光伏技術(shù)迭代史，是一部長江后浪推前浪、創(chuàng)新-淘汰-升級-再創(chuàng)新不斷循環(huán)的歷史。它既殘酷又迷人，每輪技術(shù)革命都會重塑原有競爭格局，催生出新的行業(yè)龍頭。光伏新一輪顛覆性技術(shù)變革將發(fā)生在電池環(huán)節(jié)，異質(zhì)結(jié)(HJT)由此站上風(fēng)口，成為最受追捧的下一代N型電池?zé)衢T技術(shù)路線之一。行業(yè)新軍、傳統(tǒng)巨頭紛紛入局，大大加速了異質(zhì)結(jié)的降本提效和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
前有新玩家華晟新能源加速推進(jìn)10GW產(chǎn)能擴(kuò)張，后有隆基多次打破異質(zhì)結(jié)電池光電轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄，異質(zhì)結(jié)憑借其技術(shù)優(yōu)勢獲得多方青睞及海量資本加持。澎湃新聞注意到，Wind異質(zhì)結(jié)電池指數(shù)兩年內(nèi)累計(jì)漲幅高達(dá)230%。以復(fù)權(quán)后股價計(jì)算，該指數(shù)成分股之一、異質(zhì)結(jié)設(shè)備企業(yè)邁為股份(300751.SZ)自上市以來股價大漲超過25倍。該公司8月26日的1小時投資者電話會議，吸引了779位機(jī)構(gòu)投資者參與，火爆程度可見一斑。
但圍繞資本寵兒異質(zhì)結(jié)，也不乏質(zhì)疑。產(chǎn)業(yè)化落地過程中，經(jīng)濟(jì)性仍是其最主要瓶頸，銀耗高、設(shè)備投資高、靶材貴，是異質(zhì)結(jié)大規(guī)模量產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)。在多技術(shù)路線競逐中，異質(zhì)結(jié)時代何時到來?能否成為單結(jié)光伏電池的終極技術(shù)并開啟轉(zhuǎn)換效率超過30%的疊層電池時代?
記者從近日舉行的2022 HJT&疊層技術(shù)峰會上了解到，追捧和爭議聲中，異質(zhì)結(jié)技術(shù)已來到組件成本打平PERC、制造成本追平“競品”TOPCon的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
群雄逐鹿，異質(zhì)結(jié)是資本噱頭還是最優(yōu)解?
異質(zhì)結(jié)是一項(xiàng)既新又不新的技術(shù)，最早由日本三洋公司在1990年開發(fā)成功，并對其進(jìn)行專利保護(hù)。起初受三洋專利保護(hù)和薄膜技術(shù)的限制，異質(zhì)結(jié)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)緩慢。隨著三洋基礎(chǔ)專利保護(hù)在2011年到期，許多晶體硅電池公司、薄膜電池公司和光伏設(shè)備企業(yè)進(jìn)入異質(zhì)結(jié)電池領(lǐng)域。2017年以來，一批國內(nèi)企業(yè)開始啟動或規(guī)劃異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線，商業(yè)化節(jié)點(diǎn)加速到來。
隨著當(dāng)前光伏行業(yè)的主流電池技術(shù)P型PERC量產(chǎn)效率達(dá)到23%左右的瓶頸區(qū)，業(yè)內(nèi)共識是，N型電池是接棒P型電池的下一代電池技術(shù)。除異質(zhì)結(jié)外，TOPCon、IBC也是N型電池的熱門技術(shù)路線。
多位光伏資深技術(shù)專家曾對澎湃新聞分析稱，低溫度系數(shù)、低衰減、高轉(zhuǎn)化效率、工藝簡單等，是N型異質(zhì)結(jié)技術(shù)最主要的優(yōu)勢。異質(zhì)結(jié)電池的結(jié)構(gòu)決定了可以天然雙面發(fā)電，工藝流程只有清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、導(dǎo)電膜沉積、絲印固化四個環(huán)節(jié)，相比8道工序的PERC電池大大簡化。在技術(shù)延伸上，隨著異質(zhì)結(jié)技術(shù)的逐漸成熟，未來有望成為一種平臺型技術(shù)，與鈣鈦礦結(jié)合形成疊層電池。
