$金刚光伏(SZ300093)$本文为3月9日晚,“HJT光伏发电3.0技术降本增效前景展望”华泰云路演纪要,主要观点出自中科院电工研究所太阳电池技术研究部主任王文静。本文仅作记录和分享,供光伏新技术爱好者研究交流,不构成任何投资建议。

从隆基的最新报告来看,异质结的理论效率是28.5%

Topcon分单面和双面。双面的Topcon,理论效率可以达到28.7%,但是如果只在单面做Topcon,它的理论效率只有27.1%。它不但低于双面Topcon的28.7%,也低于异质结的28.5%。


(相关资料图)

未来技术路线的清晰程度,其实异质结就是很清晰了。在2023年,要导入双面微晶的异质结,它的产业化平均效率25.5%。

其实,最高实验室效率后面更高,但是它的产线平均效率是25.5%。

那么未来,其实还有双面的、铜的,就是全铜电极。全铜电极除了降低成本之外,现在人们发现,它的电池的产线平均效率也会有所提高,应该能提高到26%左右。

我们预计这个电池,如果产业化进入比较大的量产的成熟阶段,应该再过两年,在2025年左右。

然后再之后,效率提高就已经比较饱和了,那么主要是降本。一个重要的方面就铟,把TCO透明导电膜的铟给它取代,变成无铟的TCO。

这样一代替以后,整个异质结的成本就会非常低了。从这来看,技术路线是比较清晰的。

我们再看Topcon,它现在就是单面。其实Topcon,它有好多在设计时是P型的,N型Topcon只有两个技术,一个技术就是现有的Topcon,就是最右边这个,它就是在背表面做多晶硅钝化。

但是,正表面仍旧沿用传统的扩散技术,就是同质结,不是硅薄膜了,现在它的理论效率只有27.1%,最高的实验室效率是25.8%,其实真正的经过哈梅林认证的只有25.4%。

现在晶科宣布是可以达到26.4%,但是这个是中国的检测机构——中国计量院,它其实并没有得到国际上的认可。

左边一个就是双面的Topcon,即POLO2-BJ。这种设计,其实就是正表面也要做多晶硅钝化,但是有一个非常大的问题,它的效率会大幅下降,那么怎么办呢?

它就是在电极的位置下面做这种多晶硅膜,在没有电池的地方,它不做多晶硅膜,这样的话才能减少它的吸光,但是这种电池其实做起来很难,第一,正表面做多晶硅膜又多了一道手续,包括用LPCVD做多晶,然后还要扩散扩硼……

那么Topcon是不是可以激光掺杂?

其实,这块是隆基在CSPV上的一个报告,别看加了一个选择性发射区,就是SE技术。SE技术有激光直接掺杂,还有二次扩散,如果二次扩散,要两次扩硼,中间加一次激光的话,激光开孔这个复杂度其实高了很多。

激光直接掺杂的问题,是这个激光非常复杂,它对激光要求很高,要很均匀的分布,所以这是难度很高的激光。那么它一个是贵,另外,这种激光其实可能还在开发,要开发得非常好才行

所以,其实并不是说激光一上来就能用,而是它有很复杂的一些过程。

以前其实异质结最大的一个短板,就是它的开压其实挺高,但是它的电流上不去,最近这些企业找到了提升电流的一些技术方案。那么将来实施到产业化以后,就能大幅提高产业化的平均效率。

Topcon的电池效率,去年大概有几次最高效率,最高已经达到26.1%,晶科和中来都能达到这个效率。

但是这个效率,其实有几个都是计量院测的。晶科的最高的效率,它的填充因子出奇的高,这是它提升的一个主要的方面。

从异质结量产的效率来看,现在是1.0的可以达到24.3%,2.0可以达到25%。

现在3.0还没有量产,3.0很快,就是在华晟三期线,3月份出首片,然后6月份,效率爬升达到比较好的结果,真正达产可能到九月份。

二期其实已经有一些比较好的结果,单面微晶的产线平均达到25%左右,这是比较确定的一个结果。最好的批次,可以达到25.1%。

电池效率其实并不能完全说明问题,因为电池毕竟要做成组件,异质结组件,现在主要用的硅片尺寸是210和166,166已经也基接近于淘汰,所以新建的2.0和3.0,一般都要走210或182这两种尺寸。

