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    《太陽能》《太陽能學報》

      創刊于1980年,

      中國科協主管

      中國可再生能源學會主辦

    《太陽能》雜志社有限公司出版

    《太陽能》雜志:

      Solar Energy

      CN11-1660/TK  ISSN 1003-0417

      國內發行2-164  國外發行Q285

    《太陽能學報》:

      Acta Energiae Solaris Sinica

      CN11-2082/TK  ISSN 0254-0096

      國內發行2-165  國外發行Q286

    详细内容

    光伏電池再迎拐點

    根據隆基綠能官方信息,近日經德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)測試,隆基 M6全尺寸電池光電轉換效率達 26.50%,創造了大尺寸單結晶硅光伏電池效率新的世界紀錄。

    光伏電池的變革,迎來新的里程碑。

    效率是目的

    光伏產業可以分別為硅料、硅片、電池、組件和光伏系統等環節,其中硅料與硅片環節為產業上游,電池片與光伏組件為行業中游,下游為發電系統。

    在硅料環節,工業硅被提純成為光伏級多晶硅料;在硅片環節,多晶硅料被加工成為單晶硅棒或多晶硅錠,再經過截斷、開方、切片等工藝,得到單晶硅片或多晶硅片;在電池片環節,硅片經過制絨清洗、擴散制結、刻蝕、化學氣相沉積和絲網印刷、燒結等步驟,得到硅基光伏電池片;在組件環節,光伏電池片將與光伏膠膜、光伏玻璃背板等組裝在一起,得到可以應用于下游光伏電站的光伏組件。

    電池片是太陽能發電的核心部件,通常分為單晶硅、多晶硅、和非晶硅電池片,由于晶體硅電池具有光電轉換效率高、工藝成熟、原料儲量豐富等優點,因此目前晶體硅電池片占有主要市場份額,占有太陽能電池 95%的市場。

    光伏發電成本的下降取決于光伏電站成本的下降,目前的光伏電站成本主要由光伏電站建設成本和運維成本構成,由于光伏發電不消耗燃料,因此運維成本較低。電站建設成本由非技術成本、關鍵設備成本、建安費用和組件成本構成,其中組件成本占 46%左右,非技術成本約 14%,關鍵設備成本和建安費用合計占 40%。

    《每日財報》注意到,電池片是決定組件效率和成本的核心器件,對于光伏發電成本的下降具有關鍵性的作用。

    硅基光伏電池以襯底材料進行分類可以分成 P型電池和N型電池。

    目前比較典型的P型電池包括 BSF電池、PERC電池、PERC+電池等,典型的 P 型電池包括TOPcon電池、HJT電池、IBC電池等。

    P型電池主要有BSF電池和PERC電池兩種。

    2015年之前,BSF電池占了總市場的90%,是絕對的主流。2016年之后,PERC電池接棒起跑,到2020年,PERC電池在全球市場中的占比已經超過85%,BSF電池淘汰出局。在此期間,電池轉換效率從不足20%提升到超過23%。

    根據ISFH的數據,PERC、HJT、TOPCon電池的理論極限效率分別為24.5%、27.5%、28.7%。到2030年,N型電池的轉換效率將超25.5%,比P型電池高出1個百分點以上。

    根據《中國光伏產業發展路線圖(2021 版)》預測,N 型單晶硅片的市場占比將從 2021 年的 4.1%迅速增長到2025 年的 25%,到 2030年 N 型單晶硅片的市場占比將接近 50%。

    降本是關鍵

    N型電池固然效率高,但成本卻制約了產業化歷程。

    保持光伏電站LCOE(平準化度電成本)、IRR(內部收益率)不變的情況下,同一轉換效率下的TOPCon電池可以比PERC電池的價格高16.5%,HJT則還要高。

    銀漿和設備是N型電池成本高的主要原因。

    根據《中國光伏產業發展路線圖(2019 版)》的數據, 2019年國內P型電池漿料的耗用量為114.7mg/片(M2 規格電池),其正銀約83Mg/片,背面銀漿的耗用量約為正面銀漿的 38%,約32mg/片(M2硅片)。

    基于正面銀漿 4150元/kg,背面銀漿2750元/kg進行測算,每片電池需要需 要銀漿的價值量為0.43元/片。假設電池每片功率為5.4W/片,對應每W成本 0.08 元。而目前國內電池的非硅中樞成本普遍介于0.25-0.3元/W左右,因此成本占非硅材料比重達到 30%左右,屬于電池生產環節中相對重要的輔材。

    HIT 是天然的雙面電池,由于目前 HIT未得到量產,其正銀和背銀均采用 150mg 的低溫銀漿制成,雙面低溫銀漿的消耗量將達到 300mg/片,是單晶 PERC 電池的 2.62倍。

    目前銀漿環節的降本正在有序進行。

    根據華晟新能源官方信息,近期華晟已通過對 SMBB等技術的應用將 M6單片銀漿耗量降低至 150mg/片以下,疊加電池轉換效率與產線產量的提升,我們測算近期 HJT 電池非硅成本已下降至約 0.35-0.4 元/W區間,相比于去年同期降幅約 40%。

    在漿料耗量方面,隨著SMBB 的進一步成熟與鋼板印刷的應用,預計年內 HJT 電池銀漿耗量有望下降至 120-130mg/片;在銀耗量方面,銀銅混合漿料預計年內逐步開始批量應用,有望將銀耗降至 100mg/片以下;此外隨著漿料國產化的推進,低溫漿料與高溫漿料之間的價格差亦有望縮進。

    整體而言, HJT電池非硅成本有望在 2022年底降低至約 0.3元/W,后續有望進一步降低至 0.25元/W。

    HJT 電池轉換效率每提升 1%,在不同應用場景下可增加組件溢價空間0.05-0.15 元/W 不等,且對組件整體功率的提升亦可攤薄組件環節的單位制造成本。結合電池非硅成本、硅成本以及效率提升對組件端成本降低的促進,預計 HJT 組件端整體成本有望在 2022年底至2023H1貼近PERC 組件,從而降低應用 HJT 組件的光伏電站的 LCOE,進一步擴大終端電站業主的接受面并逐步進入大規模替代周期。

    根據 PV Infolink 統計數據,2021 年全球前五大電池片制造商為通威、愛旭、潤陽、中宇和潞安,除去電池片專業制造商以外,隆基股份、天合光能、晶澳科技、晶科能源等組件生產商在光伏產業鏈多個環節進行布局,也具有電池片產能,可以提前關注。

    作者:蘇鋒

    來源:每日財報


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