關于誰是下一代光伏電池主流技術的爭論,從P型向N型迭代的2021年底便開始了。在此期間,隆基綠能一直扮演著低調(diào)者的角色,甚至對于此前已經(jīng)形成焦點的兩大技術TOPCon和HJT,該公司從未表明押注哪一方,更多的表態(tài)則是“都有儲備”,但在近日,隆基卻罕見地完成了“站隊”。
“今天我們有一個非常明確的觀點,我們認為在接下來的5~6年,BC電池技術會是晶硅電池的絕對主流,包括現(xiàn)在的雙面和單面電池技術路線的發(fā)展方向其實都指向了BC電池。高轉換效率的BC電池會是晶硅技術皇冠上的明珠,整個行業(yè)目前已經(jīng)準備好了,或者說接近準備好了來摘取這顆明珠,BC電池會真正走向市場。”
鐘寶申表示:“這一階段,如果繼續(xù)大規(guī)模擴產(chǎn)PERC,風險比較大。而擴產(chǎn)TOPCon,我認為它的生命周期可能會顯著短于PERC,而且由于短時間內(nèi)產(chǎn)能規(guī)模巨大,產(chǎn)品會變得高度同質(zhì)化,因此投資收益也有很大風險?;谶@些判斷,我們在技術上尋找了一個有更長生命周期且更加領先的差異化產(chǎn)品。從現(xiàn)在開始,隆基的擴產(chǎn)節(jié)奏已經(jīng)顯著提速了,主要聚焦于BC電池技術。
9月5日,在隆基綠能2023年半年度業(yè)績說明會上,隆基綠能董事長鐘寶申針對公司光伏技術路線方向作出上述表態(tài)。
在確定BC技術路線后,隆基綠能近一個月以來動作“馬不停蹄”:繼上月宣布擬投資建設銅川年產(chǎn)12GW高效單晶電池項目后,日前公司再次發(fā)布基于HPBC電池產(chǎn)品Hi-MO X6。較去年11月發(fā)布的產(chǎn)品Hi-MO6,在轉換效率方面進一步提升。
而這,對于還在討論未來主流技術路線應該是HJT還是TOPCon的市場來說,無異于在平靜的水潭中投下一枚巨石,瞬間激起了千層浪,一時間,對于BC電池的討論甚囂塵上,許多光伏電池企業(yè)在投資互動易中向股民們表示已有相關技術的儲備。
不過,行業(yè)內(nèi)也有著不同的意見。近日,晶科能源CTO金浩在采訪時表示,“相對而言,一些BC技術的工藝步驟非常復雜,并且在銀漿的降耗和硅片的薄片化方面降本困難,就晶科已經(jīng)開發(fā)的一條量產(chǎn)的部分BC中試線而言,我們判斷未來兩三年和TOPCon的成本存在1毛錢以上的差異”,而談到主流的技術路線時表示,金浩表示,他們相信未來三到五年TOPCon依然是行業(yè)主流,將占據(jù)50%以上市場。
那么,被隆基看重的BC技術路線優(yōu)勢在哪里?隆基為何選擇押注BC?BC、HJT、TOPCon誰能成為未來的主流技術路線?在光伏上游價格下跌接近尾聲之后,中游電池片環(huán)節(jié)又將迎來怎樣的波動呢?
1
BC,在技術路線升級之外的新一代疊加型技術
BC電池被隆基抬到了如此高度,那么,它究竟是一種什么樣的技術,與HJT、TOPCon又有何異同?
