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| 为什么说异质结是行业的未来 |
| 来源：黑鹰光伏 作者：刘玉明 时间：2022/12/5 |
降本增效是光伏行业可持续发展的关键。随着持续的效率提升和成本降低压力，光伏电池和组件技术快速更新迭代。目前来看，PERC电池性价比颇高，但随着其效率挖掘潜力逐步接近极限，若想要再大突破，显然是难上加难。要进一步推动降本增效，在竞价市场占领一席之地，势必要寻求更高效率的电池组件技术。
从行业层面看，研究指出，光伏发电技术路线将于今年开启由P型向N型迭代的趋势。异质结(HJT)电池作为最具希望的N型代表，极限效率有望超30%，不仅能与IBC和钙钛矿等形成叠层电池，还具有高效率、高可靠性、可双面发电、低温工艺制程、薄硅片应用、温度特性好、无LID与PID效应等优点，受到国内外众多光伏企业密切关注。
头部企业争先布局
光伏技术迭代史，是一部长江后浪推前浪、创新、淘汰、升级、再创新不断循环的历史。它既残酷又迷人，每轮技术革命都会重塑原有竞争格局，催生出新的行业龙头。
光伏新一轮颠覆性技术变革将发生在电池环节，异质结由此站上风口，成为最受追捧的下一代N型电池热门技术路线之一。行业新军、传统巨头纷纷入局，大大加速了异质结的降本提效和产业化进程。
纵观国内，从早期的爱康、国家电投、晋能集团、中智电力、彩虹集团，到后来陆续有山煤国际、东方日升、通威等越来越多的企业跻身异质结阵营。
据《全球光伏》统计，目前有超过20家企业已布局异质结，现有产能规划已达71.9GW，电池量产转换效率早已突破25%。
此前，华晟新能源加速推进10GW产能扩张，隆基多次打破异质结电池光电转换效率世界纪录，异质结凭借其技术优势获得多方青睐及海量资本加持。
数据显示，Wind异质结电池指数两年内累计涨幅高达230%。以复权后股价计算，该指数成分股之一、异质结设备企业迈为股份自上市以来股价大涨超过25倍。该公司8月26日的投资者电话会议，吸引了779位机构投资者参与，火爆程度可见一斑。
放眼海外，此前，在Intersolar期间，光伏组件集成制造商REC Group推出了其最新组件产品--Alpha Pure-R户用异质结组件。
REC产品Alpha Pure-R系列采用异质结(HJT)电池、G12大尺寸组件设计，将提供410Wp、420Wp和430Wp的三种输出功率，功率保证期各为25年。组件重21.5公斤，尺寸为1730x1118x30mm，REC计划于8月在其新加坡工厂开始生产，这将使REC的Alpha产品线产能实现翻倍，从600MW增至1.2GW。
不过，近期REC突然宣布，准备向美国市场出货TOPCon了。REC即将向美国市场出货的TOPCon组件型号是“N-Peak 3 Black”系列，标称输出功率400W，并采用n型TOPCon技术，报道称已在新加坡工厂生产，计划于2023年1月发货。这一变化发生在其创新的REC Alpha Pure-R异质结组件开始生产两个月后。
但业内人士也提到，REC的TOPCon技术是在PERC产线升级改造的。通过在N型电池工艺的基础上研发出的隧穿氧化层钝化接触技术，可基于现有PERC产线升级改造。但是TOPCon电池背面收光较差，其良率普遍在95%以下，量产难度很高，成本也较高。
此外，TOPCon的缺点是工序太过繁杂。PERC的工序基本在9个;TOPCon在PERC的基础上多了3个环节左右，共约12道工序，主要是增加在制结这一环节。
工艺繁杂是TOPCon的痛点，且目前技术路线并不统一，多条技术路线并行。主要有三种，第一种是LPCVD 制备多晶硅膜结合传统的全扩散工艺;第二种是LPCVD 制备多晶硅膜结合扩硼及离子注入磷工艺;第三种是PECVD 制备多晶硅膜并原位掺杂工艺。目前虽以PECVD为主，但是成膜速度慢等问题仍然是痛点。工艺繁杂会带来良率的劣势，再加之增加的工序技术路线并不统一且难度较大。导致TOPCon整体良率在93-95%;而PERC电池良率在97-98%之间。