现在新建的产线一般都走210和182,但是现在异质结还没有在走182的这种尺寸的电池,华晟是在三期就要投产,应该在今年下半年会看到。

那么从现在已有的210产线的效率来看,做成组件的功率,现在2.0是达到了700W左右。

PERC电池现在一般是650W,异质结2.0是可以达到700W,3.0效率还会再提升,应该能达到710W左右的产线平均的组件功率,所以这是很重要的。

如果异质结3.0的技术,是可以达到600W的,对于这种182版型的话,PERC是545W,异质结是600W,或者是590到600W之间吧,不能说的太满,那么这个在说明什么呢?

就是说明,比如异质结3.0要有25.5%的效率的话,它的CTM是可以达到99%的,也就是说,这是一个比较实打实的电池测试效率是25.5%,它做成组件,功率也是可以达到高出50W甚至55W的。(CTM值,是指组件输出功率与电池片功率总和的百分比,即表示组件功率损失的程度。)

那么我们看看Topcon,现在很多企业电池测试效率可以达到24.8%,甚至25.1%,但是组件的功率,其实只能比现在的PERC电池高出25W左右。

比如说,现在这个570W,一般都集中在182版型,如果电池效率测到24.8%,那组件功率只能做到570W,那么CTM只有达到96.7%,也就是说CTM比较偏低。

现在人们比较习惯用组件功率反推,设定CTM等于99%或100%反推的话,其实Topcon真实效率只有24.2%。我这个说法得没得到过一些支持呢?

其实我从最近的一些公开报道,都不是从小道消息,而是说从公开报道,CSPV去年12月份在太原召开的会议上,我们从几个Topcon厂家所得到的结果。

它的电池效率可以达到25.1%,但是组件功率,就是182版型只有570W,其实比PERC高出20W或者25W,但是它的测试效率已经能达到25.1%了,那这样的话,CTM只有95.7%。

我们再来看一下晶澳,它的电池是小长方形电池,不是严格的182乘182,所以这种电池,如果用PERC电池做,它就比545W要高一点,基本可以达到552W左右。

如果用同样尺寸的硅片做成同样尺寸的组件的版型,它可以达到575W,这是它自己公开报道的一个结果。

就是说,在这种同版型同样电池尺寸下,它的Topcon电池比同版型的PERC电池其实高了22W,就不像异质结2.0或者3.0,高出50W这样的结果。

我们再看一下通威,这也是同样的会议上的报道,通威用182在去年十月份的时候,量产平均是25.08%这样的电池测试结果,它的组件功率是575W,就是比PERC要高出20W到25W左右,那么反推的平均效率也就是24.2%。

那么异质结的组件功率可以达到多少呢?

它的最高效率,144版型最高现在到500W,这都是经过验证的,210的132版型,它的最高测试效率是715W,产线平均是700W。

异质结的技术路线和效率已经比较清晰了,一个主要的问题,就是它的整个产业链匹配。

这其实两个方面,一个是它的电池效率高了,组件功率是不是能够高,硅片是不是能够供应得上,或者硅片能否到比较好的设计,这块都是相关于产业链,就是确保效率,高效率能转换成组件的高功率。

第二个也很重要,就是降本。其实,这些现在产业链配套,有很多技术都是用来降本的,比如在硅片方面的降本,在电池方面降本和组件方面的提效降本。

这其中的细节我就不讲了,因为在很多场合都讲了。电池电极技术降本是一大门类,因为异质结银浆这块还是比较贵的,所以在整个电池降本方面,还有很多:

因为异质结是使用低温烧结的,不到200度,所以它是可以用银包铜的,而PERC和Topcon都是高温烧结,就不能用银包铜,所以这是异质结的一大优势。

银包铜其实已经开发出来了,现在华晟已经在大批量地使用。它这里头还要解决的问题,就是银包铜的浆料已经基本国产化了,但是银包铜粉现在还比较贵。那么银包铜粉也要国产化,这样才能真正实现银包铜的降本。