根據(jù)基底硅片的不同,光伏電池可分為P型和N型,P型電池就是在P型硅片(摻雜3價元素)制備n+/p結構的電池,P型電池使用磷擴散工藝,主要代表為早期的鋁背場電池和目前主流的PERC電池,極限轉換效率為24.5%。2015年之前,BSF電池占據(jù)90%市場,2016年PERC電池開始發(fā)力,到2020年PERC電池占比超過85%。P型有著電池工藝比較簡單、成本低的優(yōu)點,但是效率提升也面臨著瓶頸。
而N型電池則是使用硼擴散工藝,在N型硅片(摻雜5價元素)上制備p+/n結構,使用更為優(yōu)質(zhì)的硅片,增加SE工藝,與P型電池相比具有轉換率高、雙面率高、壽命更長等優(yōu)點。目前,為追求更高的收益,市場正在從P型向N型轉型,但過去留下的P型電池產(chǎn)能應如何處理或者轉型也是各大企業(yè)需要考慮的問題。
自光伏電池從P型向N型轉型開始,率先獲得企業(yè)和大眾關注的是TOPCon和HJT電池。
TOPCon電池是對原有的PERC電池的升級,在金屬電極接觸區(qū)域,制備一層超薄隧穿氧化層和高摻雜的多晶硅薄膜,形成鈍化接觸結構,進而提升發(fā)電效率,工藝較為繁雜,但可由perc產(chǎn)線升級而來;而HJT電池,則是一種采用HIT結構的硅太陽能電池,在晶體硅上沉積非晶硅薄膜。綜合了晶體硅電池與薄膜電池的核心競爭力,且工藝步驟僅需4步,費用低,穩(wěn)定性高,但需要從頭重建產(chǎn)線。
而在TOPCon與HJT發(fā)展落地的同時,光伏行業(yè)企業(yè)并沒有暫停除技術路線以外的其他探索,為追求更高的效率不斷革新,各企業(yè)加快研發(fā)腳步,新的電池改良方法不斷涌現(xiàn)。而BC電池便是其中之一,BC(Back contact)電池以N型為襯底,是一種能夠提高光伏電池效率和性能的太陽能電池的平臺型技術(并非同HJT、TOPCon一樣的新技術路線),即可與多種技術路線疊加形成HBC、PBC、HPBC、TBC、ABC電池。
它與傳統(tǒng)的晶硅光伏電池不同的是,電極全部位于電池的反面,正面采用SiNx/SiOx雙層減反鈍化薄膜,沒有金屬電極遮擋,完全暴露在陽光下,帶來更大的有效發(fā)電面積,大大提高了光的吸收效率,因減少了電流傳輸路徑還能降低電阻。自1975年這項技術被提出以來,經(jīng)多年發(fā)展,不斷研發(fā),通過不同的技術路線,BC電池衍生出很多細分門類,共同推動BC電池成為下一代主流光伏電池,其中,BC技術路線的基石是IBC技術。
1984年,斯坦福大學教授Swanson研發(fā)出類似IBC的點接觸太陽電池,聚光效率大大提高,隨后,他創(chuàng)立了當今IBC領域領軍企業(yè)Sun Power。隨著市場逐漸認可N型光伏電池片,適用于N型電池片的IBC登上了更大的舞臺,Sun Power將原太陽能電池制造業(yè)務獨立出來,成立Maxeon.O,主攻IBC電池并且取得較好成果,IBC產(chǎn)品較PERC產(chǎn)品均價高出0.15美元/W以上,2023年一季度溢價更是高達0.44美元/W。
IBC的技術工藝主要通過背面圖形化工藝將p+發(fā)射極、n+背場區(qū)以及銀柵線放置于電池背面, 是電池背面圖形結構的變化。而TOPCon、HJT、PERC三種電池技術路線則主要是通過改變電池鈍化的膜層結構,實現(xiàn)效率以及其他特性的改變。
由于IBC電池背面圖形化工藝難度較大、工序多,導致投資生產(chǎn)成本較高,大規(guī)模量產(chǎn)對于企業(yè)的壓力很大,所幸IBC電池工藝具有很好的兼容性,因此,各企業(yè)為降低成本,選擇將IBC繼續(xù)優(yōu)化,例如將TOPCon鈍化接觸技術與IBC相結合可研發(fā)TBC、HPBC、ABC。
不過,BC電池并非都是優(yōu)點,也存在著技術上和成本上的缺點,與TOPCon和HJT電池相比,BC電池由于背面被金屬電極阻擋,BC電池很難實現(xiàn)高于50%的雙面效率,總發(fā)電能力較弱;BC電池由于結構復雜和工藝難度高,企業(yè)對于生產(chǎn)線設備的投資相對較高,目前,形成大規(guī)模生產(chǎn)的難度較大。
那么,BC電池作為技術難度與降本難度都很高的一類平臺型電池技術,是怎樣入了光伏龍頭隆基眼的?又為何成為隆基主推的演進方向?
2
背著“包袱”,所以選擇BC?
