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原文标题:“降本增效”提速,TOPCon敞开N型电池工业化元年,2021年中国光伏电池及TOPCon电池工业化现状剖析「图」
太阳能光伏电池(简称光伏电池)用于把太阳的光能直接转化为电能。光伏电池技能共阅历三代:榜首代电池技能(2016年之前)为惯例Al-BSF铝背场电池,反面堆积一层铝膜,电池功率丢失来自于反面全金属的复合;第二代电池技能(2017至今)为单晶P型PERC及PERC+电池,反面构成氧化铝钝化层下降复合,是最具经济性的干流产品;第三代电池技能(敞开工业化元年)为N型高效电池技能,包含TOPCon、HJT、IBC电池,其钝化触摸技能削减金属电极和电池的触摸复合。跟着国内外需求开端转向高效产品以及“降本增效”提速,N型电池是下一步迭代开展的方向。
从分类上来看,依照电池片的原料,太阳能电池大致可以分为两类,一类是晶体硅太阳能电池,包含单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池;另一类是薄膜太阳能电池,首要包含非晶硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池及铜铟镓二硒太阳能电池等。在能量转化功率和运用寿命等归纳功能方面,单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转化功率低,但价格更廉价。因而多晶硅太阳能电池是现在干流的太阳能电池产品。
从衬底类型来看,可将电池片分为P型电池片和N型电池片两类。P型电池原材料为P型硅片(掺杂硼),N型电池原材料为N型硅片(掺杂磷)。P型电池首要包含BSF(惯例铝背场电池)和PERC(钝化发射极和反面电池);N型电池现在较干流的技能为TOPCon(隧穿氧化层钝化触摸)和HJT(本征薄膜异质结)。N型电池经过电子导电,且硼氧原子对形成的光致衰减较少,因而光电转化功率更高。
TOPCon电池归于一种钝化触摸型电池。选用薄膜将金属与硅衬底阻隔,可以削削减子复合。在电池反面制备一层超薄氧化硅,然后再堆积一层掺杂硅薄层,二者一起构成了钝化触摸结构。超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层,一起阻挠少子空穴复合,然后电子在多晶硅层横向传输被金属搜集,极大地下降复合速率,进步了电池的开路电压和短路电流,然后进步电池转化功率。
从工艺上来看,TOPCon与PERC电池在结构方面必定的相似性也带来了设备和工艺上的相容性。前者的正面与后者的反面膜层及金属化方法共同,双面最外侧也都是氮化硅减反钝化层,前道的清洗制绒工艺也相同。
二者工艺与产线)TOPCon添加了制作隧穿氧化层和多晶硅中心结构的工艺设备,具体又与细分技能道路有关,一般会添加LPCVD或PECVD设备,并配套分散或退火炉,2)衬底硅片导电型变为N型后,电池前外表由磷分散变为硼分散,工艺会有所调整但设备不变,3)TOPCon反面不需再进行激光开槽,多晶硅层自身具有导电性可将载流子传输给电极,4)正面制作挑选性发射极SE的工艺没有彻底老练,厂家可能会挑选预留。
从方针端来看,依据2022年5月底国家发改委及国家动力局发布的《关于促进新时代新动力高质量开展的实施方案》,旨在锚定2030年我国风电、太阳能发电总装机容量到达12亿干瓦以上的方针,加快构建清洁低碳、安全高效的动力体系。推进新动力在工业和修建范畴运用,到2025年,公共组织新建修建房顶光伏掩盖率力求到达50%。2022年6月初发布的《“十四五”可再生动力开展规划》又再次强调了光伏工业在不同区域、场景的建造和运用。从国家层面来看,光伏职业是国家重点支撑的朝阳工业,未来十年国家将经过大力进步光伏装机容量规划来促进职业开展,重塑动力体系。
TOPCon电池是高效晶硅电池开展方向之一。从晶硅太阳能电池工业链来看,上游原材料职业,包含出产电池片的硅料、硅片,出产背板的PET基膜、含氟薄膜等;中游包含电池片、玻璃、EVA胶膜、背板、边框、接线盒及其组合而成的太阳能电池组件、装置体系支架、控制器、逆变器等;下流为运用体系环节。
从全球光伏装机容量来看,全球光伏新增装机坚持逐年添加态势。据IEA计算,2021年全球光伏累计装机容量到达942GW,新增装机容量为175GW。
从国内光伏装机状况来看,我国光伏装机全球榜首。据计算,2021年我国光伏累计装机容量为305.99GW,新增装机容量为54.88GW。
电池片是光伏组件的部件之一,占组件本钱50%左右。从光伏组件产值来看,据计算,2020年中国光伏组件产值为124.6GW,同比2019年增涨26.37%。2021年中国光伏组件产值为182GW,同比2020年增涨46.07%;组件最高功率进一步进步,由2020年的600W进步至2021年700W。
