新兴光伏电池分析( 51 页)

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目录

1、 电池升级事关全局，降损提效马不停蹄，多技术并行或将开启 ..... 7

1.1、 技术迭代皆归于成本优势，终端多元化和产业配套带来并行可能 ...... 7

多元化终端市场+存量成熟产业配套，带来种多技术并行可能。 ..... 10

1.2、 电池提效率，硅片打基础，P/N 导电型尚各有所取 ...... 11

P 型硅片产业化已相当成熟，成本控制良好 .... 12

N 型硅片拥有更高的电池提效潜力，目前尚受制于高成本 ...... 13

1.3、 降损提效方向明确，电池技术殊途同归 .... 15

晶硅太阳能电池提效的本质在于减少太阳光能量损失 ..... 15

表面钝化以减少复合是制作高效率电池的关键手段 ..... 17

降低光学损失为重要提效方法，电池结构方面仍有开发空间 ...... 19

2、 N 型向左：TOPCon 重兵先至，HJT 如箭待弦.... 21

2.1、 TOPCon 电池为钝化接触技术新兴代表，与现有产线兼容性较高 .... 21

TOPCon 电池理论效率上限高，提出时间较短但发展迅速 ...... 21

TOPCon 电池与主流PERC 产线兼容性强，有利于产业化推广 ..... 23

2.2、 组件端龙头引领，TOPCon 进入规模化量产元年，溢价下经济性初现 ..... 24

晶科能源率先扛起TOPCon 规模化量产大旗，天合、晶澳接踵而至 ...... 25

中来、一道等新兴电池组件企业同样大步迈向规模化产能建设 ....... 26

组件溢价日渐明朗，有望覆盖制造成本，终端实证有望加速推广 ....... 27

产业化技术尚有重要可突破点，成本效率存在持续进步空间 ...... 29

2.3、 HJT 历史悠久潜力空间大，降本方向清晰，多路玩家重点投入 .... 32

HJT 电池转化效率潜力大，发电增益高，长期以来备受关注 ...... 32

产业化尚受高成本制约，但多方向降本潜力较大，持续推进 ...... 35

新玩家大举投入不遗余力，老玩家重点开发严阵以待 ..... 38

3、 P 型向右：结构创新或开启新升级方向，背接触电池有望异军突起 .... 41

3.1、 IBC 电池结构特点鲜明，移除正面栅线最大化光照利用，但生产工艺复杂 ...... 41

掩膜等复杂工艺抬高制造成本，单面连接方式有利组件降本增效 ....... 42

3.2、 背接触电池与分布式场景契合度高，结合龙头公司引领，有望从小众走向大众 ....... 44

分布式终端市场广阔，持续向差异化发展，BC 电池有望乘风而上 ..... 44

成熟IBC 产品海外已历数代， 国内不乏开拓者，拳头产品呼之欲出 ..... 46

3.3、 背接触结构拓展性强，叠加钝化接触技术有望进一步提效 ....... 47

4、 投资建议 ...... 50

5、 风险提示 ...... 51

图表目录

图1：不同技术路线光伏电池市占率趋势 ...... 7

图2：PERC 电池实验室转换效率记录 ..... 7

图3：自2010 年来光伏发电成本大幅下降 ....... 8

图4： 未来光伏发电成本仍将持续降低 ....... 8

图5：国内集中式光伏系统成本构成 ..... 8

图6：光伏组件四大制造环节 .... 8

图7：电池提效降本的核心逻辑 .... 9

图8：光伏组件全制造链成本构成 .... 9

图9：单晶与多晶实验室效率记录 ...... 10

图10：单晶硅片与多晶硅片占比变化 ..... 10

图11：国内分布式占比 ....... 10

图12： 国内双玻组件渗透率 ..... 10

图13：PN 节及内电场的形成示意 ...... 11

图14：光伏发电原理示意 ....... 11

图15：几种PN 结制作方法示意（N 型衬底为例） .... 12

图16：传统BSF 太阳能电池结构 ...... 12

图17：磷扩散工艺要求相对更低 .... 12

图18：硅片厚度与转换效率关系 .... 14

图19：硅片厚度情况 ...... 14

图20：晶体硅材料太阳能电池所能利用的太阳光谱范围（绿色部分） ...... 15

图21：传统晶硅光伏电池在光电转化过程中的太阳光能量损失 ..... 16

图22：光伏电池转换效率的两类损失&转换效率公式 ..... 16

图23：硅表面悬挂键复合中心及氢钝化原理 ...... 18

图24：选择性钝化接触技术原理 .... 18

图25：PERC 电池结构 ...... 18

图26：硅片表面制绒与减反射膜作用原理 ...... 20