實際上,隆基股份選擇BC路線并非是一拍腦門決定的,而是出于技術角度和自身產(chǎn)能格局的綜合考慮后做出的選擇。
從隆基最近發(fā)布的新一代BC光伏產(chǎn)品Hi-MO X6產(chǎn)品中,我們便可看到他們在技術方面對基于HPBC電池產(chǎn)品進行了進一步的更新和思考。
當前,光伏應用市場類型有集中式和分布式兩種,從占比來看,我國光伏電站以大型集中式為主。不過,根據(jù)2023年上半年的數(shù)據(jù),全國光伏新增總裝機容量為78.42GW,其中分布式光伏電站裝機容量達到40.96GW,占總裝機容量的52.23%,首次超過了集中式光伏容量,這表明國內(nèi)分布式光伏已經(jīng)進入了高質(zhì)量發(fā)展階段,成為拉動光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的新引擎。
而采用了隆基自研HPBC技術的Hi-MO X6防積灰高效光伏組件,有美觀、發(fā)電效率高、安全可靠、防積灰等四大特點,充分解決了過去分布式光伏場景下未被觸達的痛點。
由于正面無柵線的設計,在增加了2.27%的光線吸收的同時,更加時尚美觀。組件創(chuàng)新地做到了防積灰邊框設計,讓光伏組件可以充分利用雨水沖刷帶走灰塵,從而解決困擾分布式光伏市場多年的積灰現(xiàn)象,相比于非防灰組件,平均有著2.04%的發(fā)電增益,最高甚至可達6.08%。
也正是因為正面無柵線、電池與組件效率均有提升、早晚發(fā)電時間更久、溫度系數(shù)更好、衰減更少、不怕積灰等特點,讓其有著更加優(yōu)異的表現(xiàn),對比實證數(shù)據(jù)表明,在測試條件完全一樣的情況下,HPBC組件平均每天發(fā)電量比perc多6%,比TOPCon組件平均多2%。
以一萬平米屋頂預估測算,隆基Hi-MO X6防積灰組件,較其它PERC產(chǎn)品在25年間累計多發(fā)電300萬度,如果大范圍運用在工商業(yè)分布式的場景中,預計能給行業(yè)新增540億元以上的經(jīng)濟效益。
而在技術思考之外,對于隆基這個光伏行業(yè)絕對的龍頭來說,其當前產(chǎn)能格局“包袱”的影響,也是其選擇HPBC路線一大重要因素。
回溯隆基的發(fā)家史,其起飛的第一個伏筆,便是堅定押注單晶硅路線。
據(jù)遠川研究所報道,當時,市場上主流的技術路線是多晶硅,代表企業(yè)是“民營電王”朱共山創(chuàng)立的協(xié)鑫集團,采用改良西門子法,在硅料環(huán)節(jié)實現(xiàn)了國產(chǎn)替代。但隆基作為后來者,選擇了轉化效率更高、度電成本下降空間更大的單晶硅路線,并率先使用當時最先進的PERC技術路線,徹底打垮了“舊勢力”,也成為了光伏新時代里的“王”。
不過,在從面對P型向N型轉移的大浪潮之時,卻顯得有些唯唯諾諾,市場擔心它無法守住自己的龍頭寶座,甚至很多人都認為隆基已經(jīng)不配為王了。
其實,隆基的選擇也并不難理解,光伏是個高負債重資產(chǎn)的領域,很難同時押注多條技術路線。新技術出現(xiàn)時,先行者很難第一時間擴張產(chǎn)能,先發(fā)優(yōu)勢往往會變成先發(fā)劣勢。因此,對技術路線的選擇,無異于一場豪賭。
但無論怎樣講,在P型向N型過渡的大浪潮中,面臨著整個行業(yè)日漸加劇的競爭與過剩的產(chǎn)能壓力,無論是對公司還是對投資者來說,隆基都需要進行抉擇了。
與光伏行業(yè)的新進者不同,可以自由地選擇HJT、TOPCon、BC甚至鈣鈦礦等路線,隆基手中龐大的perc產(chǎn)能急需轉進的方向,而目前擺在隆基面前的有HJT、TOPCon與BC三條路線。
從技術路線上來說,perc與HJT是完全無法共融的,這也意味著隆基想要轉向HJT需要完全放棄過去的產(chǎn)線產(chǎn)能,同時,近兩年中HJT技術雖然快速降本,但當前的性價比依舊很低,也正是在多個因素的共同影響之下,隆基轉向HJT的路徹底被封死。
而對于TOPCon來說,當前巨大的perc產(chǎn)能的確可以轉向TOPCon,但當前的TOPCon相比perc的優(yōu)勢并不明顯,光電轉化效率的提升空間不大,再加上同質(zhì)化太嚴重,很難避免未來行業(yè)產(chǎn)能過剩的問題。
