P),形成n+/p型结构的太阳电池,即为P型电池;
2、在N型半导体材料上注入硼元素(Boron,元素符号B),形成p+/n 型结构的太阳电池,即为N型电池。
另一方面,扩磷工艺简单但转换效率上限较低;扩硼工艺难度大,但少子寿命长,且没有硼氧复合和硼铁复合,避免了形成复合中心的光致衰减损失。因此,相较P型电池,N型电池是未来的技术迭代方向。
(图表:P型电池(左)和N型电池(右)结构示意图)
在制备技术上,P型电池主要制备技术有BSF和PERC,N型电池的主要制备技术则包括TOPcon、HJT、IBC等。
常规BSF电池由于背表面的金属铝膜层中的复合速度无法降至200cm/s以下,致使到达铝背层的红外辐射光只有60-70%能被反射,产生较多光电损失,因此在光电转换效率方面具有先天的局限性。
PERC电池,从常规BSF电池结构衍生而来。PERC技术通过在电池背面附上介质钝化层,可以较大程度减少这种光电损失。
2015年之前,BSF电池占了总市场的90%,是绝对的主流。但2020年,PERC电池在全球市场中的占比已经超过85%,BSF电池淘汰出局。在此期间,P型电池转换效率从不足20%提升到超过23%。
而N 型电池的钝化接触技术,大幅减少了金属电极和电池的接触复合,实现了比 PERC 电池更高的转换效率。
根据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)的数据,PERC、HJT、TOPcon电池的理论极限效率分别为24.5%、27.5%、28.7%。到2030年,N型电池的转换效率将超25.5%,比P型电池高出1个百分点以上。
《中国光伏产业发展路线图(2021 版)》则预测,到 2030年,N 型单晶硅片的市场占比将接近 50%。这意味着,N型电池的时代渐行渐近了。
同为N型电池,HJT、TOPcon和IBC的优劣势不尽相同。
TOPcon,工艺与PERC技术一脉相承,70%的PERC生产线可以复用,只需要进行几步工艺的迭代升级,传统巨头很多选择了这条路线,但缺点在降本空间低,以及良品率还有所欠缺。
HJT,拥有更简洁的工艺流程(相比PERC需9-10步,TOPCon需12-13步,HJT只需4步:清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、透明导电膜制备、丝网印刷)、高转换效率等优势,但它是全新的工艺体系,需要重建生产线,并且HJT的低温工艺导致银浆消耗量增加,如何把高昂的成本降下来是首要目标,新玩家多数以此破局。
N型电池中TOPcon和HJT可以双面发电,更多用在光伏地面电站之中。
IBC技术更多应用在分布式光伏中。其特点在于,单面的转换效率比较高,在如BIPV(光伏建筑一体化)等只需要单面发电的分布式光伏中更具优势。
受益于单面结构,IBC还可以与TOPCon、HJT、钙钛矿等电池技术叠加,形成转换效率更高的TBC、HBC以及PSC IBC,因此也被誉为是一项“平台技术”。
钙钛矿,指的是一类与钙钛矿(CaTiO3)晶体结构类似的ABX3化合物,其最大的特点是超导电性。根据2022年7月洛桑联邦理工学院(EPFL)和瑞士电子与微技术中心(CSEM)共同创造的钙钛矿-硅叠层光伏电池新的世界纪录,直接将转化效率推到了31.3%。
作为下一代光伏新势力,钙钛矿也出现了技术分野:单层和叠层,单层为单结钙钛矿,叠层包括钙钛矿叠晶硅和钙钛矿叠钙钛矿。
从产业化落地情况来看,现阶段,PERC电池产业化配套成熟,仍然是最具经济性的电池技术。
在N型电池技术中,TOPcon是最先落地、规划最多、在建和投产产能最多的。开源证券预计,2023年全球光伏新增装机或达350GW,Topcon电池/组件出货量有望达到100-150GW。
而作为目前转化效率提升最快的光伏电池技术,钙钛矿电池还主要处于实验室阶段,GW级的产线短时间内很难出现。天风证券统计,2022年钙钛矿组件产能约为0.87GW,2023年产能有望超过1GW。
(图表:晶硅光伏电池技术发展;来源:浙商证券)
三、技术迭代背后,如何寻找下一个Big Thing?
