降本增效是光伏行業(yè)發(fā)展主題,截止2020年底,P型電池仍為市場主導,但展望未來,PERC 電池行業(yè)量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率2020年已提升至22.8%,頭部企業(yè)超過23%,接近PERC電池理論最高值。而n型電池作為能實現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率更高、衰減更低的電池技術(shù),近幾年來成為行業(yè)關(guān)注的焦點。按照電池結(jié)構(gòu),量產(chǎn)化前景較高的兩種n型電池技術(shù)分別是TOPCon(隧穿氧化層鈍化接觸)電池和HJT(異質(zhì)結(jié))電池。TOPCon電池具有更高的理論效率極限,且較 PERC 僅增加了硼擴、隧穿氧化層沉積等工序,可在原電池設(shè)備制程基礎(chǔ)上進行改造,是現(xiàn)有PERC 產(chǎn)能后續(xù)轉(zhuǎn)型第一選擇。異質(zhì)結(jié)(HJT)理論轉(zhuǎn)換效率高,有衰減率低、溫度系數(shù)低、雙面率高、弱光效應等優(yōu)點,可帶來明顯的全生命周期發(fā)電效益提升。
根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2020版)》,2020年,新建量產(chǎn)產(chǎn)線仍以PERC電池產(chǎn)線為主,隨著PERC電池片新產(chǎn)能持續(xù)釋放,PERC電池片市場占比進一步提升至86.4%,n型電池(主要包括異質(zhì)結(jié)電池和TOPCon電池)相對成本較高,量產(chǎn)規(guī)模仍較少,目前市場占比約為3.5%,但是隨著TOPCon、HJT等電池效率和成本優(yōu)勢不斷改善,n型電池市場占比將逐步提升,行業(yè)產(chǎn)業(yè)化進程加速推進。在以 TOPCon、HJT 為代表的n型電池技術(shù)路線效率成本占優(yōu)的情況下,n型電池技術(shù)路線領(lǐng)先優(yōu)勢將迅速確立,形成對傳統(tǒng)技術(shù)的替代趨勢。
據(jù)不完全統(tǒng)計,2021年多家企業(yè)公布n型電池的項目和技術(shù)進展:
1.晶科宣布通過高激活擴散、超薄多晶硅、新金屬化體系電極以及鈍化接觸高隧穿傳導等多項創(chuàng)新技術(shù)及先進材料的應用,大面積n型TOPCon電池效率達到創(chuàng)紀錄的25.25%。同月,隆基商業(yè)化尺寸單晶雙面P型TOPCon電池實現(xiàn)25.02%的世界紀錄,單晶雙面n型TOPCon電池則實現(xiàn)25.21%效率。2021年6月,國電投黃河公司宣布鈣鈦礦/n型TOPCon四端疊層電池效率達到28.08%。
2.隆基發(fā)布首款TOPCon雙面組件—Hi-MOn,量產(chǎn)效率達22.3%。宣布西咸樂葉和寧夏樂葉分別擬建年產(chǎn)15GW和5GW高效單晶電池項目,布局下一代先進電池技術(shù)。
3.中來宣布將推出采用G12大尺寸n型TOPCon電池的組件產(chǎn)品niwaMax,66版型功率可達700W,在山西擬建16GW高效單晶電池項目。
4.金剛玻璃1.2GW異質(zhì)結(jié)項目啟動,建設(shè)周期兩個月。
5.晶澳科技與金石能源就“異質(zhì)結(jié)電池裝備項目”正式簽約,晶澳科技采購金石異質(zhì)結(jié)電池核心裝備,正式進軍HJT。
6.鉅能電力技術(shù)研發(fā)部在量產(chǎn)線 上制作的 HJT異質(zhì)結(jié)電池,經(jīng)過 TUV 北德公司檢測認證,最高轉(zhuǎn)換效率達到了25.31%。
7.通威金堂 1GW 異質(zhì)結(jié)電池項目第一片電池片下線。自 5 月 28 日第一臺設(shè)備進場,至 7 月 16 日首片下線,歷時 50天,該項目幾乎全部采用國產(chǎn)電池設(shè)備,對HJT產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。
8.華潤電力布局異質(zhì)結(jié)。規(guī)模達到12GW的高效異質(zhì)結(jié)太陽能電池及組件制造項目位于浙江舟山。項目將分4期建設(shè)。項目一期啟動后,將加快推進各項建設(shè),預計一年后建成達產(chǎn),到2025年項目全部建成達產(chǎn)。
9.歐洲再添 GW 級 HJT工廠。俄羅斯光伏制造商 Hevel Solar 目前已開始投資 240 億盧布,在立陶宛和波蘭之間的俄羅斯加里寧格勒飛地建造一座超級工 廠,用于制造光伏硅錠、硅片和異質(zhì)結(jié)電池,目標是 2022 年年底前開始投產(chǎn)。投產(chǎn)后,該工廠的 n 型單晶硅錠和硅片的年產(chǎn)能為 1.3GW,異質(zhì)結(jié)太陽能電池 產(chǎn)能為 1GW,將成為歐洲最大的異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)廠家。
10.美國異質(zhì)結(jié)實現(xiàn)“零突破”。加拿大太陽能制造商Heliene在佛羅里達州投建了一座專門生產(chǎn)商業(yè)異質(zhì)結(jié)(HJT)組件的新工廠。這將是目前美國唯一生產(chǎn)異質(zhì)結(jié)太陽能組件的工廠,將為美國光伏組件供應帶來新的商機。
異質(zhì)結(jié)自1990年開發(fā)至今已走過30年,早期由于設(shè)備投資昂貴且工藝要求嚴格,海內(nèi)外電池廠商僅處于觀望和百兆瓦級的試產(chǎn)線,產(chǎn)業(yè)化遲遲未能落地。在2020-2021年,得益于異質(zhì)結(jié)電池龍頭企業(yè)的帶動、裝備及材料的國產(chǎn)化、工藝技術(shù)水平的提升,以及供應鏈的配套協(xié)作,異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)業(yè)化效率穩(wěn)步提升,成本不斷下降,性價比進一步凸顯,商業(yè)化進程開始提速。特別是2021年4月,愛康、華晟相繼領(lǐng)跑異質(zhì)結(jié)組件封箱出貨,實現(xiàn)了里程碑式的重大突破。
原標題:未來光伏電池發(fā)展探析:高效N型電池