綜合長期的光電轉化效率潛力以及充分利用現(xiàn)有產(chǎn)能,還有盡可能避免產(chǎn)品同質(zhì)化,自己也有望成為行業(yè)龍頭等因素,也就只有BC電池最為合適。
綜上,隆基選擇BC路線是基于技術角度和自身產(chǎn)能格局的綜合考慮后做出的選擇,也是符合其長期發(fā)展的戰(zhàn)略決策。
3
光伏組件競爭仍然百家爭鳴
在隆基的力挺之下,BC電池也從過去籍籍無名的“小卒”加入了HJT與TOPCon之間的楚漢對峙,逐漸形成了“三國殺”的格局,而其中每條技術路線都有其忠實的簇擁者。
TOPCon作為目前最主流的技術路線,因其轉化效率高,兼具可由perc添加生產(chǎn)步驟轉化的優(yōu)勢,自然受到了最多廠商的追捧,是最火熱的技術路線。
許多企業(yè)為了追求市場份額,紛紛投資建設TOPCon電池生產(chǎn)線,以期在快速增長的市場中占得一席之地。于是,自2023年起,TOPCon大幅擴產(chǎn),產(chǎn)業(yè)化進展迅速,一線廠商產(chǎn)能布局領先,晶澳科技56GW、天合光能30GW、晶科能源21GW等TOPCon量產(chǎn)線均計劃于2023年落地。
但在電池片廠商由perc轉為TOPCon擴產(chǎn)的同時,很多傳統(tǒng)光伏企業(yè)盲目追求TOPCon技術,但由于技術掌握不夠深入,生產(chǎn)線效率低下,導致產(chǎn)能過剩,而相關“內(nèi)卷”情況目前雖然尚未發(fā)生,但在今年如此多的產(chǎn)能落地后,2025年必將迎來“腥風血雨”。
而TOPCon技術路線的未來,實際上也可以輕松預知。短期內(nèi),TOPCon的盈利還是可以維持的,但在1—2年后,隨著市場競爭的加劇,產(chǎn)業(yè)將進一步整合,一些低效的生產(chǎn)線將被淘汰,優(yōu)勝劣汰的市場法則將在未來幾年得到充分體現(xiàn)。而從長期來看,TOPCon與BC工藝比較兼容,最終有望也進入BC電池的懷抱之中。
與TOPCon的前身與后世有跡可循不同,HJT算得上是完全的新玩意,但卻擁有著更高的天花板。在今年7月下旬的CPIA異質(zhì)結論壇上,眾多設備與組件企業(yè)對HJT技術的成本極值下調(diào)、效率極值上調(diào),降本增效空間再次擴大,而這樣一個新技術,也自然引起了新入局企業(yè)的關注,但作為大規(guī)模落地的新技術,HJT降本增效的方法與時間點更讓人關心。
在降本方面,HJT主要有漿料降本與靶材降本兩條路可走。漿料降本主要途徑為0BB降本,利用內(nèi)嵌銅線的聚合物薄膜代替主柵,優(yōu)化了細柵的寬度和間距,減少了電池遮光面積和電阻損失,帶來電池效率的提升和漿料耗量的節(jié)省。截至目前最領先的企業(yè)為東方日升,為0.08元/W,預計24年上半年降至0.05元/W。
靶材降本則依靠設備+疊層膜+銦回收共同助力,當前行業(yè)平均0.03元/W,預計24年0.015-0.02元/W,遠期可降至0.002元/W以下。
綜上,預計HJT非硅成本23年底有望降至0.23-0.24元/W,24年底有望降至0.18-0.21元/W。同時,后續(xù)若HJT以上降本進度超預期,不排除設備廠商降價放量帶來折舊成本進一步下降。
而在提效環(huán)節(jié)中,短期中期長期有著不同的提效路徑,短期內(nèi)提效主要看雙面微晶,預計提效達1%,23年導入量產(chǎn),當前結合雙面微晶的最高效率已達26.49%;中期提效主要依靠銅電鍍,預計提效0.6%,量產(chǎn)難點目前來看有半數(shù)已基本得到解決;而在遠期則要依靠鈣鈦礦疊層技術,預計提效3%-5%,但當前難點在于鈣鈦礦層鍍膜,短期內(nèi)難以突破。
總的來說,目前HJT正駛在降本增效的快車道上,產(chǎn)業(yè)化進程或將加速。
而相對于HJT與TOPCon效率更高但量產(chǎn)難度更大的BC電池來說,目前除少量幾家企業(yè)完成量產(chǎn)、正在放量外,絕大多數(shù)電池片企業(yè)仍處于試產(chǎn)或實驗室的階段。
需要明確的是,對BC更準確的定位應該是一種“晶硅電池工藝”,而不是一種“獨立電池技術路線”,BC完全可以與HJT、TOPCon、疊層等技術工藝結合,以實現(xiàn)更極致的轉化效率,但是由于BC生產(chǎn)工序多、涉及輔材/設備的大量變化,產(chǎn)業(yè)鏈供應體系豐富度目前相對較低,因此要做好的難度非常大,屬于“困難但正確”的選擇。