另外一个是电镀铜,这个都是在开发过程中。还有一些新型技术,比如喷墨打印、激光转印、化学镀铜等等;另外,0BB把主栅完全取代,不用银浆了,这样的话,它降低的量就比较大。

那么银耗这块降本,基本上是在沿着这个路线在不断地下降,从2019年开始,就不断地往下降,降到现在是166的单片上已经达到125了。

后续银包铜可以再进一步使它的整个银耗下降,单片银耗降低以后,单W银耗也就下降了。而且,如果效率高,整个单W银耗就会更进一步下降。

这块现在已经有国内多家公司开发,包括使用低温的合金,让它涂附在铜丝的外部,可以使它在温度150度左右,就能够很好地熔化,然后接触上,但是它的拉力还不太行,所以就选择了一些涂的胶,给它粘结在一块,所以这是它的两个技术的关键。

在硅片端,因为硅材料在电池的成本,在比较最贵的时候,一度占到了70%,在稍微便宜点,也要占到硅片成本的50%,所以任何降低硅片使用量的措施,不论在硅料贵还是便宜的时候,它都是一个最大的降本措施。

异质结现在已经用到了130微米,进一步可以到120,今年华晟的目标是降到120,它可以在100微米的厚度范围内,电池效率能够保持,所以这种技术本身,是比较适合用薄硅片。

但是使用薄硅片,不仅是它的效率不下降,还需要在设备端有各种改进,让它完好率等也不下降才行。

还有一些,就是边皮切割。因为异质结是先切半棒,然后直接切出半片,这点与PERC和Topcon不一样。

它们都是先做电池,然后把电池做好以后切一半,异质结先做成一半的硅片,再做电池,这就使得对于这种边皮,就是原来切下来外边小弧度边皮一部分可以用,能多切出来一些硅片。

这一块的硅片成本,一般要下降15%,比正常硅片要低15%,这其实是一个很大的节省。

最后我们谈一个问题,就是异质结产业化道路的节点。

其实,一个创新技术,它面临两个问题:一、它的效率在不断爬升;二、它的成本不断下降。但是,效率爬升最终也会达到饱和状态,不再上升了,成本下降也会降到一个饱和状态。

Topcon,去年扩产了大概五六十个GW,今年,据说宣布的有400多个GW的扩产计划。作为一个不断做技术的,其实我就得出一个结论,Topcon的技术已经到顶了,为什么呢?

从现在异质结创新的整个业态的过程,和Topcon的创新业态过程,据我的观察,就是现在Topcon在效率的提升和成本的下降的方面,已经达到了一个比较稳定期,也就是它可能效率不再提升,成本也不太会再下降,这时产能才有大量的释放。

那么异质结呢,其实现在量并不大,这个方面呢,有很多投资人比较焦虑,怎么这么慢。其实,这也说明了一个技术还在不断地在创新和爬升,成本还有不断的下降空间,所以这个投资点,其实不是一个大规模释放的投资点。

这块有三个星,一个是黑星,一个是蓝星,一个是红星。那么黑星呢,就是冒险度比较大的一个时期,也就是在2021年和2022年的阶段,因为这个时候,它技术的上升空间还比较大,成本的下降空间也比较大。

这个时候,其实是一些比较探险或是外来的企业比较多,因为在这个时候它要挤进光伏圈,要换赛道的时候,它得先进来,因为毕竟比较弱小,他得先进来才有空间,才有余地来挤进这个赛道上跑起来。

所以它的主体设备不会变了,但是,还有电极等方面改进,其实这个时候,都是在主体技术不变的情况下,把丝印撤换成电镀,或是换成新靶材。

这个时候,在主体的设备方面不太会变化了,结构方面也不太会变化了,然后成本又进一步下降,所以这个时候,我觉得一些中等规模企业,或是PERC包袱比较轻的企业和外来的投资人,会比较大量地进入这个赛道。

那么等到2024年或者以后,这个时候它技术彻底成熟了,就是效率基本不太会爬了,成本也基本降到一个饱和点了,也就是说,没有再多新的技术,比较保险了,这个时候,会有大量的中国企业会挤入这个赛道。

