电池片,会不会是光伏产业链下半年逻辑最强的仔?

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电池片作为光伏产业链中游的核心一环,可以说是对整个下游电站效益起着决定性的作用,因为电池片转化效率的高低直接关系了其投资回报率。

本文通过收集整理公开信息,主要回答一下两个问题:

1、电池片生产全流程

2、国内电池片龙头企业及在扩建产能

01 电池片生产全流程

从电池片的划分来看,主要有P型电池与N型电池两大类,P型电池使用的是P型硅片,N型电池使用的N性硅片(有关P型、N型硅片的解释详见文章“硅料,会不会成为下一个锂矿”网页链接

P型电池主要主要制备技术有BSF(铝背场)和PERC技术,N型电池的制备技术主要包括PERT/PERL、TOPCon、IBC、异质结(HJT)等

一般而言,P型电池制造工艺简单,成本更低,但缺点是电池转化效率低。

N型电池制造工艺复杂,成本更高,但优点是电池转化效率更高。

光伏电池片发展阶段大致可以分为四个阶段,

第1代:常规铝背板 BSF 电池(1 代)

第2代:PERC 电池(2 代)

第2.5代:PERC+电池(TOPCon)(2.5 代)

第3代:HJT 电池(3 代)

第4代:IBC 电池(4 代)

从国内来看,正处于2.5代与3代之间。

不同发展阶段生产电池片的工艺也会有所不同,本文主要介绍下主流的2.5代与3代电池生产工艺流程。

从技术路线来看未来的发展趋势:

N型电池正在取代P型电池

HJT电池有望在2023年迎来爆发,逐步取代PERC与TOPcon电池

具体两种电池生产工艺如下:

2.5代:PERC+电池(TOPCon)

TOPCon 工艺路径与 PERC 兼容性较好,理论极限效率最高 从工艺兼容性上看 TOPCon 与 PERC 兼容性较好,仅需在 PERC 产线上增加硼扩散、LPCVD(或 PECVD)以及湿法刻蚀机台。同时根据 ISFH 的测算,TOPCon 电池理论极限效率为 28.7%,十分接近单结电池的效率极限 29.43%。

PERC+电池(TOPCon)大致有6大生产流程:

1)清洗与制绒

主要目的是去除吸附在硅片表面的各类污染物,去除硅片表面的切割损坏层;利用陷光原理降低电池表面反射率,绒面凹凸不平可以增加二次反射,改变光程及入射方式,增加光的吸收,提高短路电流,进而提升电池转换效率。

2)扩散,主要目的是形成 PN 结,该环节是电池片制造的心脏,使电池片具有功能。

3)刻蚀(去磷硅玻璃),在扩散工序中,硅片侧边和背面边缘没有遮挡,也会扩散上磷,PN 结正面所收集的光生电子会沿边缘扩散有磷的区域流到 PN 结背面,从而造成短路,使电池片失效。刻蚀工序即是将硅片边缘带有磷的部分去除,避免 PN 结短路且造成并联电阻降低;

4)镀膜,主要起到 a)减反射作用,提高电池片对阳光的吸收,提高光生电流,从而提高转换效率;b)钝化作用,薄膜中的氢对电池表面的钝化降低了发射结的表面复合速率,提升开路电压,从而提高转换效率。光伏电池片中常见的镀膜技术包括 PECVD、LPCVD、PVD、ALD等;

5)丝网印刷,主要作用是为太阳能电池收集电流并制造电极,其中第一道背面银电极,第二道背面铝背场印刷和烘干,第三道正面银电极印刷;

6)烧结,即把印刷到电池片表面的电极在高温下烧结,使电极和硅片本身形成欧姆接触,提高电池片开路电压和填充因子,使电极接触有电阻特性以达到高转换效率。

3代:HJT 电池

HJT 国内进程迅速,未来有望超预期 内发展发展时间相对较短。 HJT 工艺流程简单,但不与 PERC 产线兼容。HJT 产线仅有 4 道工艺,

1)清洗制绒

2)非晶硅镀膜

3)TCO 镀膜

4)丝网印刷、退火、测试

相较于PERC和TOPCon工艺流程大幅减少,HJT 电池由于在制备过程中对清洁度的要求高于 PERC 电池,对设备和车间的洁净度提出了更高的要求,所以原有的 PERC 产线无法和 HJT 产线进行兼容。

02 国内电池片龙头现有产能及扩建产能

从目前公开数据整理,目前产能规模较大的电池片企业主要有:

晶科能源隆基绿能爱旭股份晶澳科技天合光能润阳科技通威股份中来股份

从产能来看,通威股份现有产能最大,达到了45GW,除通威外,爱旭、隆基天合光能晶澳科技等现有产能也有达到了35GW以上。

从未来三年的投产及总产能来看,通威依然处于龙头老大的位置,预计产能规划在80-100GW左右。隆基、爱旭、天合的总产能也都突破40GW。

从电池片出货量来看,根据PV InfoLink调研数据统计,2021年通威位居第一,爱旭位居第二,润阳位居第三

隆基、天合、晶澳等未上榜的原因主要在于这三家电池片主要为自用生产组件,根据PV InfoLink调研数据统计,2021年组件出货量前五名分别为隆基、天合/晶澳、晶科、阿特斯东方日升

结尾

受制于技术路线的不确定性,目前电池片投产规模没有像上游的硅料及硅片那么夸张,一旦新的技术路线确定下来之后(目前来看,HJT跑出来的可能性较大),除了有利于现有电池片龙头企业之外,扩产对于主做该技术的设备厂商业绩也有明显的利好(设备端可以重点关注迈为股份捷佳伟创)。

全部讨论

2022-08-16 17:53

电池片,有可能会成为光伏产业链中下半年逻辑最强的仔!$通威股份(SH600438)$ $爱旭股份(SH600732)$

2022-08-16 20:39

再次学习

2022-08-18 15:52

走心