从光伏电池片产值来看,全国电池片产值近十年来坚持高速添加,CAGR高达33.5%。依据中国光伏职业协会(CPIA)数据,我国电池片产值现已从2011年的11GW迅速添加到了2021年的198GW,2021年电池片产值同比添加46.9%,近十年的CAGR高达33.5%。估计2022年全国电池片产值将超越261GW。
依据中国光伏职业协会数据,现在商场干流P型电池(PERC和BSF)浸透率到达95%以上。具体来看,2021年P型电池技能道路%,其间BSF技能浸透率从2016年的87.8%下降至2021年的5.0%,PERC技能浸透率从2016年的10.0%上升至91.2%;N型电池(HJT和TOPCon)技能浸透率算计为3.0%,估计2022年将到达13.40%。依据中国光伏协会职业数据估计,2022年TOPCon电池产能将超越35GW,HJT电池产能超越10GW。
从本钱来看,现在TOPCon的本钱仍显着高于PERC电池,首要原因系新增的工艺设备和高双面率导致银浆耗量进步。具体状况:TOPCon电池本钱结构中,首要包含硅片、银浆、水电和折旧,别离占总本钱比重的62%、16%、6%和4%。
从光伏组件及电池片商场集中度来看,头部企业规划优势显着,组件职业集中度高于电池片。具体来看,据计算,2021年中国光伏组件职业CR5到达63.40%,其间TOP5企业均匀产值超越21GW,产值到达5GW以上企业合计11家;2021年中国光伏电池职业CR5为53.90%,职业集中度增速趋缓,其间产值到达5GW以上企业合计8家。
在TOPCon组件的实践推行出售状况方面,组件的实践推行出售状况方面,本年已有不少央国企投标项目中专门给出了N型标段,参加的根本上为TOPCon组件,从相关项目的中标价格状况来看,大部分溢价都在0.7-0.11元/基瓦左右,单个误差较大,均匀来看可到达0.1元/瓦,逐渐趋于安稳,若继续下去则有利于推进组件企业安稳产品盈余预期,加快推进产能建造。此外,在价格承受度更高的分布式和海外商场方面,估计TOPCon还能有更好的溢价。
从企业扩产布局状况来看,光伏电池职业老玩家引领,深化布局企业很多。TOPCon电池的优势和潜力近年来招引了很多企业进行工业化研制投入,现在整体由职业界的原有资深企业主导,但也有部分新式企业大力投入,并继续获得重要打破。现在来看,业界抢先企业的研制功率均已能到达25%以上,量产线%。现在职业里现已在建和筹建中的新产能有大约183GW,也已有龙头企业已建成超10GW的大规划量产线,其他企业也在快速推进。
从经济性和商场推行视点来看,TOPCon电池的制形本钱现在仍高于PERC,首要在于设备本钱、浆料银耗等方面,但距离已相对不大,在首要的新电池技能中最为抢先。作为一种竞赛性的新式技能,TOPCon要得以全面推行,必要条件是能为下流体系业主带来收益,买方才会为新技能付出溢价,去掩盖制作企业的本钱添加。
1、TOPCon和和PERC技能在电池、组件和体系端的本钱比照看,TOPCon根本现已具有了大规划商场推行的条件:1)在电池端,TOPCon现在比PERC高6-7分/瓦左右,2)在组件端,考虑提效关于非硅本钱的下降,二者距离大概在4-5分/瓦左右,3)在体系端,因为组件提效后关于BOS本钱中与面积相关部分的进一步摊薄,二者根本到达相同的造价水平。
2、在TOPCon组件的实践推行出售状况方面,组件的实践推行出售状况方面,本年已有不少央国企投标项目中专门给出了N型标段,参加的根本上为TOPCon组件,从相关项目的中标价格状况来看,大部分溢价都在0.7-0.11元/基瓦左右,单个误差较大,均匀来看可到达0.1元/瓦,逐渐趋于安稳,若继续下去则有利于推进组件企业安稳产品盈余预期,加快推进产能建造。此外,在价格承受度更高的分布式和海外商场方面,估计TOPCon还能有更好的溢价。
3、在发电量增益方面,现在运用N型组件的项目还不多,运转时刻也相对较短,但已有单个项目显示出活跃的成果,如在银川国家光伏野外实证基地为期一年的实证项目中,晶澳的N型组件均匀单瓦日发电量比一般P型组件高出3.9%。
此外,从部分实践项目的测算数据来看,N型组件根本能带来超越3%的发电量增益,使得在组件存在较高溢价的状况下LCOE还可以下降。估计随时刻推移,未来更多活跃的实证项目数据有望揭露,促进TOPCon技能加快推行。
原文标题:“降本增效”提速,TOPCon敞开N型电池工业化元年,2021年中国光伏电池及TOPCon电池工业化现状剖析「图」
华经工业研讨院对光伏电池职业开展现状、职业上下流工业链、竞赛格式及重点企业等进行了深化剖析,最大极限地下降企业出资危险与运营本钱,进步企业竞赛力;并运用多种数据剖析技能,对职业开展趋势进行猜测,以便企业能及时抢占商场先机;更多具体内容,请重视华经工业研讨院出书的《2022-2027年中国光伏电池职业商场调研及未来开展趋势猜测陈述》。
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