异质结相比于PERC和TOPCon工艺步骤少，仅有四步，分别为：制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜沉积、电极金属化。理论而言，工艺步骤少，可以提高产品良率以及节约部分生产成本，所以在这方面HJT是优于TOPCon的。
显而易见，同为第二代电池技术，TOPCon技术由于可以在传统的PERC产线上改造，而异质结技术最大的优势是其可实现的高效率、更高的双面率和更好的与钙钛矿叠层可能。
成本及应用价值优势凸显
“太阳能现在是历史上最便宜的电力来源。”2020年，国际能源署(IEA)即在其报告中将太阳能称为电力行业“新王”。
在我国新能源发展道路上，光伏发电亦是最重要的一环。随着碳达峰、碳中和共识的确立，光伏行业再度迎来一个黄金时代。据中国光伏行业协会预测，我国2022年装机预计85-100GW，2025年有望达到270-330GW。
回望光伏行业在国内20年来的发展历程，不断经历希望与绝望、崛起与陨落的周期性变化，但每一次产业发展的核心，以及格局的变化最终都源于技术的升级。
回望光伏行业在国内20年来的发展历程，不断经历希望与绝望、崛起与陨落的周期性变化，聚焦至光伏产业内部，提高发电效率、降低成本，始终是决定产业命脉的核心。
当下，随着技术的不断发展，光伏产业似乎又来到了新的拐点，新一轮技术竞争已开启。现在行业普遍认为，光伏的第三次技术变革最有可能发生在电池片领域，PERC电池是目前光伏产业的主流电池技术。
为突破产业瓶颈，市场开始呼唤功率更高的光伏新技术。8月18日，科技部、发改委、能源局等九部委发布《科技支撑碳达峰碳中和方案》，指出要重点“研发高效硅基光伏电池”。“硅基光伏电池”，一般包括P型电池与N型电池两种。前者制作工艺简单，设备建设成本较低，一直以来都是性价比最高的电池技术路线。不论是上一代主流的铝背场电池(BSF)，还是当下正充当市场主力的PERC电池，均属P型电池序列。但另一面，目前P型电池已逼近其理论上的发电效率极限，降本增效的空间所剩无几。
市场上足以替代P型电池成为市场主流的，便是N型电池。其技术路线多且清晰，发展相对成熟，各类技术的光电转化效率均已超过24%，应用潜力巨大，商业化空间十分可观。
目前，N型电池的主要种类包括三种，即TOPCon、IBC以及异质结。在行业看来，未来的光伏市场主流，大概率会从这三种技术中产生。在这三种技术中，前期生产壁垒最低的就是TOPCon。该技术的最大特点是生产线无需另造，只需改造现有的PERC产线即可，前期投产成本低。但它的光电转化效率较低，目前的实验室极限是26%(ISE，双面接触)，优于PERC，低于异质结和IBC。
此外，TOPCon的工序太过复杂——寻常的光伏电池一般只需经过9道生产工序，而TOPCon的工序高达12~13道，大大提升了量产难度，良品率也因此极难把握。
至于IBC电池，是目前所有电池技术中发电效率最优的一种，实验室极限效率已经能达到26.63%。但工艺也最不成熟，加工成本极高，生产设备昂贵，距离商业化还很遥远。
TOPCon、IBC、异质结，三种技术路径，哪种技术路径性价比更高?对比之下，异质结电池的表现更符合市场要求，被认为是最有希望成为下一代主流电池的技术路线。根据CPIA公布的实证数据，目前，异质结电池相比P型电池，在发电量上具备绝对优势，每千瓦发电量可增益6-10%。其实验室最高光电转换效率在26.5%左右，高于PERC和TOPCon电池，且工序最少，仅有4道，生产步骤可控性强，良品率最高。
发展前景不容小觑
目前异质结技术已从探索准备期进入到发展期，一些已入局异质结技术赛道的光伏企业正在积极扩大生产规模，规模化生产正在推动异质结设备投资和材料价格降低，行业案例数据亦有印证。
光伏赛道上游市值近800亿的HJT整线设备龙头迈为股份接连收到订单。9月初，安徽华晟拟从迈为股份采购高效硅HJT电池生产线12条，产能共7.2GW。这个采购总额超过了公司去年年度审计营收的50%。去年年报显示，迈为股份全年营收为30.95亿元，也就是说此次订单金额超过15亿元。逐步增加的订单，间接意味着HJT电池产能或逐步放量。
接下来介绍一下异质结领域的头部企业。
