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01光伏N型電池的三條技術(shù)路

光伏電池主要有兩種類型，P型電池和N型電池。兩者的區(qū)別主要在于原材料硅片和電池制備技術(shù)的不同。

P型電池使用的硅片在硅料中摻雜硼元素制成，主要制備技術(shù)有傳統(tǒng)的Al-BSF(鋁背場(chǎng))和近年來(lái)興起的PERC技術(shù)。

N型硅片在硅材料中摻雜磷元素制成，主要制備技術(shù)包括PERT/PERL、JBC、異質(zhì)結(jié)(HJT)等。

整體來(lái)說(shuō)，N型硅電池的技術(shù)難度更高;目前光伏行業(yè)主流還是P型電池。

N型電池，雖然其使用的硅片壽命更高、電池效率也可以做得更高，但由于制造工藝復(fù)雜、成本更高。

現(xiàn)在隨著技術(shù)發(fā)展，P型電池目前行業(yè)平均光電轉(zhuǎn)化率達(dá)23%，距理論轉(zhuǎn)化率24%已相去不遠(yuǎn)，且提速效率也逐步放緩，這給了N型電池新的機(jī)會(huì)。

不過雖然P型電池確有升級(jí)換代的動(dòng)因，但鑒于PERC工藝成熟，現(xiàn)有產(chǎn)能巨大，成本低廉，良率高等現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)，不可能馬上退出市場(chǎng)，至少還能作為主力戰(zhàn)斗3年，作為次主力繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱2-3年。

較P型電池而言，N型理論上可實(shí)現(xiàn)更高轉(zhuǎn)化率，降低光衰減率，且具有壽命高、弱光效應(yīng)好、溫度系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，是晶硅太陽(yáng)電池邁向理論最高效率的希望。

目前N型電池轉(zhuǎn)化效率已突破平均24%以上，三種主要N型電池片技術(shù)路線為TOPCON電池技術(shù)，HJT電池技術(shù)以及JBC電池技術(shù)。

1.TOPCon技術(shù)是在N型電池工藝的基礎(chǔ)上研發(fā)出的隧穿氧化層鈍化接觸技術(shù)，可基于現(xiàn)有PERC產(chǎn)線升級(jí)改造，國(guó)內(nèi)PERC產(chǎn)能60%可改造為TOPCon。

雖然會(huì)面臨大規(guī)模老產(chǎn)能折舊計(jì)提壓力，但改造成TOPCon是拉長(zhǎng)設(shè)備應(yīng)用周期，屬于較優(yōu)選擇。

2021年P(guān)ERC新建產(chǎn)線單位成本是1.5-1.6億/GW，最低可以做到1.3億左右，TOPcon直接新建產(chǎn)線是2.3億/GW，由PERC升級(jí)是0.6-0.7億/GW。

其優(yōu)點(diǎn)是可以大幅度提升N型電池的VOC和轉(zhuǎn)換效率，理論轉(zhuǎn)化效約為28.7%，但是TOPCon電池背面收光較差，其良率普遍在95%以下，量產(chǎn)難度很高，成本也較高，可關(guān)注后續(xù)是否有技術(shù)驅(qū)動(dòng)降本。

目前有布局的企業(yè)包括：天合光能、LG、REC、中來(lái)股份等。

天合光能：公司TOPCon電池實(shí)驗(yàn)室可量產(chǎn)電池效率可達(dá)到24.5%。

新建了500MW的210mm*210mm大尺寸TOPCon電池中試線，為后續(xù)大規(guī)模投產(chǎn)做好了技術(shù)儲(chǔ)備。

中來(lái)股份：公司現(xiàn)已擁有背膜及電池組件兩大生產(chǎn)基地，啟動(dòng)了“年產(chǎn)1.5GWN型單晶雙面TOPCon太陽(yáng)能電池項(xiàng)目”的建設(shè)。

2.HJT技術(shù)是通過增加一層非晶硅異質(zhì)結(jié)來(lái)提高VOC開路電壓，從而提高電池片的轉(zhuǎn)換效率。

其降本增效路徑清晰，有望成為下一代主流技術(shù)。

它的優(yōu)點(diǎn)除了高轉(zhuǎn)化效率，有效降低發(fā)電端成本之外，更重要的是，它的光致衰減更低(HJT電池10年衰減率小于3%，25年發(fā)電量下降僅為8%)，低溫系數(shù)、穩(wěn)定性，雙面率更高。

HJT雙面電池相較于PERC全生命周期每W發(fā)電量高5~11.8%。

不過目前HJT投資成本較高，HJT產(chǎn)線單位投資4.3-4.5億/GW，行業(yè)主流資料均預(yù)計(jì)24-25年HJT單位投資額可能達(dá)到2.5億左右。

