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| 為什么說異質結是行業的未來 |
| 來源：黑鷹光伏 作者：劉玉明 時間：2022/12/5 |
降本增效是光伏行業可持續發展的關鍵。隨著持續的效率提升和成本降低壓力，光伏電池和組件技術快速更新迭代。目前來看，PERC電池性價比頗高，但隨著其效率挖掘潛力逐步接近極限，若想要再大突破，顯然是難上加難。要進一步推動降本增效，在競價市場占領一席之地，勢必要尋求更高效率的電池組件技術。
從行業層面看，研究指出，光伏發電技術路線將于今年開啟由P型向N型迭代的趨勢。異質結(HJT)電池作為最具希望的N型代表，極限效率有望超30%，不僅能與IBC和鈣鈦礦等形成疊層電池，還具有高效率、高可靠性、可雙面發電、低溫工藝制程、薄硅片應用、溫度特性好、無LID與PID效應等優點，受到國內外眾多光伏企業密切關注。
頭部企業爭先布局
光伏技術迭代史，是一部長江后浪推前浪、創新、淘汰、升級、再創新不斷循環的歷史。它既殘酷又迷人，每輪技術革命都會重塑原有競爭格局，催生出新的行業龍頭。
光伏新一輪顛覆性技術變革將發生在電池環節，異質結由此站上風口，成為最受追捧的下一代N型電池熱門技術路線之一。行業新軍、傳統巨頭紛紛入局，大大加速了異質結的降本提效和產業化進程。
縱觀國內，從早期的愛康、國家電投、晉能集團、中智電力、彩虹集團，到后來陸續有山煤國際、東方日升、通威等越來越多的企業躋身異質結陣營。
據《全球光伏》統計，目前有超過20家企業已布局異質結，現有產能規劃已達71.9GW，電池量產轉換效率早已突破25%。
此前，華晟新能源加速推進10GW產能擴張，隆基多次打破異質結電池光電轉換效率世界紀錄，異質結憑借其技術優勢獲得多方青睞及海量資本加持。
數據顯示，Wind異質結電池指數兩年內累計漲幅高達230%。以復權后股價計算，該指數成分股之一、異質結設備企業邁為股份自上市以來股價大漲超過25倍。該公司8月26日的投資者電話會議，吸引了779位機構投資者參與，火爆程度可見一斑。
放眼海外，此前，在Intersolar期間，光伏組件集成制造商REC Group推出了其最新組件產品--Alpha Pure-R戶用異質結組件。
REC產品Alpha Pure-R系列采用異質結(HJT)電池、G12大尺寸組件設計，將提供410Wp、420Wp和430Wp的三種輸出功率，功率保證期各為25年。組件重21.5公斤，尺寸為1730x1118x30mm，REC計劃于8月在其新加坡工廠開始生產，這將使REC的Alpha產品線產能實現翻倍，從600MW增至1.2GW。
不過，近期REC突然宣布，準備向美國市場出貨TOPCon了。REC即將向美國市場出貨的TOPCon組件型號是“N-Peak 3 Black”系列，標稱輸出功率400W，并采用n型TOPCon技術，報道稱已在新加坡工廠生產，計劃于2023年1月發貨。這一變化發生在其創新的REC Alpha Pure-R異質結組件開始生產兩個月后。
但業內人士也提到，REC的TOPCon技術是在PERC產線升級改造的。通過在N型電池工藝的基礎上研發出的隧穿氧化層鈍化接觸技術，可基于現有PERC產線升級改造。但是TOPCon電池背面收光較差，其良率普遍在95%以下，量產難度很高，成本也較高。
此外，TOPCon的缺點是工序太過繁雜。PERC的工序基本在9個;TOPCon在PERC的基礎上多了3個環節左右，共約12道工序，主要是增加在制結這一環節。
工藝繁雜是TOPCon的痛點，且目前技術路線并不統一，多條技術路線并行。主要有三種，第一種是LPCVD 制備多晶硅膜結合傳統的全擴散工藝;第二種是LPCVD 制備多晶硅膜結合擴硼及離子注入磷工藝;第三種是PECVD 制備多晶硅膜并原位摻雜工藝。目前雖以PECVD為主，但是成膜速度慢等問題仍然是痛點。工藝繁雜會帶來良率的劣勢，再加之增加的工序技術路線并不統一且難度較大。導致TOPCon整體良率在93-95%;而PERC電池良率在97-98%之間。
