異質結電池製程短、轉換效率高,一直被業內看作後PERC時代的「接班人」。步入2020年,隨著異質結電池設備國產化進程提速,量產效率逐漸提高,光伏企業對異質結的投資熱情再次高漲。
擴產計劃超56GW 商業化項目逐步落地
據北極星太陽能光伏網統計,截至目前異質結電池、組件擴產規模超56GW。僅5月底以來水發集團、愛康等5家企業公布了超10GW的擴產計劃。
兇猛的擴產計劃外,異質結電池在效率及商業化進程上也有新突破。中科院電工所王文靜表示,光注入退火、MBB、RPD鍍膜是業內目前已探索出的三類可支撐HJT提效至24%的關鍵技術。
據了解,晉能科技超高效異質結電池量產平均效率已達到23.85%,預計2020年底將達到24.2%。此外鈞石、中智異質結電池量產效率均突破24%。漢能成都研發中心研發的全面積SHJ電池轉換效率達到25.11%,這也是全球範圍內最高的效率。業內預計異質結電池在短中期可實現25%的轉換效率。
從商業化量產來看,早在2018年鈞石1GW異質結電池、組件工廠實現投產,實際產能約600MW。通威2019年6月第一條200MW異質結測試線第一片電池片成功下線,轉換效率23%,目前其HJT中試線規模已達400MW。
在組件端,前十組件企業中東方日升異質結布局較早,且有實質性進展。據悉東方日升2.5GW異質結項目一期已基本完成設備調試,並有小批量訂單。在即將完成併網的白城領跑者項目中,有25MW應用了東方日升異質結組件。
阿特斯近期規劃建設異質結電池中試線,開發高效異質結電池和組件產品。日前神州光伏發布了MILKYWAY PLUS+ 異質結新品,在G1大矽片的基礎上,該組件效率為21.4%。前不久,山煤集團宣布其10GW異質結電池項目正在履行相關審批程序。
業內預測,隨著各大企業的異質結電池組件投產比例逐年上升,2021年異質結的產能將提升至10.5GW左右。
設備企業提前卡位 國產化進程加快
異質結的工藝製程共分制絨清洗、非晶矽薄膜沉積、TCO製備、電極製備四個步驟,所涉及的主要設備為清洗制絨機、PECVD、RPD/PVD以及絲網印刷機。
在很長一段時間裡, 異質結的設備廠商主要為國外企業,關鍵設備PECVD更是掌握在梅耶博格、應材等企業手中。2016年以來,隨著理想、鈞石、捷佳瑋創、邁為、金辰股份等企業在異質結設備製造上不斷取得突破,國產異質結設備逐步得到完善。
理想是國內領先的PECVD設備企業,早在2017年其首臺異質結電池量產型PECVD順利交付,打破了國外企業的壟斷局面。2019年4月,公司首臺異質結疊層PECVD設備正式啟運,6月異質結電池下線,轉換效率達到23%。
邁為在異質結的布局從絲網印刷設備拓展至薄膜沉積環節,並積極布局包括清洗設備、CVD設備、PVD設備、絲網印刷設備在內的HJT整線解決方案。
2020年5月,金辰股份發布公告擬定增募不超3.8億元投資年產40臺(套)光伏異質結(HJT)高效電池片用PECVD設備項目。公告指出通過募投項目的實施,金辰股份預計將掌握HJT電池製造用核心裝備的關鍵技術並能為下遊電池廠商提供HJT電池用的關鍵工藝裝備PECVD,改變目前關鍵技術和設備依賴進口的局面。
捷佳瑋創PECVD設備相關技術獲得住友重工(中國大陸地區)獨家授權,其RPD設備已進入推廣階段,在2019年SENC上推出的RPD設備可達3000片/h,研發的RPD5500設備毛產能可達到5500片/時,開機時間達90%。
據了解,異質結電池進口設備約為8-10億元/GW,國產設備目前降至約為5-7億元/GW,成本優勢明顯。前不久,梅耶博格宣布將從光伏設備供應商轉型大規模電池和組件生產商,不再向第三方共享其異質結電池設備未來的改進成果。業內人士表示這一轉型將一進步加快異質結設備國產化替代。
成本降低有望,應用前景廣闊
據了解當前PERC設備投資成本只需要2-3億元/GW,與之相比異質結電池投資成本仍較高。而設備成本之外,在電池成本上N型電池與P型電池的矽成本尚有一定差距。業內專家指出,結合薄片化技術可進一步降低異質結電池的矽用量,節省成本。
在非矽成本上,異質結的輔材中銀漿約佔40%-50%、靶材佔20%左右,降低銀漿成本是促進異質結電池非矽成本下降的關鍵。據了解東方日升的異質結組件採用半片+9BB的設計,降低了銀漿的使用。
漿料企業賀利氏認為,電阻率偏高是低溫銀漿單耗居高不下的最直接原因。對此其開發了電阻率小於4*10-6Ωcm,適用35微米以下網板開口印刷的細柵專用漿料,以及焊接拉力大於2N/mm的主柵專用漿料,以降低成本。
除上述降本路徑外,火熱的BIPV項目是助推異質結大規模應用的東風。異質結電池可雙面發電,高溫發電性能好,容易實現彎曲及柔性,更能貼合建築結構,是美觀與高效的結合體。
東方日升副總裁黃強表示,異質結電池量產效率已經突破24%,如果和鈣鈦礦電池疊層結合將有望實現30%以上的效率,在效率提升的同時還可大幅降低封裝成本,以異質結為基礎的BIPV產品將更受高端用戶青睞。
此前日企Kaneka和Taisei推出新型BIPV系統,媒體報導其或將選用異質結技術。