且HJT電池轉(zhuǎn)換效率極限是27.5%(單體HJT電池)-29%(HJT電池疊加鈣鈦礦做疊層電池)。

從轉(zhuǎn)換效率極限來(lái)說(shuō)，雖然疊加鈣鈦礦后超過了topcon，但是鈣鈦礦的應(yīng)用現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)看不到實(shí)際落地的時(shí)間表，5年究竟能不能做好并不知道。

若未來(lái)隨著硅片、非硅、產(chǎn)能成本持續(xù)降低順利推進(jìn)，效率的持續(xù)提升。

HJT轉(zhuǎn)換效率高于PERC高1%以上，而成本縮至0.1元以內(nèi)，HJT將迎來(lái)大規(guī)模上量的可能性。

我們預(yù)計(jì)2021、2022年底HJT成本可達(dá)到0.79、0.68元/W，其中2021年與當(dāng)前TOPCON成本相當(dāng)，2022年與當(dāng)前PERC成本相當(dāng)。

且目前通威股份、隆基股份、愛康科技等廠商HJT量產(chǎn)化進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)未來(lái)三年設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到422億元。

通威股份：公司正在積極開展包括HJT、TOPCon等下一代量產(chǎn)主流技術(shù)路線的中試與轉(zhuǎn)化。

公司在HJT技術(shù)研發(fā)上領(lǐng)先同行其他公司，而且研究HJT的團(tuán)隊(duì)是以前的中微半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)，因此是最有可能搞定HJT的公司。

愛康科技：公司目前已經(jīng)完成開發(fā)的高效疊瓦組件產(chǎn)品，基于158.75mm尺寸的高效HJT電池，采用目前主流的72片電池的組件尺寸;

功率可達(dá)475W，較市場(chǎng)主流的440W高出30-35W，組件效率達(dá)到22%以上。

2021年8月浙能電力擬投資3億元認(rèn)購(gòu)浙江愛康光電新增注冊(cè)資本，增資所獲得的資金將全部用于浙江愛康光電湖州長(zhǎng)興高效異質(zhì)結(jié)(HJT)光伏電池及疊瓦組件項(xiàng)目的建設(shè)、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)。

3.JBC技術(shù)是將正負(fù)電極都置于電池背面以降低陰影損失，由于其優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，早期效率就超過了25%。

但JBC也是商業(yè)化晶體硅電池中工藝更復(fù)雜、結(jié)構(gòu)難度更大、成本更高的技術(shù)，短期量產(chǎn)存在一定難度。

由于可以與HJT/TOPCON電池技術(shù)相結(jié)合，制備HBC/POLO-JBC電池，能夠繼續(xù)提升效率至26%以上，代表晶硅電池最高效率水平，在特定應(yīng)用場(chǎng)景具備較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。

可以繼續(xù)關(guān)注產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，目前布局的企業(yè)包括sunpower、中來(lái)股份、天合光能。

總結(jié)三項(xiàng)技術(shù)，HJT電池參數(shù)性能最優(yōu)、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展順利、降本增效路徑最為清晰，我們判斷HJT有較大概率成為下一代電池主流技術(shù)路線。

但考慮到HJT降本增效仍需上下游、供應(yīng)商全產(chǎn)業(yè)鏈的配套，預(yù)計(jì)滲透率提升還將循序漸進(jìn)。

而TOPCon現(xiàn)階段成本相對(duì)較低，未來(lái)效率具備潛力，且可基于現(xiàn)有龐大產(chǎn)能改造，龍頭/一體化企業(yè)將會(huì)持續(xù)探索，預(yù)計(jì)未來(lái)3-5年將會(huì)與HJT并存。

而JBC電池具備最高的轉(zhuǎn)化效率，并可疊加工藝?yán)^續(xù)擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)也會(huì)布局。

目前N型電池(包括TOPCon、HJT等)轉(zhuǎn)換效率高于PERC電池，行業(yè)內(nèi)TOPCON和HJT技術(shù)的轉(zhuǎn)換率已經(jīng)可以達(dá)到24%左右，新技術(shù)的開發(fā)也已進(jìn)入中試階段為量產(chǎn)做準(zhǔn)備。

雖然目前N型電池與PERC電池相比還存在15%-20%的成本差距，但隨著未來(lái)電池設(shè)備、銀漿等原材料進(jìn)一步國(guó)產(chǎn)化以及N型電池技術(shù)和生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，N型電池制造成本、轉(zhuǎn)換效率和產(chǎn)品良率有望進(jìn)一步改善，將迎來(lái)較大發(fā)展空間。

預(yù)計(jì)未來(lái)3年內(nèi)TOPCon、HJT將持續(xù)保持產(chǎn)能、產(chǎn)量擴(kuò)張趨勢(shì)，但由于TOPCon能較多的接軌原有的PERC產(chǎn)能，在擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)展上相比HJT有優(yōu)勢(shì)，短期內(nèi)TOPCon產(chǎn)能、產(chǎn)量發(fā)展速度優(yōu)于HJT。

