HJT即具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)技術(shù)(Heterojunction Technology),核心結(jié)構(gòu)是晶硅層與非晶硅薄膜。異質(zhì)PN結(jié)一方面可以形成更高的開(kāi)路電壓,另一方面能實(shí)現(xiàn)更好的鈍化效果,因此更易提升轉(zhuǎn)換效率。?
HJT優(yōu)勢(shì)明顯,有望成為N型主流:
1)抗光衰能力更強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)25年功率衰減不超過(guò)8%,明顯優(yōu)于PERC的20%和TOPCon的13%;
2)兩側(cè)均具有透光能力,雙面率最高可達(dá)95%,高于PERC與TOPCon電池;
3)雙面均有晶硅+非晶硅結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)雙面鈍化,其鈍化選擇率可達(dá)14.0(PERC電池僅11.7);
4)適應(yīng)能力強(qiáng),較雙面PERC,溫度升高后效率降低幅度小,溫度系數(shù)僅為-0.26%/℃(PERC約0.35%/℃,TOPCon約-0.3%/℃);
5)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布更均衡、更穩(wěn)定,易提升良率且后續(xù)運(yùn)維壓力小。
國(guó)際光伏技術(shù)路線圖(ITRPV)預(yù)測(cè)2025年/2030年全球HJT市場(chǎng)份額約9%/13%;中國(guó)光伏協(xié)會(huì)對(duì)HJT發(fā)展前景更樂(lè)觀,預(yù)測(cè)2025年/2030年其市場(chǎng)份額約18%/32%。
HJT大訂單簽訂,市場(chǎng)驗(yàn)證加速。2022年9月,華晟新能源和中電建華東院正式簽署采購(gòu)合作框架協(xié) 議,2022年至2025年華東院將從華晟采購(gòu)10GW異質(zhì)結(jié)光伏組件,這成為迄今為止行業(yè)內(nèi)N型電池最 大訂單,成為HJT產(chǎn)業(yè)化里程碑。據(jù)CPIA預(yù)測(cè),2023年HJT市占率有望或達(dá)3%,對(duì)應(yīng)裝機(jī)有望超過(guò)10GW 。
華晟擴(kuò)產(chǎn)領(lǐng)跑。華晟新能源目前除了宣稱(chēng)總部,還擁有合肥、無(wú)錫、大理三個(gè)基地。
華晟宣城規(guī)劃共 5期,目前1-3期已經(jīng)投產(chǎn),合計(jì)5GW,4-5期預(yù)計(jì)分別將于2023年6月和第四季度設(shè)備搬入。
公司 2022年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入17個(gè)億,對(duì)應(yīng)約900MW異質(zhì)結(jié)組件的出貨。
預(yù)計(jì)2023年電池/組件產(chǎn)能分別達(dá)到 22.5GW/18.6GW。
華晟M6-144常規(guī)版型組件功率已突破500W,G12-132常規(guī)版型組件功率突破 730.55W,組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.5%。
根據(jù)公司披露信息不完全統(tǒng)計(jì),目前全行業(yè)已公布HJT電池產(chǎn)能超過(guò)200GW,已投產(chǎn)約8GW,在建 約53GW。預(yù)計(jì)2023/2025年底國(guó)內(nèi)HJT產(chǎn)能有望實(shí)現(xiàn)68GW/97GW。
相較于傳統(tǒng)非晶硅薄膜,微晶硅薄膜透光率更優(yōu)、缺 陷密度更低、摻雜效率更高、導(dǎo)電率更高,從而獲得 更高的轉(zhuǎn)換效率。微晶工藝難點(diǎn)在于解決生產(chǎn)節(jié)拍較 慢及一致性問(wèn)題。
單面微晶基本開(kāi)發(fā)完成,開(kāi)始挑戰(zhàn)雙面微晶。
2022年 頭部企業(yè)與設(shè)備商攜手完成了微晶技術(shù)的初步落地,?華晟采用邁為VHF-PECVD設(shè)備的單面微晶HJT2.0電 池首片效率達(dá)到24.68%,目前宣城二期平均效率約 25%,預(yù)計(jì)今年雙面微晶導(dǎo)入后平均效率有望達(dá)到 25.5%。
東方日升雙面微晶產(chǎn)品“伏羲”電池效率中試效率已 達(dá)25.5%,組件效率達(dá)23.89%。
通威采用納晶工藝, 年底完成雙面納晶導(dǎo)入有望突破25.5%+的效率。
為實(shí)現(xiàn)極致的鈍化、吸光等效果,在i層、a層、p層、n 層硅基礎(chǔ)上演變出的多層結(jié)構(gòu)或?qū)⒊蔀橹髁?,?duì)工藝 掌控、設(shè)備性能等方面提出更高要求。
光轉(zhuǎn)膜或成標(biāo)配。HJT微/非晶硅中的硅氫鍵會(huì)被紫外光破壞,導(dǎo)致功率、壽命降低。
傳統(tǒng)解決方案為使用 UV截止膜來(lái)阻擋紫外光,但吸收到的光能量會(huì)降低。
而光轉(zhuǎn)膠膜能將紫外光轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光再被電池吸收, 從而提升組件發(fā)電量,實(shí)證數(shù)據(jù)表明其能提升1-2%的組件功率。目前行業(yè)頭部企業(yè)基本完成導(dǎo)入。