首先是东方日升。2021年2月，东方日升宣布最新研发的高功率异质结组件，经权威第三方机构TUV 南德实验室测试，组件最高功率达到606.656W，将异质结组件功率最高世界纪录提升了160W以上，是东方日升在异质结电池组件应用技术道路上的新突破。东方日升2021年异质结产量500MW ，2021年产能规划2.5GW。
其次是爱康。2021年3月25日，爱康集团宣布爱康湖州基地一期220MW异质结电池项目iCell异质结电池片，全面进入批量化、大规模生产阶段。近日，随着转化效率不断攀升，湖州基地生产的最优批次的高效异质结电池平均转化效率达24.2%。爱康集团2021年异质结产量200MW ，2021年产能规划 6GW电池+6GW组件。
以及通威、钧石、中智泰兴等。
通威在2019年投建400MW HJT试验线的基础上，于2021年新增投产1GW HJT中试线，目前HJT研发和量产效率均有较大幅度提升。通威2021年异质结产量450MW ，2020年产能规划 1GW。
晋能在2021年研制的量产线上面积为274.27cm2异质结太阳能电池片的转换效率达到24.7%获行业权威机构认证，成功实现业内在166mm大尺寸异质结电池量产效率上新的突破，达到国际领先水平。晋能2021年异质结产量100MW，2021年产能规划 2GW。
中智2021年异质结产量160MW，2021年产能规划 1.2GW;钧石2021年异质结产量600MW，2021年产能规划5GW, (2GW在建);山媒国际 2021年产能规划10GW(一期3GW在建)
如今这份名单上又多了一个REC。REC 2021年产能规划初期2GW ，预计到2025年产达4GW。
据某项目上的数据显示，异质结双面组件与PERC双面组件相比，每瓦收益率提高7.5% ，与PERC单面组件相比，每瓦收益率提高14.4%。因此，综合考虑发电量和成本，异质结产品已具备电站应用价值(目前异质结LCOE和PERC组件基本接近)。
而随着设备和材料国产化实现成本大幅降低，产品供应量和市场的增大，异质结电池成本有望到2023年达到0.65元/M。
行业专家表示，低温度系数、低衰减、高转化效率、工艺简单等，是N型异质结技术最主要的优势。异质结电池的结构决定了可以天然双面发电，工艺流程只有清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、导电膜沉积、丝印固化四个环节，相比8道工序的PERC电池大大简化。在技术延伸上，
随着银包铜的应用、异质结电池的转化效率等达到预期，以及多股力量推动异质结电池降本增效，专家预计今年年底异质结电池降本会取得较大突破，明年异质结电池会明显放量。异质结技术在未来亦有望成为一种平台型技术，与钙钛矿结合形成叠层电池。
REC Group首席执行官Jan Enno Bicker称，未来的研发工作将完全集中在异质结技术上。
“我们知道这是未来几年一项最具潜力的技术，可以真正改善功率密度，令组件效率越来越高。”Bicker表示：“REC Alpha Pure-R在尺寸、重量、功率输出和操作方面确实达到了最佳状态。通过这种新组件，我们再次成功的在更加紧凑的组件中实现了更高的功率，让业主能够实现更高的能源独立性并为全球能源转型作出贡献。”
同时，为了提升产品的可持续性，该系列产品没有使用铅，这符合RoHS标准，对环境影响较小。REC Alpha Pure是市面上极少数的无铅太阳能组件之一。
值得关注的是，据CPIA此前估算，假设2021-2025年全球装机量分别为170、225、270、300、330GW，假设异质结渗透率2021-2025年分别为5%、12%、26%、42%、60%。由此可见，异质结市场前景不容小觑。
推动技术迭代，开发出更高功率、更高效率、更高发电量的光伏组件产品，始终是光伏企业满足终端市场需求的关键。未来，将有更多优秀企业继续坚持以创新为驱动，进一步加大研发投入异质结产品，实现现有技术及产品更新迭代之余，开发更多新技术和新产品，同步完善光伏电池片、光伏组件及相关产品产能布局，满足更广泛的市场需求，加快推进碳中和发展进程。
(注：“争鸣”栏目意在分享产业多维度的不同见解，不代表黑鹰光伏立场与投资导向) |
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