光伏電池的技術(shù)路線之爭(zhēng):一條沒(méi)有終點(diǎn)的旅程

鄭晨燁2024-05-25 11:59

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào) 記者 鄭晨燁 “現(xiàn)在(光伏)電站基本是用N型組件,P型也還有人要,但量不多。在N型組件里,TOPCon的組件會(huì)主流一些。”5月22日,在談及光伏市場(chǎng)近來(lái)的變化時(shí),安徽一家光伏組件經(jīng)銷商的銷售人員張先生向經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示。

在中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)中,P型電池(基于P型硅片的光伏電池)向N型電池(基于N型硅片的光伏電池)的技術(shù)迭代,已成為近年來(lái)行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。行業(yè)中的每個(gè)廠商都希望能夠抓住下一代光伏技術(shù)的風(fēng)口。

在最近舉辦的光伏行業(yè)上市公司業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上,記者發(fā)現(xiàn)與會(huì)的機(jī)構(gòu)投資者相比關(guān)注行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇和光伏產(chǎn)能過(guò)剩等短期問(wèn)題,更加關(guān)心企業(yè)如何升級(jí)現(xiàn)有的P型產(chǎn)能以及對(duì)N型產(chǎn)品技術(shù)路線的規(guī)劃。

自2024年以來(lái),擁有近9年光伏組件經(jīng)銷經(jīng)驗(yàn)的張先生觀察到,在BC(背接觸光伏電池)、HJT(異質(zhì)結(jié)光伏電池)和TOPCon(隧穿氧化層鈍化接觸光伏電池)這三種主要的N型技術(shù)路線中,“TOPCon技術(shù)似乎已經(jīng)勝出。”

新能源行業(yè)研究機(jī)構(gòu)InfoLink的統(tǒng)計(jì)顯示,截至2023年底,TOPCon電池的名義產(chǎn)能已達(dá)到560GW,HJT和BC電池的產(chǎn)能則分別為45GW和48GW。

“在短期內(nèi),TOPCon技術(shù)應(yīng)該是N型電池的主流選擇。”TrendForce集邦咨詢分析師王健說(shuō)。

短期的路線之爭(zhēng)

追求更低的度電成本,一直是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),依靠光伏電池的技術(shù)創(chuàng)新,從而獲得更高的發(fā)電效率以及更低的制造成本成為主要手段。

如果給光伏產(chǎn)業(yè)此輪技術(shù)路線的變革追尋一個(gè)起點(diǎn),或許可以追溯至2020年的上海光伏展。當(dāng)時(shí),國(guó)內(nèi)一線光伏組件制造商紛紛展示自家的N型產(chǎn)品。據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2020年N型組件在整個(gè)上海光伏展發(fā)布的產(chǎn)品中所占比例僅為7.4%,但三年后這一比例已超過(guò)90%。

盡管行業(yè)普遍追求從P型向N型的快速升級(jí),但在具體的升級(jí)路徑上,企業(yè)們還是走出了三個(gè)細(xì)分方向,主要分為BC、TOPCon和HJT三種N型電池技術(shù)。王健介紹,這三條技術(shù)路線各有優(yōu)劣。其中,TOPCon技術(shù)在轉(zhuǎn)換效率、壽命、可靠性以及與傳統(tǒng)PERC(發(fā)射極和背面鈍化電池)產(chǎn)線兼容性方面具有優(yōu)勢(shì),但面臨工藝復(fù)雜性、成本以及效率提升空間的限制。HJT技術(shù)以高轉(zhuǎn)換效率、低工藝溫度、高穩(wěn)定性、低衰減率和雙面發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)著稱,但初始投資和材料成本較高,性價(jià)比尚不具優(yōu)。BC技術(shù)可以很好地結(jié)合其他電池技術(shù),大幅提高電池的轉(zhuǎn)換效率,因其背接觸設(shè)計(jì),外觀更為美觀,具有更為廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景,但同樣面臨制作工藝復(fù)雜、技術(shù)和設(shè)備的高投入以及高生產(chǎn)成本的挑戰(zhàn)。

在過(guò)去幾年中,關(guān)于哪種技術(shù)路徑將最終勝出的問(wèn)題,一直是國(guó)內(nèi)光伏電池及組件企業(yè)的熱議話題。

例如,隆基綠能科技股份有限公司(601012.SH,下稱“隆基綠能”)董事長(zhǎng)鐘寶申在2023年中報(bào)業(yè)績(jī)會(huì)上提出,TOPCon是一種過(guò)渡技術(shù),BC電池在未來(lái)五六年將成為晶硅電池的絕對(duì)主流。作為TOPCon路線的領(lǐng)軍企業(yè),晶科能源股份有限公司(688223.SH,下稱“晶科能源”)CTO金浩則在2023年的一場(chǎng)公開(kāi)活動(dòng)中表示,BC在兩三年甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是沒(méi)有相應(yīng)生命力的。

