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电力设备及新能源行业:钙钛矿电池产业化发展研究报告4

2.4、 钙钛矿正在 0-1 突破的时刻,有望成为未来主流路线

1)P 型 PERC 电池自2018 年进入爆发期,2022 年已逐步逼近 24.5%的理论转化效率极限。站在 2022 年的时点上,N 型 TOPCon 和 HJT 是短期内技术相对成熟、关注度较高、最有可能替代 PERC 的两条接棒技术路线;彼时钙钛矿电池仍处于实验室效率突破及量产线搭建阶段,是再下一个时点的目标。

2)在 N 型电池迭代的最初时期,产业链及资本市场,对于性能天花板高、良率好、降本路径清晰的异质结都存在更多的青睐与偏向。但后续技术突破的缓慢以及居高不下的成本使得异质结产业化进展趋缓,TOPCon 电池率先成为大规模替代 PERC 电池的主流电池技术路线。出于差异化竞争发展目的,仍有部分玩家专注发力异质结电池。HJT 主要推进厂商包括华晟、金刚光伏、东方日升、琏升科技等,晶澳、晶科、隆基等老玩家实验性地建立了小规模产线。专注 HJT 的企业体量相对较小,在近几年间普遍存在低净利润,低毛利率,高资产负债率的问题,行情走势相对低迷。

3)站在 2024 年初时点,TOPCon 已逐步大规模铺开,但由于 TOPCon 电池极限效率有限,行业普遍认为 TOPCon 技术只能作为过渡技术,等待下一代高效电池的成熟产业化。而钙钛矿作为第三代薄膜电池,具备成本低、效率高、产业资金雄厚的多个绝对优势,正是蓬勃发展之时。

4) 异质结发展历史

(1)1974 年,W. Fuhs 首次提出了异质结结构,并在九十年代初由日本三洋公司正式确定了HIT 电池结构原型。1997 年,三洋将“HIT”注册商标,并申请多项异质结器件相关专利。2010 年,三洋(已被松下收购)专利保护期过期,全球对异质结电池的研究广泛展开,异质结电池转换效率快速提升。松下于 2011 年达到 23.7%的效率,于 2013 年转换效率最高已达 24.7%。KANEKA 于 2015 年突破记录达到 25.1%的实验室效率,于2017 年叠加 IBC 技术后创造 26.7%的 HBC 电池效率纪录。
(2)2017 年,国内 MW 级异质结产线搭建投产。晋能科技于 2016 年率先启动异质结中试项目,成为国内首家实现异质结技术量产的中国制造商。2017 年 5 月,晋能科技 100MW异质结技术量产生产线正式投产。
(3)2019 年来,大规模 GW 级异质结产业化陆续推进。2019 年 7 月,山煤国际与钧石能源签署《战略合作框架协议》,双方拟共同建设总 10GW 的异质结电池生产线项目。8 月,东方日升年产 2.5GW 高效异质结电池片与组件项目正式启动。2021 年 11 月,华晟与迈为股份签署异质结电池合作协议,开发单线产能 500MW 以上的异质结产线,目标量产效率 25.5%。
(4)近两年来,华晟、东方日升、明阳光伏、国电投、宝馨科技、泉为光伏、琏升光伏、上海电气等异质结电池项目陆续投产,根据 InfoLink Consulting 数据显示,截至 2023 年末,HJT 国内规划总产能约 391GW, HJT 名义落地产能超过 50 GW,2023 年出货有望达到约 8GW 左右。

5)异质结产业化缘何受阻?在 PERC 后的下一代技术中,异质结技术在组件输出功率方面表现相对良好,但技术产业化进程远不及 TOPCon。根据 InfoLink Consulting 预计,23 年末 TOPCon 的名义产能有望超过 600 GW,是异质结名义产能的十倍多。为何异质结产业化脚步缓慢,我们认为有以下几点原因。
➢ 重新投入设备需要时间周期,且全流程成本较高
(1) 设备投资成本高

*从 0-1 新建产线的角度来看,截至 2023 年末,PERC 电池产线设备投资成本降至 1.42 亿元/GW,产线可兼容 182mm 及 210mm 的大尺寸产品,单条产线产能已达到500MW 以上。2023 年新投产TOPCon电池线设备投资成本约1.55 亿元/GW,略高于PERC 电池;异质结电池设备投资成本约 3.51 亿元/GW。
*从技术迭代的角度来看,从 PERC 技术转向 TOPCon 技术,电池工艺共通,在 P 型电池的工艺基础上,TOPCon 电池将磷扩散改为硼扩散, 增加了隧穿层及 Poly 层的制备步骤,取消了激光开槽,两者电池产线大部分可以兼容,在此技术转化下每 GW 的新增投资额约在5000-7000 万元左右。而HJT完全是另一套工艺流程,产线需要完全重新搭建,大量新设备进场及调试也需要一定的时间周期,时间和资金成本均较高。

 

发布时间:2024/3/18 7:02:55 查看:205次

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