BC路線作為未來(lái)光伏電池重要的提效路徑之一,優(yōu)勢(shì)在于可以提高電池的短路電流,并可以與TOPCon、HJT技術(shù)相結(jié)合,兼容性較好。IBC技術(shù)對(duì)背面N、P區(qū)圖形化的精度以及金屬化方案都有較高要求,工藝難度較高,具備一定壁壘。BC電池具備高功率及美觀性的特點(diǎn),能夠在海外分布式市場(chǎng)享受較高溢價(jià)。目前國(guó)內(nèi)愛(ài)旭、隆基BC電池量產(chǎn)布局相對(duì)領(lǐng)先,我們預(yù)計(jì)24年下半年行業(yè)BC產(chǎn)能將逐步放量。
1 BC,在技術(shù)路線升級(jí)之外的新一代疊加型技術(shù)
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(shù),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(jià)元素)制備n+/p結(jié)構(gòu)的電池,P型電池使用磷擴(kuò)散工藝,主要代表為早期的鋁背場(chǎng)電池和目前主流的PERC電池,極限轉(zhuǎn)換效率為24.5%。2015年之前,BSF電池占據(jù)90%市場(chǎng),2016年P(guān)ERC電池開(kāi)始發(fā)力,到2020年P(guān)ERC電池占比超過(guò)85%。P型有著電池工藝比較簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn),但是效率提升也面臨著瓶頸。
而N型電池則是使用硼擴(kuò)散工藝,在N型硅片(摻雜5價(jià)元素)上制備p+/n結(jié)構(gòu),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(zhuǎn)換率高、雙面率高、壽命更長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。目前,為追求更高的收益,市場(chǎng)正在從P型向N型轉(zhuǎn)型,但過(guò)去留下的P型電池產(chǎn)能應(yīng)如何處理或者轉(zhuǎn)型也是各大企業(yè)需要考慮的問(wèn)題。
自光伏電池從P型向N型轉(zhuǎn)型開(kāi)始,率先獲得企業(yè)和大眾關(guān)注的是TOPCon和HJT電池。
TOPCon電池是對(duì)原有的PERC電池的升級(jí),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(jié)構(gòu),進(jìn)而提升發(fā)電效率,工藝較為繁雜,但可由perc產(chǎn)線升級(jí)而來(lái);而HJT電池,則是一種采用HIT結(jié)構(gòu)的硅太陽(yáng)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(jìng)爭(zhēng)力,且工藝步驟僅需4步,費(fèi)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(shí),光伏行業(yè)企業(yè)并沒(méi)有暫停除技術(shù)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B(niǎo)C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(yáng)能電池的平臺(tái)型技術(shù)(并非同HJT、TOPCon一樣的新技術(shù)路線),即可與多種技術(shù)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(méi)有金屬電極遮擋,完全暴露在陽(yáng)光下,帶來(lái)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(xiàng)技術(shù)被提出以來(lái),經(jīng)多年發(fā)展,不斷研發(fā),通過(guò)不同的技術(shù)路線,BC電池衍生出很多細(xì)分門類,共同推動(dòng)BC電池成為下一代主流光伏電池,其中,BC技術(shù)路線的基石是IBC技術(shù)。
1984年,斯坦福大學(xué)教授Swanson研發(fā)出類似IBC的點(diǎn)接觸太陽(yáng)電池,聚光效率大大提高,隨后,他創(chuàng)立了當(dāng)今IBC領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)Sun Power。隨著市場(chǎng)逐漸認(rèn)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(tái),Sun Power將原太陽(yáng)能電池制造業(yè)務(wù)獨(dú)立出來(lái),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(jià)高出0.15美元/W以上,2023年一季度溢價(jià)更是高達(dá)0.44美元/W。