“從技術(shù)角度看,HP是復(fù)合鈍化意思,BC是背接觸的意思。根據(jù)鈍化技術(shù)及結(jié)構(gòu)的不同,行業(yè)定義了PERC、TOPCon、HJT等。但目前更有可能是復(fù)合技術(shù),因此我們將其稱為復(fù)合鈍化背接觸電池技術(shù)。隆基認(rèn)為這是行業(yè)下一代確定性的技術(shù)方向。我認(rèn)為在未來(lái)五年內(nèi),整個(gè)市場(chǎng)絕大多數(shù)會(huì)是BC電池,復(fù)合鈍化技術(shù)可能會(huì)成為主流。”在2024年4月30日的隆基綠能2023年年度業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上,鐘寶申再次強(qiáng)調(diào)了自己的觀點(diǎn)。

面對(duì)這三條各具特點(diǎn)的N型技術(shù)路徑,哪些因素是決定其能夠勝出的關(guān)鍵?業(yè)內(nèi)人士透露,目前TOPCon電池新產(chǎn)線的設(shè)備投資約為2億元/GW,而基于現(xiàn)有P型電池產(chǎn)線升級(jí)改造的成本約為1億元/GW;HJT電池的新產(chǎn)線投資則高達(dá)3.5億元/GW左右。

專注BC賽道的上海愛(ài)旭新能源股份有限公司(600732.SH,下稱“愛(ài)旭股份”)于5月13日披露的公告顯示,其義烏六期15GW高效晶硅太陽(yáng)能電池項(xiàng)目總投資額為85.16億元,即1GW成本約為5.6億元。

在這種背景下,盡管行業(yè)仍在探討下一代光伏電池技術(shù)的方向,但從經(jīng)濟(jì)性角度看,TOPCon技術(shù)至少在短期內(nèi)已成為N型光伏電池技術(shù)的主流選擇。

“2024年是光伏行業(yè)全面轉(zhuǎn)向N型技術(shù)的一年,近一兩年一線企業(yè)重點(diǎn)投入N型TOPCon,預(yù)計(jì)短期還是以這個(gè)技術(shù)和產(chǎn)品為主。”在5月7日的2023年度科創(chuàng)板光伏專場(chǎng)業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上,阿特斯陽(yáng)光電力集團(tuán)股份有限公司(688472.SH)董事長(zhǎng)瞿曉鏵說(shuō)。

長(zhǎng)期的技術(shù)迭代

在行業(yè)短期內(nèi)以TOPCon技術(shù)和產(chǎn)品為主的情況下,押注其他技術(shù)路線的光伏企業(yè)是否還有時(shí)間調(diào)轉(zhuǎn)方向?

王健認(rèn)為,想要調(diào)頭為時(shí)已晚,且沒(méi)有意義。當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性以及現(xiàn)階段規(guī)劃的TOPCon產(chǎn)能已能滿足市場(chǎng)需求。在行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格快速下跌的背景下,任何先進(jìn)技術(shù)都不具備較強(qiáng)的盈利能力。“TOPCon技術(shù)的生命周期約為三到五年,轉(zhuǎn)向該技術(shù)需要大量時(shí)間進(jìn)行研發(fā)和試驗(yàn),短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和市場(chǎng)化。”王健說(shuō)。

與此同時(shí),主要光伏上市公司的動(dòng)向顯示,面對(duì)TOPCon技術(shù)和產(chǎn)品大規(guī)模放量的現(xiàn)狀,非TOPCon路線的企業(yè)并未表現(xiàn)出改變技術(shù)路徑的意圖。

例如,隆基綠能在2023年年度業(yè)績(jī)會(huì)上明確表示,公司沒(méi)有TOP-Con技術(shù)的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,而是發(fā)布了BC產(chǎn)能的戰(zhàn)略規(guī)劃,目標(biāo)是要在三年內(nèi)達(dá)到100GW的產(chǎn)能。目前,隆基綠能在全球范圍內(nèi)擁有45GW的PERC電池產(chǎn)能,其中國(guó)內(nèi)產(chǎn)能將在2024年底全部退出市場(chǎng),海外部分產(chǎn)能將在2025年前退出。目前,隆基綠能擁有接近35GW的HPBC一代電池的產(chǎn)能和30GW的TOPCon電池產(chǎn)能。