盡管生產(chǎn)流程簡單，但異質(zhì)結(jié)在每個環(huán)節(jié)的制造難度較PERC電池大幅提升，對清潔度、精細(xì)度、均勻性和連續(xù)性的要求非常嚴(yán)格。
根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(CPIA)統(tǒng)計(jì)，2021年P(guān)ERC電池片市場占比91.2%，N型電池(主要包括異質(zhì)結(jié)電池和TOPCon電池)相對成本較高，量產(chǎn)規(guī)模仍較少，合計(jì)市場占比不足3%。預(yù)計(jì)到2025年，以異質(zhì)結(jié)和TOPCon為代表的超高效電池技術(shù)占比合計(jì)將接近40%，到2030年有望超過75%。
不同的是，TOPCon生產(chǎn)線可在現(xiàn)有PERC產(chǎn)線基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，異質(zhì)結(jié)則與現(xiàn)有設(shè)備不兼容，必須“另起爐灶”投資。
為何近兩年N型電池投資異?；钴S?不妨復(fù)盤上一輪電池技術(shù)周期PERC替代鋁背場BSF電池的過程。2012年，BSF電池雖還能稱王稱霸，但已接近強(qiáng)弩之末。隨著BSF轉(zhuǎn)換效率遇到天花板及PERC效率提升、成本下降，2015年，PERC電池迎來拐點(diǎn)。2017-2019年，PERC電池進(jìn)入爆發(fā)式產(chǎn)能擴(kuò)張窗口，市場滲透率從2017年的15%快速提升到2019年的65%。
參照歷史經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)發(fā)展規(guī)律，無論是選擇異質(zhì)結(jié)還是TOPCon，各路市場主體投資N型電池既是順應(yīng)技術(shù)變革趨勢，更是寄希望于在潛在的行業(yè)座次洗牌中占據(jù)更有利的位置，拿下最大的那塊蛋糕。
“不同技術(shù)路線光電轉(zhuǎn)換效率存在理論上限，但成本的下降空間卻超乎想象，光電轉(zhuǎn)換效率每增加1%，度電成本可下降7%?！毙履茉葱袠I(yè)智庫SOLARZOOM光儲億家創(chuàng)始人劉昶對澎湃新聞?wù)f，回顧光伏技術(shù)創(chuàng)新迭代史， 既有令人意想不到的“絕地反擊”，也有厚積薄發(fā)的“后來者居上”。哪條技術(shù)路線會在這場競爭中勝出?究其根本，在于誰能更好滿足市場“需求”，誰能提供更高性價比的產(chǎn)品。
發(fā)電性能“尖子生”的性價比之戰(zhàn)
要想超越主流PERC技術(shù)，異質(zhì)結(jié)雖然天生是性能“尖子生”，但目前最大的問題還是貴。
“異質(zhì)結(jié)電池有完美的對稱結(jié)構(gòu)，目前在中試、量產(chǎn)線上已經(jīng)展現(xiàn)出足夠的效率優(yōu)勢。在可制造性上，中試線發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)的制造良率可以達(dá)到99%以上，超過PERC。目前很多企業(yè)自主進(jìn)行的實(shí)證實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了異質(zhì)結(jié)具有更好的發(fā)電性能。”阿特斯嘉興研究院院長蔣方丹認(rèn)為，異質(zhì)結(jié)的潛力毋庸置疑，但潛力是不是一定能轉(zhuǎn)化為競爭優(yōu)勢或及時轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢?他坦言，目前來看異質(zhì)結(jié)在產(chǎn)業(yè)化方面確實(shí)還面臨相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，有些“偏科”，距離成為真正的“六邊形戰(zhàn)士”尚有一段距離(指電池效率、組件效率、可制造性、制造成本、設(shè)備CAPEX、發(fā)電性能六項(xiàng)指標(biāo))。優(yōu)勢還需進(jìn)一步彰顯，劣勢還需進(jìn)一步改善，“異質(zhì)結(jié)技術(shù)能不能在2023年、2024年如期開啟真正的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化?需要產(chǎn)業(yè)鏈共同努力。”
