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行业公认的大倾向!异质结捷报频传核心闭切4股

发布时间:2021-09-20    作者:admin    已阅读:86

  由政策+技术驱动,行业发展犹如“长江后浪推前浪”,伴随每一代技术进步,中国出现了尚德、协鑫、隆基、通威等一批又一批的光伏行业龙头。不断追求“降本提效”光伏行业,电池片的迭代需求尤显重要。

  业内人士指出,异质结是未来5年光伏电池升级的唯一方向,在可商业化量产角度,HJT能达到可商业化的最高电池效率。二级市场上,多只概念股因此大涨,但很多人还不知道异质结电池是什么,当前的行业情况是什么样?有哪些投资标的?文章主要参考安信证券《一周解一惑:N型光伏电池三条路线深度比较研究》、浙商证券《异质结(HJT),光伏电池片未来5年重大技术变革!》。

  先说太阳电池,它是利用半导体的光生伏特效应将太阳能转化为电能的装置。根据基体材料不同,可以分为晶体硅电池和薄膜电池,其中晶体硅电池发展成熟,是目前市场的主流。

  太阳能电池最关键的指标就是电池转换效率,随着技术不断迭代,转换效率从2014年的19%上升至2020年的23%-24%,预计未来有望迈向30%,目前HJT电池理论上可突破28%。

  目前光伏产业大部分都是用的PERC电池或者PERC的相关版本。但由于光伏技术的不断开发与完善,P型PERC电池怎么也突破不了转换效率24%的理论极限。并且,机构预计2021年PERC扩产潮将达到顶峰,各大厂商再扩PERC产能意愿有限,这就让大家不得不寻找新材料。

  目前找到效率最高的就是HJT电池,全称晶体硅异质结太阳电池,最早由日本三洋公司于1990年开发,因HIT被三洋注册为商标,又被称为HJT、HDT、SHJ。同质结电池指同一种半导体材料构成P-N结,而异质结即是两种不同半导体材料。HJT主要由N型硅片、双面非晶硅层、双面TCO膜和双面金属化组成,其中P-N结是由非晶硅(a-Si)和晶体硅(c-Si)材料构成。

  技术原理决定更广阔的效率提升空间。HJT综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等优点,目前看来最高效率可逼近晶硅理论上最高光电转换效率29%,效率提升路径比较明确。

  与需要10余项流程的PERC+以及TOPCon相比,HJT工艺流程相当简洁。而且其中清洗制绒和丝网印刷都是传统硅晶电池的工艺,HJT独特的工艺在于非晶硅薄膜沉积以及TCO膜沉积。

  光伏电池的开路电压对转化效率有重要影响,在实际使用过程中,电池的效率不会一直保持最佳状态。两个重要的因素是功率温度系数和光衰的问题。

  光衰是指光通量在对感光鼓表面充电时,随着电荷在感光鼓表面的累积,电位达到饱和所带来的发电量下降。根据solarzoom,P型PERC电池由于硼为主要元素,一般10年衰减10%,25年衰减20%。而异质结电池主要元素为磷,10年衰减小于3%,25年衰减仅有8%。根据梅耶博格的测算,即使电池效率同为22%,异质结电池相比PERC电池的发电量也可高出12%。

  温度系数,异质结电池的温度系数为-0.25%(PERC电池-0.37%),但异质结电池本身的效率就更高,功率更高,而因高温的功率损失却更低,优势更为突出。

  组件的功率=组件中有效的电池片面积*太阳辐射强度*电池效率。技术迭代让硅片规格标准也在不断变动。2020年7月16日,天合光能发布了最新一版的至尊组件,组件采用210硅片制成的PERC电池,版型为6*10,同时采用了半片低温无损切割、多主栅以及高密度装封等技术,功率可达600W。其中低温无损切割技术和多主栅技术的推广应用都将有助于未来异质结电池的应用,这项技术可以为终端投资者带来更低的单瓦成本和度电成本。

  在异质结电池优势如此明显的情况下,异质结电池并没有大规模量产的主要原因在于其成本相比于其他电池仍然过高。我们从工艺技术、生产设备、材料投入三个方面来看:

  从技术端来看:HJT电池精度高、容错率低,还对生产工艺中制绒后硅片表面洁净度、各工序Q-time、生产连续性、焊带拉力的稳定性等方面的控制相较于提出了非常

  。此前国内HJT核心生产设备仍主要依靠国外进口,整线 亿元/GW。但随着设备国产化的持续推进,目前设备投资已经降低至4~4.5亿元/GW。

  Type=normalSectionTitle=从上述分析来看,HJT电池的发展依赖关键材料及设备等成本的降低,关于异质结技术的降本方向,一般认为应主要从硅片材料、非硅材料、设备成本三个方面展开: Type=normal@@

  把硅片做薄:异质结电池采用的是N型单晶硅片,即使薄片化也不影响发电效率。当前PERC硅片厚度在170-190μm,而异质结电池硅片厚度可以减薄至120μm甚至100μm左右,从而降低硅片成本;