異質結相比于PERC和TOPCon工藝步驟少，僅有四步，分別為：制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO薄膜沉積、電極金屬化。理論而言，工藝步驟少，可以提高產品良率以及節約部分生產成本，所以在這方面HJT是優于TOPCon的。
顯而易見，同為第二代電池技術，TOPCon技術由于可以在傳統的PERC產線上改造，而異質結技術最大的優勢是其可實現的高效率、更高的雙面率和更好的與鈣鈦礦疊層可能。
成本及應用價值優勢凸顯
“太陽能現在是歷史上最便宜的電力來源�！�2020年，國際能源署(IEA)即在其報告中將太陽能稱為電力行業“新王”。
在我國新能源發展道路上，光伏發電亦是最重要的一環。隨著碳達峰、碳中和共識的確立，光伏行業再度迎來一個黃金時代。據中國光伏行業協會預測，我國2022年裝機預計85-100GW，2025年有望達到270-330GW。
回望光伏行業在國內20年來的發展歷程，不斷經歷希望與絕望、崛起與隕落的周期性變化，但每一次產業發展的核心，以及格局的變化最終都源于技術的升級。
回望光伏行業在國內20年來的發展歷程，不斷經歷希望與絕望、崛起與隕落的周期性變化，聚焦至光伏產業內部，提高發電效率、降低成本，始終是決定產業命脈的核心。
當下，隨著技術的不斷發展，光伏產業似乎又來到了新的拐點，新一輪技術競爭已開啟。現在行業普遍認為，光伏的第三次技術變革最有可能發生在電池片領域，PERC電池是目前光伏產業的主流電池技術。
為突破產業瓶頸，市場開始呼喚功率更高的光伏新技術。8月18日，科技部、發改委、能源局等九部委發布《科技支撐碳達峰碳中和方案》，指出要重點“研發高效硅基光伏電池”�！肮杌夥姵亍�，一般包括P型電池與N型電池兩種。前者制作工藝簡單，設備建設成本較低，一直以來都是性價比最高的電池技術路線。不論是上一代主流的鋁背場電池(BSF)，還是當下正充當市場主力的PERC電池，均屬P型電池序列。但另一面，目前P型電池已逼近其理論上的發電效率極限，降本增效的空間所剩無幾。
市場上足以替代P型電池成為市場主流的，便是N型電池。其技術路線多且清晰，發展相對成熟，各類技術的光電轉化效率均已超過24%，應用潛力巨大，商業化空間十分可觀。
目前，N型電池的主要種類包括三種，即TOPCon、IBC以及異質結。在行業看來，未來的光伏市場主流，大概率會從這三種技術中產生。在這三種技術中，前期生產壁壘最低的就是TOPCon。該技術的最大特點是生產線無需另造，只需改造現有的PERC產線即可，前期投產成本低。但它的光電轉化效率較低，目前的實驗室極限是26%(ISE，雙面接觸)，優于PERC，低于異質結和IBC。
此外，TOPCon的工序太過復雜——尋常的光伏電池一般只需經過9道生產工序，而TOPCon的工序高達12~13道，大大提升了量產難度，良品率也因此極難把握。
至于IBC電池，是目前所有電池技術中發電效率最優的一種，實驗室極限效率已經能達到26.63%。但工藝也最不成熟，加工成本極高，生產設備昂貴，距離商業化還很遙遠。
TOPCon、IBC、異質結，三種技術路徑，哪種技術路徑性價比更高?對比之下，異質結電池的表現更符合市場要求，被認為是最有希望成為下一代主流電池的技術路線。根據CPIA公布的實證數據，目前，異質結電池相比P型電池，在發電量上具備絕對優勢，每千瓦發電量可增益6-10%。其實驗室最高光電轉換效率在26.5%左右，高于PERC和TOPCon電池，且工序最少，僅有4道，生產步驟可控性強，良品率最高。
發展前景不容小覷
目前異質結技術已從探索準備期進入到發展期，一些已入局異質結技術賽道的光伏企業正在積極擴大生產規模，規模化生產正在推動異質結設備投資和材料價格降低，行業案例數據亦有印證。
光伏賽道上游市值近800億的HJT整線設備龍頭邁為股份接連收到訂單。9月初，安徽華晟擬從邁為股份采購高效硅HJT電池生產線12條，產能共7.2GW。這個采購總額超過了公司去年年度審計營收的50%。去年年報顯示，邁為股份全年營收為30.95億元，也就是說此次訂單金額超過15億元。逐步增加的訂單，間接意味著HJT電池產能或逐步放量。
接下來介紹一下異質結領域的頭部企業。