作為異質(zhì)結(jié)電池和組件目前規(guī)模最大的實(shí)踐者，安徽華晟新能源科技有限公司(下稱華晟新能源)成立于2020年7月，卻是異質(zhì)結(jié)研發(fā)和量產(chǎn)上推進(jìn)最迅猛的行業(yè)新軍：2021年，華晟500MW電池與組件生產(chǎn)線投產(chǎn)，量產(chǎn)效率達(dá)到24.5%，啟動2GW擴(kuò)產(chǎn)。該公司現(xiàn)已擁有異質(zhì)結(jié)電池、組件產(chǎn)能各2.7GW，另有在建產(chǎn)能7.5GW，規(guī)劃“十四五”期間實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)能20GW。2022年，華晟新能源的異質(zhì)結(jié)產(chǎn)能和出貨全球第一，量產(chǎn)效率目標(biāo)為25.5%。
華晟新能源CEO周丹在會上展示了不同階段異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線的運(yùn)行數(shù)據(jù)。據(jù)其介紹，在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性基礎(chǔ)上，降本方面，華晟正在持續(xù)測試硅片減薄與量產(chǎn)投放，并通過降低銀漿單耗、提升網(wǎng)版壽命、優(yōu)化清洗工藝、提升靶材利用率等措施降低非硅成本。該公司規(guī)劃在今年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)導(dǎo)入銀包銅漿料，預(yù)計(jì)使得單片電池銀耗降至100mg，加之應(yīng)用120μm硅片，推動異質(zhì)結(jié)電池全成本逼近PERC，組件全成本與PERC打平甚至勝出。在異質(zhì)結(jié)/鈣鈦礦疊層電池研發(fā)上，華晟新能源目標(biāo)在2025年，實(shí)現(xiàn)G12異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦晶硅疊層電池效率30%。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，“需要與設(shè)備廠商、材料廠商一起盡快促成異質(zhì)結(jié)性價比的提升?！?/p>
異質(zhì)結(jié)設(shè)備龍頭邁為股份董事長周劍提出OBB無主柵降本構(gòu)思，把銅電鍍路徑推到了極致，未來異質(zhì)結(jié)電池成本中最難攻克的“銀耗”將實(shí)現(xiàn)清零，目前正在爭取推動明年上半年一條中試線在客戶端的運(yùn)行。一位邁為股份內(nèi)部人員對澎湃新聞透露，被行業(yè)廣泛關(guān)注的“異質(zhì)結(jié)組件和TOPCon組件成本打平”在“今年底至明年初在設(shè)備、技術(shù)、供應(yīng)鏈等方面可達(dá)成，但具體要看下游客戶什么時候可以做出來”。
接下來兩年將成為異質(zhì)結(jié)“痛點(diǎn)”降本的集中攻關(guān)期。
周劍展望說，2024年，異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)效率將超過26%;硅片厚度低于100μm;漿料用量將低于12mg/w，銀含量將接近30%;稀有金屬材料銦的用量將低于1mg/w甚至出現(xiàn)完全無銦的異質(zhì)結(jié)電池;異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦疊層電池在全尺寸上效率將突破30%。
華晟新能源CEO周丹對澎湃新聞表示，華晟異質(zhì)結(jié)在產(chǎn)業(yè)化不同階段面臨的挑戰(zhàn)各異：1.0時代也即500MW非晶異質(zhì)結(jié)項(xiàng)目上，解決了外界關(guān)于新技術(shù)穩(wěn)定運(yùn)行的疑問，此階段在制造端已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了毛利，但降本增效還需大量研發(fā)投入，且制造端毛利空間非常有限，須進(jìn)一步推進(jìn)降本舉措加以改進(jìn);2.0階段是華晟二期2GW異質(zhì)結(jié)電池與組件項(xiàng)目，導(dǎo)入單面微晶和硅片薄片化，6月26日投產(chǎn)后仍在爬坡。這個過程中各個環(huán)節(jié)都存在一些工藝難點(diǎn)，比如如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的薄片化、工序之間的自動化銜接等。