对于未来哪种技术将胜出,业界尚无共识。
因此,企业在技术路线的选择上,表现各有不同。一些企业押注多技术路线,另一些企业则专注于单一路线。
隆基是押注多技术路线的企业典型。2021年6月,隆基曾宣布,其单晶双面 N 型 TOPcon电池、单晶双面P型TOPcon电池、单晶HJT电池的转换效率分别突破三项世界纪录。
除了隆基,晶澳科技、通威股份、东方日升等企业也押注了多技术路线。
威尼斯欢乐娱人成app观察到,要想押注多条技术路线,对企业的综合要求极高。因此,这类企业大多是成熟大企业。在一级市场,更多企业是基于自身的技术优势积累,在某一主流技术路线上进行发力。
综合而言,要想参与这一轮光伏电池技术迭代的竞争,企业需具备几个竞争要素:
第一,较高的技术实力。比如,其技术带头人和核心成员来自于业内知名研究院,或者在光伏产业至少拥有10年以上的产业化落地经验。
第二,管理层具备超前的战略眼光。能否押注正确的技术路线,直接决定企业的生死。而且技术迭代有一定的窗口期,企业需要把握好技术路线的扩产进度。例如,未来两三年内,企业若在TOPcon技术路线上扩产过快,则留给HJT的扩产空间就很小了。
第三,雄厚的资金实力,或较高的融资能力。隆基董事长钟宝申曾表示,任赫娴墓俜阶產pp桓黾际趼废撸纬梢桓龌镜呐卸稀⑴艹鼋峁澈笫歉叽6亿元左右的投资(含其他陪跑型技术路线的投入)。这其中,包括新技术路线的全套硬件设施及3-4年的运行、人员费用等。
第四,较强的品牌力和客户资源。光伏产品是相对标准化的工业品,但市占率和品牌知名度更高的企业显然更占优势。尤其是,户用光伏的品牌效应更明显。类似的,客户资源较强的企业亦拥有更好的发展潜力。
从光伏电池产业链的各环节来看,正规的官方赚钱app认为,电池设备端具有较强的“先发优势”特征,在技术未成熟的初期,设备企业需要与下游客户进行不断的工艺磨合、验证,一旦验证通过,将拿下绝大多份额,且不容易被其他竞争对手所替代。
以HJT为例,对比PERC工艺,由于HJT单工艺步骤难度较大、前期研发投入成本更高,当行业进入成熟期,可能会类似半导体设备行业,由2-3家设备效率+成本做到极致的厂商占据大部分市场份额。
经威尼斯欢乐娱人成app测算:到2025年,HJT设备市场空间有望超过200亿元,2020-2025年的复合年均增长率(CAGR)有望达79%。可见,在设备端,新一轮技术迭代也将带来非常可期的市场空间和增速。
整体来说,中国光伏产业已经今非昔比。
10多年前,中国光伏产业“三头在外”,整个行业基本处在“国际大循环”状态中。因此,遭遇欧美双反后,中国光伏产业饿殍遍野。
如今,中国的光伏产业“内循环”成效显著,实现了中国光伏制造业世界第一、中国光伏发电装机量世界第一、中国光伏发电量世界第一等多项纪录。
尽管不再受制于人,亦不能盲目自信。正规的官方赚钱app认为,希翼借新一轮电池技术迭代而崛起的企业,仍需汲取当年尚德电力等企业的教训,切不能扩张过快。
每次光伏电池技术迭代均会带来竞争格局洗牌。以电池片为例,过去十年的行业龙头位置经历四次更迭,早期领先企业仅有晶澳、阿特斯、天合仍保持行业前十的地位,而目前排名靠前的通威、爱旭在2016年之前榜上无名。
(图表:光伏电池片排名变化(2011-2020);来源:本翼资本)
未来,随着各个电池技术路径的产业化进程,光伏产业必然迎来新一轮洗牌,投资机会也主要出现在技术迭代带来的竞争格局变更之中。
光伏产业技术迭代速度快,也带来了企业竞争格局变动大、周期性强的特征。对于投资机构而言,要尽可能抓住行业周期低点的投资机会,选择行业技术路线更成熟的头部企业。
在大量资本涌入光伏行业之时,正规的官方赚钱app更要始终坚持自己的投资逻辑和投资价值判断,不冒进,守住自己的能力圈是穿越周期的核心。