在HJT技術(shù)方面,該賽道的龍頭公司東方日升新能源股份有限公司總裁伍學(xué)綱在2023年度業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上表示,公司未來(lái)的產(chǎn)能結(jié)構(gòu)和新增產(chǎn)能將以異質(zhì)結(jié)(HJT)為主。

盡管TOPCon技術(shù)目前占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位,同樣存在需要迭代解決的問(wèn)題。

“隨著雙面poly技術(shù)的運(yùn)用,TOPCon的技術(shù)效率將越來(lái)越接近其理論極限(28%左右),進(jìn)一步提升效率可能將變得越來(lái)越困難。”王健強(qiáng)調(diào)降低成本和提高效率是光伏行業(yè)的主旋律,轉(zhuǎn)換效率潛力更大的技術(shù)更有可能引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

所謂雙面Poly技術(shù),即通過(guò)在電池的正面和背面同時(shí)沉積多晶硅(Poly-Si)層,優(yōu)化電池的電學(xué)性能和光學(xué)性能,使光伏組件的正面和背面均能夠有效吸收光能,增加發(fā)電量。晶科能源在2023年11月接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)曾表示,晶科能源的雙面Poly中試線已實(shí)現(xiàn)26%的轉(zhuǎn)換效率,并計(jì)劃在2024年底逐步投入生產(chǎn)。

在此背景下,BC技術(shù)作為通用平臺(tái)性技術(shù),因其可與TOPCon、HJT甚至PERC技術(shù)結(jié)合的優(yōu)勢(shì),受到了行業(yè)內(nèi)部的廣泛看好。例如,TOPCon與BC技術(shù)結(jié)合形成TBC,與HJT結(jié)合形成HBC。隆基綠能當(dāng)前力推的HPBC技術(shù)則是在P型硅片上結(jié)合了PERC和IBC的電池技術(shù)。

同時(shí),記者注意到,行業(yè)主要TOPCon龍頭企業(yè)也對(duì)BC技術(shù)持開(kāi)放性態(tài)度。晶科能源董事長(zhǎng)李仙德在5月7日的業(yè)績(jī)交流會(huì)上稱,公司會(huì)儲(chǔ)備基于TOPCon的BC電池和鈣鈦礦疊層電池技術(shù)。

另一家專注TOPCon賽道的上市公司海南鈞達(dá)新能源科技股份有限公司(002865.SZ)在業(yè)績(jī)交流會(huì)上也指出,BC技術(shù)作為平臺(tái)技術(shù)可與TOPCon電池技術(shù)進(jìn)行疊加。目前,公司已掌握基于TOPCon的BC技術(shù),正推動(dòng)BC電池的中試研究和量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)。

關(guān)于HJT電池,行業(yè)內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為,該技術(shù)與鈣鈦礦技術(shù)結(jié)合所衍生的疊層電池才是光伏電池未來(lái)的主流技術(shù)路線。在走訪業(yè)內(nèi)人士的過(guò)程中,記者也發(fā)現(xiàn),雖然TOPCon電池在產(chǎn)能和市占率上取得了領(lǐng)先,但大多數(shù)從業(yè)者并不認(rèn)為TOPCon將是N型技術(shù)路線的最終勝者。

國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)觀察人士張鵬認(rèn)為,光伏電池技術(shù)路線細(xì)看之下雖有差異,但實(shí)際上都是融合發(fā)展。他舉例說(shuō),BC作為平臺(tái)性技術(shù),不能簡(jiǎn)單與TOPCon等技術(shù)區(qū)分開(kāi)來(lái);HJT雖然與鈣鈦礦疊層較好,但實(shí)際上TOPCon也可以與鈣鈦礦疊層。

在華東地區(qū)一家光伏上市企業(yè)的高管看來(lái),光伏電池技術(shù)的創(chuàng)新更像是一條沒(méi)有終點(diǎn)的旅程,未來(lái)技術(shù)路線的差異性不會(huì)減少,反而可能愈發(fā)多樣化,“所以從嚴(yán)格意義上講,所有(現(xiàn)有)的光伏電池技術(shù)都是過(guò)渡性(技術(shù)),都會(huì)被更先進(jìn)的技術(shù)所取代”。

“光伏電池的技術(shù)迭代主要還是靠行業(yè)降本增效的內(nèi)驅(qū)力推動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)更高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,企業(yè)通過(guò)持續(xù)的研發(fā)投入、優(yōu)化供應(yīng)鏈、擴(kuò)展市場(chǎng)和提升管理,不斷推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和成本下降。”在王健看來(lái),未來(lái)的光伏電池賽道不會(huì)是一個(gè)嚴(yán)重同質(zhì)化的賽道。

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