在相關玩家中,國內(nèi)主要為隆基和愛旭,隆基目前已經(jīng)在建一個年產(chǎn)30GW的BC電池產(chǎn)能,在今年年底將會全面完成,項目上馬后預計月產(chǎn)能達2.2GW,即每年25GW。此外,珠海、義烏、濟南也有相關BC電池產(chǎn)線正在布局之中,可以說隆基確實下了不小的注,也會引起發(fā)展BC電池的風潮。而在海外,maxeon也有著11GW的產(chǎn)能,隨著新產(chǎn)線走向成熟,也是穩(wěn)定的BC產(chǎn)能出處。
而在隆基的發(fā)聲后,中來、天合、橫店東磁等企業(yè)也隨之開啟BC電池產(chǎn)能推進,可以說,隆基作為龍頭企業(yè),對BC電池的擴產(chǎn)與預期的扭轉,起到了一錘定音的作用。
同時,隆基的表態(tài)可能令當前一股腦擴產(chǎn)TOPCon的企業(yè)放慢腳步重新審視大規(guī)模擴產(chǎn)的技術路線選擇,同時也會讓部分在強烈的招商引資訴求下容易“頭腦發(fā)熱”的地方政府,在項目審批、資金/資源供給層面做出更審慎的決策,從而從內(nèi)外部一起對當前TOPCon的擴產(chǎn)節(jié)奏產(chǎn)生一定程度的抑制,進而令存量電池產(chǎn)能維持相對高盈利的周期得到延長。
不過,雖然隆基有著“一呼百應”的市場地位,但從二級市場投資的角度來看,國內(nèi)BC路線的另一龍頭——愛旭股份在同樣擁有產(chǎn)能與技術的同時,相關公司估值彈性更大。
愛旭股份主要研究方向為不同于隆基HPBC的ABC,且已有多年積累。據(jù)專家調(diào)研報告,產(chǎn)能方面,珠海6.5W的電池已經(jīng)基本達產(chǎn),新投產(chǎn)的3.5GW產(chǎn)能,設備在安裝調(diào)試的過程中,大概在九月底可以全部的投產(chǎn)。此外,珠海還有5GW組件的產(chǎn)能設備全部建成投產(chǎn)了,目前在逐步達產(chǎn)過程中,另外5GW組件產(chǎn)能設備也在九月底開始安裝,也就是說在年底公司在珠海可以做到15GW組件產(chǎn)能加上10GW電池產(chǎn)能。
而在良率方面,公司佛山電池已經(jīng)達到了97.5%的良率,組件端可以做到98%以上的良率,而珠海廠的相關良率也在快速攀升。
不過,目前三種主流路線均有大量的支持者與參與者,每家企業(yè)都會站在自身的立場上選擇最合適的技術路線,但從當前來看,仍然會保持和當前相同的百舸爭流,不相上下的格局。
4
寫在最后
從周期的角度來看,隨著上游硅料價格觸及底部,光伏中游企業(yè)整體的供需關系正式由“短缺”切換至“過剩”狀態(tài),各環(huán)節(jié)成本曲線、銷售溢價、競爭格局等因素,將成為決定各環(huán)節(jié)在供給過剩狀態(tài)下不同企業(yè)盈利能力分布的關鍵。
而下半年N型產(chǎn)品加速放量,將驅動對材料端品質(zhì)要求的提升,TOPCon產(chǎn)業(yè)鏈超額利潤重心將向硅料端轉移,企業(yè)間的盈利能力或將加劇分化,也意味著行業(yè)內(nèi)卷即將來臨。
同時,從技術路線的選擇來看,隨著光伏效率進一步走高,進入技術深水區(qū),工藝越來越復雜,精密度越來越高,甚至逐漸向精密半導體的技術難度靠攏,對材料、工藝、設備、生產(chǎn)管理等方面的要求不斷提升,未來在電池技術路線上的判斷和執(zhí)行,或許已經(jīng)成為了頭部組件公司之間競爭有決定性的勝負手。
可以說,中游企業(yè)安逸躺賺的日子正在遠去,未來的選擇容錯率已經(jīng)很低了。不過,本次隆基高調(diào)選擇BC路線,也徹底擊破了某些“技術進步放緩、同質(zhì)化競爭加劇”言論。
或許,對于光伏行業(yè)來說過剩才是常態(tài),甚至過剩本身就是驅動行業(yè)技術創(chuàng)新的核心動力之一,在未來內(nèi)卷周期來臨后,更多組件企業(yè)將專注于技術革新,而更多的投資機會也將涌現(xiàn)出來。
原標題:隆基全面倒向BC方案,一呼百應之下產(chǎn)業(yè)鏈影響幾何?