  浆料减量:HJT的浆料采用的是低温银浆,生产工艺难度高,同时需要冷链运输,价格较常规银浆要高10-20%。后续银包铜浆技术的实现,可以1/3银用铜代替,进而达到浆料减量的目的。

  设备国产化:PERC电池只需要2.5-3亿元/GW,而异质结电池进口设备约为8-10亿元/GW,国产设备约为5-8亿元/GW。目前捷佳伟创、迈为股份等公司已经在清洗、TCO、丝印等不同的环节具备了产品能力,随国产设备成熟,异质结设备的成本有望大幅降低。

  目前光伏电池片各条技术路线设备均已实现国产化布局,PERC电池国产设备较为成熟,预计工艺路线和市场格局不会发生较大变化。TOPCON、HJT、IBC目前国产化基本落地,但工艺路线仍存在一定不确定性,同时设备性能和效率也在持续优化提升,目前HJT环节迈为股份、捷佳伟创、钧石能源、理想万里晖布局领先,具备较强先发优势,其他国产设备目前仍在验证阶段。

  此外,部分领先设备厂商远瞩高瞻,已经开始储备研发下一代钙钛矿电池设备技术,并实现少量出货。预计未来电池片设备厂商将充分受益于光伏电池技术迭代浪潮,我们将重点介绍:电池片核心设备企业金辰股份、捷佳纬创、迈为股份;激光、硅片、组件设备龙头企业帝尔激光。

  金辰股份是光伏组件自动化设备龙头。据公告,近年开发光伏电池片设备、港口物流自动化控制系统并已开始形成订单。电池片方面,公司积极布局HJT镀膜机(PECVD 和PVD)、TOPCON电池工艺装备,以及电池丝网印刷自动线、烧结炉、电池片上下料机等配套设备及软件产品,并已经形成小批量的销售。

  全球光伏组件设备市占率达50%,客户覆盖隆基、晶澳、东方日升等一线龙头。近年来,公司逐步向电池片设备产业链延伸,市场空间几倍于组件设备,有望在异质结+TOPCon电池片设备弯道超车。据公司官网,公司定增3.8亿用于自主研制光伏异质结设备,自主研发的首台异质结用PECVD设备已运送抵达晋能科技,战略意义重大。

  捷佳伟创作为光伏湿法、管式设备龙头企业,据公司公告,在前道占据垄断地位市占率超过50%,其中镀膜等核心工艺环节高达70%以上。随着2019年公司丝网印刷、烧结设备的陆续出货,目前公司几乎覆盖整条电池片设备产品链。公司在各细分技术路线布局全面,具备较强研发创新能力,目前HJT也实现整线突破,具备自制制绒清洗、PECVD、RPD、丝网印刷设备能力,PECVD即将在爱康的捷佳整线上得以验证。捷佳在TOPCON等新型高效电池片技术布局进展良好。公司目前TOPCON电池工艺技术的LPCVD设备已完成工艺调试,公司将进一步进行PECVD设备研发布局和量产化准备。

  迈为股份为光伏丝网印刷生产线成套设备龙头企业,根据全国能源信息平台,公司市占率高达70%以上。公司积极布局HJT整线设备,目前PECVD、PVD、丝网印刷设备已经通过自主研发实现布局,同时参股启威星完成制绒清洗布局。目前应用迈为整线的通威、华晟异质结产线已经接近于量产水平。

  此外,公司凭借印刷图形化、真空、激光三大技术实行九宫格战略,延伸产业链布局至其他领域。2018年公司已中标维信诺固安第六代AMOLED面板生产线激光项目。此外公司在双工位锂电卷绕设备也在研发布局,目前进入样机调试阶段。目前公司进一步将产业链延伸至半导体领域,有望2021年下半年迎来批量验证。

  全球领先的光伏电池片激光加工设备厂商,业务集中在PERC消融设备、SE掺杂设备、MWT设备、LIR激光修复设备、半片、叠瓦相关的激光设备等,据公司公告,市占率高达85-90%。此外,公司将激光加工成功应用到SE、MWT、L ID/R等工艺,积极研发创新高效太阳能电池激光加工综合解决方案。目前帝尔在PERC+、TOPCON、HJT等各项技术路线均有激光技术布局,并已形成批量订单。

  公司PTP转印技术产业化推进情况良好,能够在提升电池转换效率的同时,大幅降低细栅银浆耗量,同时非接触式激光技术也适用于薄片化和大尺寸电池片生产,预计在PERC、TOPCon、HJT等多种路线均可应用,尤其在银浆成本较高的HJT技术中应用前景广阔。

  【华安证券】HJT商业化系列专题报告(一):复盘Perc发展历程,看HJT商业化进程

  金辰股份-【天风证券】金辰股份(603396):HJT曙光已至,PECVD打开第二成长曲线

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