首先是東方日升。2021年2月，東方日升宣布最新研發的高功率異質結組件，經權威第三方機構TUV 南德實驗室測試，組件最高功率達到606.656W，將異質結組件功率最高世界紀錄提升了160W以上，是東方日升在異質結電池組件應用技術道路上的新突破。東方日升2021年異質結產量500MW ，2021年產能規劃2.5GW。
其次是愛康。2021年3月25日，愛康集團宣布愛康湖州基地一期220MW異質結電池項目iCell異質結電池片，全面進入批量化、大規模生產階段。近日，隨著轉化效率不斷攀升，湖州基地生產的最優批次的高效異質結電池平均轉化效率達24.2%。愛康集團2021年異質結產量200MW ，2021年產能規劃 6GW電池+6GW組件。
以及通威、鈞石、中智泰興等。
通威在2019年投建400MW HJT試驗線的基礎上，于2021年新增投產1GW HJT中試線，目前HJT研發和量產效率均有較大幅度提升。通威2021年異質結產量450MW ，2020年產能規劃 1GW。
晉能在2021年研制的量產線上面積為274.27cm2異質結太陽能電池片的轉換效率達到24.7%獲行業權威機構認證，成功實現業內在166mm大尺寸異質結電池量產效率上新的突破，達到國際領先水平。晉能2021年異質結產量100MW，2021年產能規劃 2GW。
中智2021年異質結產量160MW，2021年產能規劃 1.2GW;鈞石2021年異質結產量600MW，2021年產能規劃5GW, (2GW在建);山媒國際 2021年產能規劃10GW(一期3GW在建)
如今這份名單上又多了一個REC。REC 2021年產能規劃初期2GW ，預計到2025年產達4GW。
據某項目上的數據顯示，異質結雙面組件與PERC雙面組件相比，每瓦收益率提高7.5% ，與PERC單面組件相比，每瓦收益率提高14.4%。因此，綜合考慮發電量和成本，異質結產品已具備電站應用價值(目前異質結LCOE和PERC組件基本接近)。
而隨著設備和材料國產化實現成本大幅降低，產品供應量和市場的增大，異質結電池成本有望到2023年達到0.65元/M。
行業專家表示，低溫度系數、低衰減、高轉化效率、工藝簡單等，是N型異質結技術最主要的優勢。異質結電池的結構決定了可以天然雙面發電，工藝流程只有清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、導電膜沉積、絲印固化四個環節，相比8道工序的PERC電池大大簡化。在技術延伸上，
隨著銀包銅的應用、異質結電池的轉化效率等達到預期，以及多股力量推動異質結電池降本增效，專家預計今年年底異質結電池降本會取得較大突破，明年異質結電池會明顯放量。異質結技術在未來亦有望成為一種平臺型技術，與鈣鈦礦結合形成疊層電池。
REC Group首席執行官Jan Enno Bicker稱，未來的研發工作將完全集中在異質結技術上。
“我們知道這是未來幾年一項最具潛力的技術，可以真正改善功率密度，令組件效率越來越高�！盉icker表示：“REC Alpha Pure-R在尺寸、重量、功率輸出和操作方面確實達到了最佳狀態。通過這種新組件，我們再次成功的在更加緊湊的組件中實現了更高的功率，讓業主能夠實現更高的能源獨立性并為全球能源轉型作出貢獻�！�
同時，為了提升產品的可持續性，該系列產品沒有使用鉛，這符合RoHS標準，對環境影響較小。REC Alpha Pure是市面上極少數的無鉛太陽能組件之一。
值得關注的是，據CPIA此前估算，假設2021-2025年全球裝機量分別為170、225、270、300、330GW，假設異質結滲透率2021-2025年分別為5%、12%、26%、42%、60%。由此可見，異質結市場前景不容小覷。
推動技術迭代，開發出更高功率、更高效率、更高發電量的光伏組件產品，始終是光伏企業滿足終端市場需求的關鍵。未來，將有更多優秀企業繼續堅持以創新為驅動，進一步加大研發投入異質結產品，實現現有技術及產品更新迭代之余，開發更多新技術和新產品，同步完善光伏電池片、光伏組件及相關產品產能布局，滿足更廣泛的市場需求，加快推進碳中和發展進程。
(注：“爭鳴”欄目意在分享產業多維度的不同見解，不代表黑鷹光伏立場與投資導向) |
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