IBC的技術(shù)工藝主要通過(guò)背面圖形化工藝將p+發(fā)射極、n+背場(chǎng)區(qū)以及銀柵線放置于電池背面, 是電池背面圖形結(jié)構(gòu)的變化。而TOPCon、HJT、PERC三種電池技術(shù)路線則主要是通過(guò)改變電池鈍化的膜層結(jié)構(gòu),實(shí)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(dǎo)致投資生產(chǎn)成本較高,大規(guī)模量產(chǎn)對(duì)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(shù)與IBC相結(jié)合可研發(fā)TBC、HPBC、ABC。
不過(guò),BC電池并非都是優(yōu)點(diǎn),也存在著技術(shù)上和成本上的缺點(diǎn),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(shí)現(xiàn)高于50%的雙面效率,總發(fā)電能力較弱;BC電池由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和工藝難度高,企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)線設(shè)備的投資相對(duì)較高,目前,形成大規(guī)模生產(chǎn)的難度較大。
2 Sunpower最早量產(chǎn),國(guó)內(nèi)愛(ài)旭、隆基有望率先放量
IBC電池成本高,量產(chǎn)難度大,實(shí)現(xiàn)低成本量產(chǎn)的企業(yè)并不多
雖然IBC電池轉(zhuǎn)換效率較高,但由于背面圖形化工藝難度較大,且成本較高,因此目前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模低成本量產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量并不多。 SunPower在其早期研發(fā)基礎(chǔ)上,2004年研發(fā)出A-300系列IBC電池產(chǎn)品。該電池采用點(diǎn)接觸和絲網(wǎng)印刷技術(shù),電池面積為148.9cm², 最高效率為21.5%。2007年,SunPower公司經(jīng)過(guò)對(duì)A-300 IBC電池工藝的優(yōu)化和改進(jìn),研發(fā)出可量產(chǎn)的平均效率22.4%的第二代IBC電池。 2014年,其在N型CZ硅片上制備的第三代IBC(Maxeon Gen 3)電池,并將硅片厚度減薄至145μm,面積121 cm²,最高效率可達(dá)25%。
Sunpower量產(chǎn)時(shí)間最早,并不斷優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)
2019年SunPower對(duì)電池、組件生產(chǎn)部門拆分為新實(shí)體Maxeon,并于同年推出Gen5&Gen6,采用更大尺寸硅片以及更為簡(jiǎn)化的工藝 流程,進(jìn)一步降低了制造成本。目前,Maxeon計(jì)劃推出Gen7(Maxeon7),有望通過(guò)優(yōu)化電池結(jié)構(gòu),在簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、降低成本的同 時(shí),也使電池具有了更高效率。
Maxeon7采用新型金屬化工藝,進(jìn)一步降低成本
Gen7電池又名Maxeon7,該電池在效率方面進(jìn)一步優(yōu)化,達(dá)到了26%的量產(chǎn)效率;同時(shí)采用新型低成本金屬化工藝,以銅柵線替代 銀柵線,降低了金屬化成本;相較于此前的Gen5&Gen6,Maxeon7采用更簡(jiǎn)化的生產(chǎn)工藝,從而進(jìn)一步降低成本,同時(shí)該電池技術(shù)也能 夠應(yīng)用于G12硅片。
愛(ài)旭ABC組件功率優(yōu)勢(shì)明顯,2023年底左右有望形成25GW產(chǎn)能
愛(ài)旭股份于2022年6月發(fā)布ABC組件,并依據(jù)終端客戶類型,產(chǎn)品可進(jìn)一步分為“黑洞”和“白洞”,其中“黑洞”產(chǎn)品采用黑色背 板,組件功率較“白洞”產(chǎn)品有輕微損失但“顏值”更高,適合對(duì)美觀性要求更高的戶用分布式客戶;“白洞”產(chǎn)品采用白色背板,具 有ABC電池本身正面無(wú)柵線的美觀性的同時(shí)發(fā)電功率也高于“黑洞”產(chǎn)品,更適合于對(duì)發(fā)電功率要求更高的工商業(yè)分布式客戶。另外,公司于2023年5月SNEC展上推出ABC雙面雙玻白色背板組件產(chǎn)品,組件交付功率可以達(dá)到605-620W ,突破了BC組件過(guò)往多 適用于分布式場(chǎng)景的局限,進(jìn)一步打開(kāi)產(chǎn)品市場(chǎng)空間。