异质结整个的技术的发展,或者产业化的发展进程,大概是这样的结果。

(以下为华泰研究员提问或代投资者提问,王老师回答的内容记录)

其实,TCO无铟的话,在设备上没有任何变化,只是把靶材改一下。现在有些材料商、靶材商都在做块工作。华晟也在试用一些靶材商提供的无铟靶材。

只要材料一解决,不管1.0、2.0、3.0,我们把这往上一放,直接就可以做,所以这个倒没有太大的技术上的难度,只是说材料上的难度比较大。

其实,电镀铜的细栅的导电性会非常好,比现在PERC和Topcon都好,因为它什么东西都没有了。

现在异质结的低温银浆里有固化树脂,那高温银浆里还有玻璃料,也是不导电的,所以它也是有一定的电阻,比纯银的电阻还是要大。

其实,纯铜电阻就跟纯银电阻是很接近了,它的电阻是非常小的,就好于现在所有的浆料,所以在那个时候,就可以直接用非常细的电镀的东西。

电镀铜完全是全新的一种理念设计。

从PERC反推过来的话,一般来讲,双面双玻组件CTM应该是99%,如果单玻组件设置是100%,这是成为大家共识的东西。

也就是说,做组件不能让它CTM太低,一旦太低,人就说你测的虚。所以组件企业如果买硅片的话,它是不接受CTM很小这样的结果。

182这种组件,因为越大硅片电流越大的话,CTM是允许它低的,因为它必然得低,电流大的话它有内耗。

那么在182这种尺寸,其实我认为,还是CTM在99%是比较理想、比较合适的一个评估方法。

也就是说,不管是效率测得高也好,低也好,你的CTM在这个尺寸下,功率反推的话,应该达到99%;如果低于99%的话,那就只能说明你测试电池的效率虚,基本是这么一个结论。

现在从这个角度来看,如果异质结能达到600W的话,按99%的CTM反推的话,应该是25.5%。或者达到100%反推的话,那应该是25.3%左右。一般应该是这样的一个水平。

当然在爬完坡以后,在9月份或再晚一点,爬完坡达到比较稳定的量产以后,这些降本的新技术就会导入了。

这个也反映了什么呢?Topcon它是一个渐进性的变化,也就是说,它是在现有的基础上做所谓的改革,它不是一个纯创新。

这种改革,就是可以在利用现有传统的设备和原材料等产业链引进,把这个水分挤得很干了,就是设备端没什么高利润区了,因为它设备降到底了,原材料配套其实也非常完善。

然后,它其实当时唯一的点,就是它效率有没有见顶,会不会还有新的技术。

这么说吧,假如今年Topcon的400GW一下上去,然后明天出来双面的微晶、双面的Topcon,如果双面Topcon以后,比如效率明显提升,那么就会出现什么呢?

当然,这个时候几种降本的技术导入,比如说0BB也导入得比较平顺,而且大量地上来,这个其实就确立了异质结的一个基本的优势。

这里头还有一个问题,2024年是不是会上几百GW,我觉得还有一个因素也是需要考虑的,就是Topcon的效率会不会追上来。

因为Topcon已经上这么大量了,假如它的效率能接近,也就是说,现在异质结和Topcon的效率拉开了大概一个百分点,这个是太有优势了,但是如果Topcon的效率追上来了一点,那我觉得,这个确实可能还是个问号,为什么画个问号呢?

就是它不仅决定于异质结电池技术本身的一个进步,还决定于Topcon技术是否能够比较快速地跟进。

有一个问题,就是如果石英砂少了,现在是硅料降价,硅料这块它等着有好多米,它没锅,下不了锅,所以等于说拉片成了瓶颈了;如果拉片成为瓶颈,回炉料增加的话,它就会使得干锅的利用率下降。

今年我认为,如果石英砂持续紧张的话,它的边皮料和高氧回炉料是会变得更便宜,因为不希望有太多的东西回炉。

所以这块它的差价会拉大,这个时候,对于能够使用等外品的这种技术,就变得更加有优势。这就是异质结在硅片这块的一些优势。

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