2022年N型電池中僅TOPCon產(chǎn)能有望達(dá)42.3GW，占比約為69%，到2025年N型電池全產(chǎn)能有望升至153GW左右。

02光伏電池的保衛(wèi)者——EVA

說(shuō)完光伏電池，再說(shuō)說(shuō)光伏電池的保護(hù)膜——光伏EVA。

光伏電池封裝膠膜是一種熱固性有粘性的膠膜，簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是電池的封層，對(duì)電池起到保護(hù)作用，防潮，防止因長(zhǎng)時(shí)間暴露在紫外線下的其變色，可以延長(zhǎng)電池壽命的作用。

光伏膠膜主要有透明EVA材質(zhì)膠膜、白色EVA材質(zhì)膠膜以及POE材質(zhì)膠膜。

透明EVA用于光伏組件封裝，具有高抗PJD、高透光率、抗紫外濕熱黃變性、抗蝸牛紋、與玻璃和背板的粘結(jié)性好等特點(diǎn)。

POE膠膜與EVA膠膜相比，具有更高的水汽阻隔率、更優(yōu)秀的耐候性能和更強(qiáng)的抗PJD性能。

使用POE膠膜進(jìn)行封裝可以有效地避免PJD現(xiàn)象，提升組件長(zhǎng)期可靠性，在單晶PERC雙面發(fā)電電池的雙玻組件中應(yīng)用前景較好。

透明EVA膠膜、白色EVA膠膜及POE膠膜產(chǎn)線基本兼容，生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備基本相同，因此產(chǎn)線可通過技改相互轉(zhuǎn)換。

光伏級(jí)EVA樹脂生產(chǎn)的技術(shù)壁壘較高，對(duì)配方、改性技術(shù)、關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備等的要求復(fù)雜。

此外，EVA項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)EVA粒子的設(shè)備和技術(shù)大部分來(lái)自國(guó)外，設(shè)備定制、技術(shù)協(xié)助等時(shí)間較長(zhǎng)，項(xiàng)目從開工到投產(chǎn)需要2.5-3年。

光伏級(jí)EVA粒子又對(duì)VA含量有較高要求。若無(wú)技術(shù)基礎(chǔ)，企業(yè)從生產(chǎn)EVA到穩(wěn)定生產(chǎn)光伏級(jí)EVA至少需要1年時(shí)間。

整體來(lái)講，光伏級(jí)EVA粒子擴(kuò)產(chǎn)周期至少需要4年。

國(guó)產(chǎn)EVA主要以中低端為主，高端EVA緊缺依賴進(jìn)口。

2020年，國(guó)內(nèi)EVA市場(chǎng)需求量約為191.73萬(wàn)噸，其中國(guó)產(chǎn)量約為74.06萬(wàn)噸，進(jìn)口量約為117.67萬(wàn)噸，進(jìn)口依存度約為61.37%，國(guó)產(chǎn)替代空間較大。

國(guó)內(nèi)EVA廠商僅有斯?fàn)柊睢⒙?lián)泓和寧波臺(tái)塑三家可批量供應(yīng)光伏級(jí)料。

2014年前，國(guó)內(nèi)EVA行業(yè)基本被中石化旗下企業(yè)壟斷。

2015-2017年，隨著聯(lián)泓新科、寧波臺(tái)塑及斯?fàn)柊畹难b置陸續(xù)投產(chǎn)，打破了傳統(tǒng)的格局。2018-2020年底再無(wú)新增EVA產(chǎn)能。

在光伏料領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)斯?fàn)柊睢⒙?lián)泓和寧波臺(tái)塑等極少數(shù)企業(yè)成功打破國(guó)外壟斷，并實(shí)現(xiàn)對(duì)下游一線膠膜企業(yè)穩(wěn)定出貨。

根據(jù)聯(lián)泓新科招股說(shuō)明書，從2019年產(chǎn)能規(guī)模來(lái)看，斯?fàn)柊?、?lián)泓和寧波臺(tái)塑分別為30萬(wàn)噸、12.1萬(wàn)噸、7.2萬(wàn)噸，產(chǎn)能市占率分別約為30.2%、12.2%、7.3%。

東方盛虹：2021年7月公司公告擬通過發(fā)行股份及支付現(xiàn)金方式購(gòu)買盛虹石化集團(tuán)有限公司、連云港博虹實(shí)業(yè)有限公司等四家交易對(duì)手方合計(jì)持有的江蘇斯?fàn)柊钍邢薰?00%股權(quán)并募集配套資金。

聯(lián)泓新科：生產(chǎn)光伏膠膜料和電線電纜料的EVA裝置采用?？松梨诠?Exxon MobJl)釜式法技術(shù)，為國(guó)內(nèi)引進(jìn)的首套同類裝置。