隆基HPBC已投產(chǎn),2023年出貨預(yù)計(jì)15GW左右
隆基綠能于2022年11月發(fā)布HPBC電池,以及采用HPBC電池制成的HIMO6組件,采用P型IBC結(jié)構(gòu),組件功率達(dá)到580W以上。隆基 HPBC西咸項(xiàng)目30GW產(chǎn)能目前已經(jīng)投產(chǎn),2023年公司HPBC組件出貨有望達(dá)到15GW,在全年組件出貨中的占比有望達(dá)到15-20%。 目前公司儲(chǔ)備電池項(xiàng)目包括銅川12GW,西咸50GW,西安2*12GW,將于2024年下半年開(kāi)始逐步投產(chǎn),預(yù)計(jì)將大部分采用BC技術(shù)。
3 光伏組件競(jìng)爭(zhēng)仍然百家爭(zhēng)鳴
在隆基的力挺之下,BC電池也從過(guò)去籍籍無(wú)名的“小卒”加入了HJT與TOPCon之間的楚漢對(duì)峙,逐漸形成了“三國(guó)殺”的格局,而其中每條技術(shù)路線都有其忠實(shí)的簇?fù)碚摺?br />
TOPCon作為目前最主流的技術(shù)路線,因其轉(zhuǎn)化效率高,兼具可由perc添加生產(chǎn)步驟轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢(shì),自然受到了最多廠商的追捧,是最火熱的技術(shù)路線。
許多企業(yè)為了追求市場(chǎng)份額,紛紛投資建設(shè)TOPCon電池生產(chǎn)線,以期在快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)中占得一席之地。于是,自2023年起,TOPCon大幅擴(kuò)產(chǎn),產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展迅速,一線廠商產(chǎn)能布局領(lǐng)先,晶澳科技56GW、天合光能30GW、晶科能源21GW等TOPCon量產(chǎn)線均計(jì)劃于2023年落地。
但在電池片廠商由perc轉(zhuǎn)為TOPCon擴(kuò)產(chǎn)的同時(shí),很多傳統(tǒng)光伏企業(yè)盲目追求TOPCon技術(shù),但由于技術(shù)掌握不夠深入,生產(chǎn)線效率低下,導(dǎo)致產(chǎn)能過(guò)剩,而相關(guān)“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(lái)“腥風(fēng)血雨”。
而TOPCon技術(shù)路線的未來(lái),實(shí)際上也可以輕松預(yù)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,產(chǎn)業(yè)將進(jìn)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(chǎng)法則將在未來(lái)幾年得到充分體現(xiàn)。而從長(zhǎng)期來(lái)看,TOPCon與BC工藝比較兼容,最終有望也進(jìn)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(jié)論壇上,眾多設(shè)備與組件企業(yè)對(duì)HJT技術(shù)的成本極值下調(diào)、效率極值上調(diào),降本增效空間再次擴(kuò)大,而這樣一個(gè)新技術(shù),也自然引起了新入局企業(yè)的關(guān)注,但作為大規(guī)模落地的新技術(shù),HJT降本增效的方法與時(shí)間點(diǎn)更讓人關(guān)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(xì)柵的寬度和間距,減少了電池遮光面積和電阻損失,帶來(lái)電池效率的提升和漿料耗量的節(jié)省。截至目前最領(lǐng)先的企業(yè)為東方日升,為0.08元/W,預(yù)計(jì)24年上半年降至0.05元/W。
靶材降本則依靠設(shè)備+疊層膜+銦回收共同助力,當(dāng)前行業(yè)平均0.03元/W,預(yù)計(jì)24年0.015-0.02元/W,遠(yuǎn)期可降至0.002元/W以下。
綜上,預(yù)計(jì)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(shí),后續(xù)若HJT以上降本進(jìn)度超預(yù)期,不排除設(shè)備廠商降價(jià)放量帶來(lái)折舊成本進(jìn)一步下降。
而在提效環(huán)節(jié)中,短期中期長(zhǎng)期有著不同的提效路徑,短期內(nèi)提效主要看雙面微晶,預(yù)計(jì)提效達(dá)1%,23年導(dǎo)入量產(chǎn),當(dāng)前結(jié)合雙面微晶的最高效率已達(dá)26.49%;中期提效主要依靠銅電鍍,預(yù)計(jì)提效0.6%,量產(chǎn)難點(diǎn)目前來(lái)看有半數(shù)已基本得到解決;而在遠(yuǎn)期則要依靠鈣鈦礦疊層技術(shù),預(yù)計(jì)提效3%-5%,但當(dāng)前難點(diǎn)在于鈣鈦礦層鍍膜,短期內(nèi)難以突破。
