出显著增长,截至目前已达到8—10GW的规模,预计在年底前这一数字还将进一步攀升。我们观察到部分客户产能已接近满产且订单持续增多。无论是国内还是海外市场,异质结行业在未来几年都有望保持强劲的增长势头。
6月13-15日,第十七届国际太阳能光伏与智慧能源大会暨展览会(SNEC)在上海国家会展中心隆重举行。凯盛科技集团携光伏玻璃、高效组件和多款自主研发的光伏建筑一体化(BIPV)产品和技术亮相展会,展示的光伏组件系列产品包括四款引领技术前沿的异质结组件和两款创新异质结电池片。特别是高效薄型异质结0BB组件,有效降低硅和金属化成本的同时,提升转换效率,其功率输出能够惊人地突破740W大关,树立了行业新标杆。高效异质结电池荣获电池片LID TÜV南德认证证书。并签署多个合作项目(合作方包括上海耀皮玻璃集团和唐山通宝停车设备有限公司),展现了公司在新能源材料产业的重要影响力和竞争力。
5月7日,隆基绿能在西班牙马德里发布晶硅电池效率新纪录与全新一代超高价值组件产品Hi-MO 9。Hi-MO 9组件基于高效HPBC 2.0电池技术打造,拥有更高发电能力、更低BOS成本和更高可靠性等核心优势,最高功率660W,转换效率高达24.43%。发布会现场,隆基公布了其研发团队刚刚创造的BC技术效率新纪录。经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)认证,隆基自主研发的背接触晶硅异质结太阳电池(HBC)光电转换效率达到27.30%,再次刷新了单结晶硅光伏电池转换效率的世界纪录。这是继2023年12月隆基创下HBC电池转换效率27.09%世界纪录后的再突破。在此之前,隆基已先后16次打破电池效率世界纪录,并成为晶硅单结电池和晶硅-钙钛矿叠层电池两大赛道电池效率世界纪录的“双料冠军”。 Hi-MO 9所搭载的HPBC 2.0技术基于BC技术平台,使用了隆基自有的高品质泰睿硅片,结合自研的复合钝化技术,对电池的光线吸收、光电转化和电流传输能力进行了大幅优化升级。在新一代高效发电技术的赋能下,Hi-MO 9组件全生命周期的发电效能和可靠性表现全面“起飞”,且拥有诸多发电“绝技”:包括无惧户外高温、高湿等恶劣环境,甚至在光线辐照不均的情况下,依然可以高效发电。(上证报)
1月21日,作为无锡市今年首个竣工的省级重大项目,华晟3.6GW高效异质结电池项目在锡山经济技术开发区正式投产。无锡华晟异质结智能制造项目总投资54亿元,一期项目华晟3.6GW高效异质结电池产线是全球首个210R异质结电池厂。(无锡发布)
据捷佳伟创消息,自去年12月最高功率组件达到738.98W以来,经过不到一个月持续优化,2024年1月捷佳伟创HJT单玻组件功率达到745.33W,双玻单封组件741.66W,纯双玻量产组件最高功率735.79W,以上HJT组件电池端均采用12BB印刷工艺,再次刷新公司HJT组件功率记录。
光伏行业欧洲出口已于2023年11月企稳,近期产业端反馈的回暖进步印证底部。今日重要性:✨
隆基绿能再次刷新单结硅电池世界纪录
煤电行业收入增加,或给煤价上涨提供潜在的空间。
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