設(shè)備、銀漿“兩道坎”，是光伏業(yè)內(nèi)圍繞異質(zhì)結(jié)技術(shù)的最大爭議點(diǎn)。周丹認(rèn)為，去年大家對于銀漿成本還比較質(zhì)疑，但通過低溫銀漿降本、多主柵、銀包銅等舉措多管齊下，銀漿已經(jīng)有了清晰的降本路徑。至于異質(zhì)結(jié)設(shè)備降本，參照PERC設(shè)備降本路徑，主要是國產(chǎn)化和單臺設(shè)備產(chǎn)能增加。第一個因素在異質(zhì)結(jié)技術(shù)上實(shí)際上不存在，后者異質(zhì)結(jié)單臺設(shè)備在210尺寸上已經(jīng)超過600MW。產(chǎn)能能不能進(jìn)一步提高?目前還要打個問號，這會對生產(chǎn)節(jié)拍帶來新的考驗(yàn)。
向左走、向右走?光伏企業(yè)各懷心思，陣營分化
業(yè)內(nèi)認(rèn)為，新一代電池技術(shù)對PERC技術(shù)的顛覆，將導(dǎo)致堪比上一輪單晶替代多晶的技術(shù)革命和行業(yè)洗牌。未來屬于異質(zhì)結(jié)還是屬于TOPCon?這是近兩年光伏行業(yè)最熱門的話題，與之相關(guān)的爭議也愈演愈烈。
澎湃新聞此前曾對此剖析稱，路線之爭的本質(zhì)，不是純粹的技術(shù)之爭。從實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)來看，異質(zhì)結(jié)和TOPCon的理論轉(zhuǎn)換效率均在28%以上。正是由于TOPCon可以由傳統(tǒng)PERC升級改造而來，因此當(dāng)前持有大量PERC產(chǎn)線的廠商最具備“站TOPCon”以延續(xù)現(xiàn)有產(chǎn)線壽命的動力，“站異質(zhì)結(jié)”等同于存量資產(chǎn)減值、“革自己的命”。對于新入局者而言，押注異質(zhì)結(jié)，意味著可以在又一輪光伏技術(shù)迭代中占據(jù)領(lǐng)先身位。對于資本來說，從PERC過渡更平滑的TOPCon不足以撼動當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)格局，更加顛覆性的異質(zhì)結(jié)技術(shù)具備更大的想象空間和資本增值空間。
據(jù)澎湃新聞觀察，相較于異質(zhì)結(jié)賽道的新進(jìn)入者如云，目前頭部企業(yè)并沒有大規(guī)模地擴(kuò)產(chǎn)異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線，較為主流的做法是中試線和實(shí)驗(yàn)室研發(fā)。
“用兩個字就可以總結(jié)頭部企業(yè)為什么不上異質(zhì)結(jié)——續(xù)命?！币晃簧罡夥I(lǐng)域多年的企業(yè)高管對澎湃新聞?wù)f，雖然頭部企業(yè)沒有大規(guī)模上馬異質(zhì)結(jié)量產(chǎn)線，但都在對該技術(shù)進(jìn)行持續(xù)跟蹤和技術(shù)儲備?！皩τ谛逻M(jìn)入者來說，沒有任何PERC歷史包袱，比較容易選擇異質(zhì)結(jié)。對于有PERC產(chǎn)能的企業(yè)，尤其是頭部企業(yè)大部分是上市公司，面臨上馬新技術(shù)后如何處置既有固定資產(chǎn)投資的問題。所以從量產(chǎn)角度，我們經(jīng)?？吹筋^部企業(yè)更傾向于選擇TOPCon，對異質(zhì)結(jié)則保持持續(xù)研發(fā)?！?/p>
“是異質(zhì)結(jié)也好，TOPCon也好，包括XBC、鈣鈦礦等等所有這些提效的技術(shù)方案，只要效率和成本的綜合性價比能超過今天市場主流的PERC，實(shí)際上就有了市場空間?！敝艿ε炫刃侣劮Q，技術(shù)路線之爭的本質(zhì)實(shí)際上是不同技術(shù)選擇邏輯的差異?！安还苣姆N技術(shù)，不一定是非此即彼。大家先是共存的，先在經(jīng)濟(jì)性上取代PERC。不同技術(shù)路線有不同應(yīng)用特性，最終‘不看廣告看療效’。”
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