總的來(lái)說(shuō),目前HJT正駛在降本增效的快車道上,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程或?qū)⒓铀佟?br />
而相對(duì)于HJT與TOPCon效率更高但量產(chǎn)難度更大的BC電池來(lái)說(shuō),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?qū)嶒?yàn)室的階段。
需要明確的是,對(duì)BC更準(zhǔn)確的定位應(yīng)該是一種“晶硅電池工藝”,而不是一種“獨(dú)立電池技術(shù)路線”,BC完全可以與HJT、TOPCon、疊層等技術(shù)工藝結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)更極致的轉(zhuǎn)化效率,但是由于BC生產(chǎn)工序多、涉及輔材/設(shè)備的大量變化,產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)體系豐富度目前相對(duì)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(guān)玩家中,國(guó)內(nèi)主要為隆基和愛(ài)旭,隆基目前已經(jīng)在建一個(gè)年產(chǎn)30GW的BC電池產(chǎn)能,在今年年底將會(huì)全面完成,項(xiàng)目上馬后預(yù)計(jì)月產(chǎn)能達(dá)2.2GW,即每年25GW。此外,珠海、義烏、濟(jì)南也有相關(guān)BC電池產(chǎn)線正在布局之中,可以說(shuō)隆基確實(shí)下了不小的注,也會(huì)引起發(fā)展BC電池的風(fēng)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(lái)、天合、橫店?yáng)|磁等企業(yè)也隨之開(kāi)啟BC電池產(chǎn)能推進(jìn),可以說(shuō),隆基作為龍頭企業(yè),對(duì)BC電池的擴(kuò)產(chǎn)與預(yù)期的扭轉(zhuǎn),起到了一錘定音的作用。
同時(shí),隆基的表態(tài)可能令當(dāng)前一股腦擴(kuò)產(chǎn)TOPCon的企業(yè)放慢腳步重新審視大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)的技術(shù)路線選擇,同時(shí)也會(huì)讓部分在強(qiáng)烈的招商引資訴求下容易“頭腦發(fā)熱”的地方政府,在項(xiàng)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(duì)當(dāng)前TOPCon的擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏產(chǎn)生一定程度的抑制,進(jìn)而令存量電池產(chǎn)能維持相對(duì)高盈利的周期得到延長(zhǎng)。
不過(guò),雖然隆基有著“一呼百應(yīng)”的市場(chǎng)地位,但從二級(jí)市場(chǎng)投資的角度來(lái)看,國(guó)內(nèi)BC路線的另一龍頭——愛(ài)旭股份在同樣擁有產(chǎn)能與技術(shù)的同時(shí),相關(guān)公司估值彈性更大。
愛(ài)旭股份主要研究方向?yàn)椴煌诼』鵋PBC的ABC,且已有多年積累。據(jù)專家調(diào)研報(bào)告,產(chǎn)能方面,珠海6.5W的電池已經(jīng)基本達(dá)產(chǎn),新投產(chǎn)的3.5GW產(chǎn)能,設(shè)備在安裝調(diào)試的過(guò)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(shè)備全部建成投產(chǎn)了,目前在逐步達(dá)產(chǎn)過(guò)程中,另外5GW組件產(chǎn)能設(shè)備也在九月底開(kāi)始安裝,也就是說(shuō)在年底公司在珠??梢宰龅?5GW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(dá)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(guān)良率也在快速攀升。
不過(guò),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(huì)站在自身的立場(chǎng)上選擇最合適的技術(shù)路線,但從當(dāng)前來(lái)看,仍然會(huì)保持和當(dāng)前相同的百舸爭(zhēng)流,不相上下的格局。
原標(biāo)題:在隆基力挺BC電池技術(shù)后,中游電池片環(huán)節(jié)又將迎來(lái)怎樣的波動(dòng)?