图27：MWT 电池结构外观 ..... 20

图28： TOPCon 电池结构及背面钝化接触提效原理 ..... 22

图29：利用不同的选择性钝化技术进行组合后的电池理论转化效率 ...... 22

图30：TOPCon 与PERC 技术与工艺对比 .... 23

图31：TOPCon 工艺增加的部分核心设备及载具 ...... 24

图32：晶科能源多次打破N 型电池效率世界纪录 ...... 26

图33：晶科能源 TOPCon 技术组件产品 ....... 26

图34：中来TOPCon 电池技术组件 ....... 27

图35：一道新能“DAON”品牌N 型高效组件 ....... 27

图36：LPCVD 与PECVD 制作膜层工作原理 .... 30

图37：帝尔激光两步法激光SE 专利技术要点 ....... 32

图38：隆基乐叶两步法激光掺硼专利技术要点 ...... 32

图39：TOPCon 电池开路电压（Voc）损失分析 ....... 32

图40：晶科能源ISFH 认证25.41%效率参数 .... 32

图41：N 型HJT 电池基本结构 ....... 33

图42：HJT 电池进化方向 ....... 34

图43：微晶硅膜层制作中晶化率与通氢比有关 ...... 34

图44： 经典HJT 电池制作工艺及PVD 溅射原理 ..... 35

图45：激光转印制作大高宽比栅线原理 ..... 37

图46：一种HJT 电池电镀铜电极方案 .... 37

图47：华晟喜马拉雅系列异质结光伏组件 ...... 39

图48：金刚玻璃4.8GW 异质结项目启动 ....... 39

图49：IBC 电池基本结构 ....... 41

图50：FSF 和FFE 类型IBC 结构对比 ...... 42

图51： FSF 和FFE 类型IBC 少数载流子运输路径 ...... 42

图52：IBC 电池的一种制作方法 .... 43

图53：IBC 电池的背面栅线结构示例 ..... 43

图54：IBC 电池的串接方式示例 .... 44

图55： 分布式户用场景 ..... 45

图56：分布式工商业BIPV 场景 ..... 45

图57： 全球分终端场景光伏装机及占比（GW） ...... 45

图58：国内分终端场景光伏装机及占比（GW） .... 45

图59：Maxeon 公司IBC 电池组件产品定位 ...... 46

图60： 不同类型IBC 电池转换效率进化情况 ....... 48

图61：一种HBC 电池结构示例 ..... 48

图62：一种TBC 电池结构示例 ...... 48

图63：一种部分叠加TOPCon 技术的H-PBC 电池 ....... 48

图64：两种异质结与钙钛矿结合的二层叠层电池示例 ....... 49

表1：当前光伏制造环节主要技术发展情况 ...... 9

表2： 组件主要制造环节产能情况 ..... 11

表3： 隆基P 型与N 型单晶硅片规格参数对比 ..... 13

表4： N 型晶硅电池组件与P 型在温度系数、弱光响应和功率衰减方面的比较 ....... 13

表5： 中环股份硅片P/N 型硅片报价对比（元/片） ...... 14

表6：电池效率、硅片厚度及硅料价格变化下硅片硅成本变化情况 .... 15

表7：太阳能电池效率参数及内电阻情况 .... 17

表8：主流高效PERC 电池技术中使用的表面钝化技术情况 ...... 18

表9：近年TOPCon 电池实验室研发效率记录 ....... 22

表10：主要TOPCon 相关电池企业产业化进展情况 ...... 24

表11： TOPCon 与PERC 成本比较测算的主要假设 .... 27

表12： TOPCon 与PERC 技术一体化终端成本比较测算结果 ..... 28

表13：2022 年来部分央国企光伏组件项目招中标情况 ...... 28

表14：N 型与P 型组件实际项目测算发电量增益及LCOE 对比 .... 29

表15：氧化层生长方法....... 29

表16：TOPCon 掺杂多晶硅（n+-Poly-Si）层的主要制作方法对比 ....... 31

表17：近年大面积HJT 电池实验室研发效率记录 ..... 34

表18：HJT 电池核心步骤工艺方法比较 ..... 35

表19：HJT 与PERC 成本比较测算的主要假设 ..... 37

表20： HJT 与PERC 技术一体化终端成本比较测算结果 ..... 38

表21：主要HJT 相关电池企业产业化进展情况 ..... 39

表22：SunPower 公司IBC 电池发展历程 ..... 46