高阻水性材料進(jìn)一步保障產(chǎn)品壽命,提升長(zhǎng)期效率。此外,HJT特殊的材料、結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其極易受水氣影響, 常規(guī)封裝材料無(wú)法應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。目前行業(yè)正在導(dǎo)入丁基膠作為HJT封裝材料,預(yù)計(jì)年底有望實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入。
N型硅片制備技術(shù)逐漸成熟,品質(zhì)不斷提升。截止目前,N型硅片少子壽命已由最初的500us提升至2000us左右,氧含量下降由14ppma下降至11-12ppma。
預(yù)切片、清洗吸雜等處理工序進(jìn)一步提升硅片質(zhì)量從而提升電池效率。據(jù)晉能科技測(cè)算,通過(guò)前處理工藝可降低缺陷密度及損耗,可實(shí)現(xiàn)0.2-0.3%左右的效率提升。
雖然硅片越薄短路電流會(huì)越少,但是HJT非晶硅層可以幫助形成更高的開(kāi)路電壓,即原理上HJT硅片減薄不會(huì) 明顯影響效率。此外HJT生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單且使用低溫環(huán)境,不易產(chǎn)生碎片。
目前頭部企業(yè)已做到110~130μm厚度,行業(yè)正在沖擊100μm厚度,研究報(bào)告顯示HJT已有80微 米厚度的實(shí)現(xiàn)路徑。硅料價(jià)格為150元/kg時(shí),硅片厚度每減薄10微米可以帶來(lái)單瓦硅成本0.01元左右的降低。
半棒半片:硅棒開(kāi)方后再將其分成兩個(gè)半棒。技術(shù)上,整片厚度難突破120μm,而半片更易實(shí)現(xiàn)薄片化, 2023年5月高測(cè)股份首次展示利用半片工藝制造的60μm超薄硅片。邊皮切割:HJT對(duì)硅棒的邊皮料利用率更高,可提高硅棒使用率,可助力硅成本下降約15%。氧含量容忍度更高:HJT較TOPCon可使用更高氧含量的頭尾料,可進(jìn)一步降低約30%硅成本。
HJT電池為雙面結(jié)構(gòu),總銀耗量更高。
據(jù)CPIA統(tǒng)計(jì),2022年P(guān)ERC平均銀漿耗量?jī)H 91mg/片 (同比-5.6% )TOPCon約115mg (同比-20.7%)HJT約127mg (同比-33.2%)與PERC、TOPCon不同,HJT由于工藝特殊性需要使用低溫銀漿,企業(yè)傾向于使用價(jià)格更昂貴但更成熟的進(jìn)口銀漿,進(jìn)一步增加了漿料成本。
方法一:優(yōu)化柵線。可以改進(jìn)印刷工藝,結(jié)合鋼板印刷等方法將細(xì)柵細(xì)化;可以采用SMBB技術(shù)(增加主柵 數(shù)、降低主柵寬度),既能提高電流傳輸效率也能直接降低銀耗,還能增強(qiáng)電池應(yīng)變能力;可以采用無(wú)主柵 (0BB)技術(shù),即主柵不用銀漿而直接使用導(dǎo)電線、焊帶,大幅降低銀漿耗量。
SMBB已成N型電池技術(shù)標(biāo)配工藝,部分頭部異質(zhì)結(jié)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)18+BB。0BB技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑多,發(fā)展最 早最成熟的是瑞典Meyer Burger的SmartWire技術(shù),REC已采用該技術(shù);德國(guó)Schimid、美國(guó)GT也采用類(lèi)似 方法。國(guó)內(nèi)受專(zhuān)利限制,更多采用點(diǎn)膠焊接的方式,我們預(yù)計(jì)仍需半年至一年來(lái)實(shí)現(xiàn)成熟的量產(chǎn)導(dǎo)入。
方法二:銀包銅。通過(guò)調(diào)整漿料中銀、銅和助劑的比例實(shí)現(xiàn)性能不減并降低銀耗。對(duì)比純銀漿,銀包銅漿料 可降本20%-50%。銀包銅技術(shù)已成為HJT降本必經(jīng)之路,目前50%銀含量的實(shí)證數(shù)據(jù)無(wú)問(wèn)題,正在突破40% 以下的超低比例漿料。各企業(yè)正陸續(xù)進(jìn)行量產(chǎn)導(dǎo)入,預(yù)計(jì)年底將全面使用銀包銅漿。
目前華晟最新產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)單片銀耗100mg,公司計(jì)劃今年全面應(yīng)用銀包銅+0BB技術(shù)后進(jìn)一步降至70mg,折 合單瓦銀耗僅10mg以下,成本降至0.08元/W。
方法三:電鍍銅技術(shù)。不經(jīng)絲網(wǎng)印刷,直接在TCO上電鍍沉積Cu電極,完全替代銀且可提升轉(zhuǎn)換效率,降 本增效空間最大,但同時(shí)面臨設(shè)備不成熟、成本高、環(huán)保審批挑戰(zhàn)大等問(wèn)題,技術(shù)路線亦未確定。
2022年8月1日,邁為結(jié)合澳大利亞金屬化公司SunDrive的電鍍銅技術(shù)實(shí)現(xiàn)了26.41%的HJT電池紀(jì)錄。目前 國(guó)內(nèi)華晟、通威等頭部HJT企業(yè)已有demo線測(cè)試。據(jù)東方日升測(cè)算,當(dāng)電鍍銅技術(shù)能實(shí)現(xiàn)效率+0.5%、單瓦 成本達(dá)到0.05元時(shí),將具備量產(chǎn)導(dǎo)入能力。我們預(yù)計(jì)該技術(shù)還需2年左右觀察期。
來(lái)源:光伏電力知識(shí)庫(kù)、酒泉經(jīng)開(kāi)區(qū)之窗
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