【平安E周刊】第57期 国产N型电池刷新世界纪录,或利好光伏产业链

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11月19日,国内一家光伏龙头公司收到德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)的最新认证报告,公司自主研发的异质节(HJT)电池转换效率达到26.81%,打破了全球硅基太阳能电池的最高纪录,助力N型电池片接棒P型电池片。光伏电池片行业当前技术路径发展情况如何,未来机遇可能在哪里?

【纲要|2大看点】

1、N型电池片效率高且寿命长,有望成为下一代主流技术

2、短期TOPCon具备成本优势,HJT中长期应用优势显著

N型电池效率高且寿命长,有望成为下一代主流技术

我国电池片产量近十年保持高速增长,成长空间广阔。根据中国光伏行业协会(CPIA)数据,全国电池片产量已经从2011年的11GW 迅速增长到了2021年的198GW,2021年同比增长46.9%,十年复合年均增长率高达33.5%。根据CPIA预计,2022年全国电池片产量将超过261GW。

电池片是光伏发电的核心部件,其技术路线和工艺水平对光伏组件的发电效率和使用寿命将产生直接影响。从产业链的角度来看,光伏电池片位于光伏产业链中游,是通过将上游环节生产出来的硅片加工处理,从而得到的可以将太阳光能转化为电能的半导体薄片。

根据基极的不同,电池片可分为P型和N型电池。P型电池原材料为P型硅片(掺杂硼),工艺相对简单,成本更低;N型电池原材料为N型硅片(掺杂磷),其原子特性使N型电池具备更高的寿命和转换效率。当前市场主流技术路线P型电池在2021年PERC电池市场占有率达到91.2%,但其转换效率有限,目前PERC电池最高效率记录为24.06%,已经十分接近ISFH测算的理论转换效率极限24.5%。N型电池技术的出现或可通过提高转换效率提升行业空间。

图1 国内电池片量产转换效率发展趋势 来源:CPIA

短期TOPCon具备成本优势,HJT中长期应用优势显著

N型电池目前较为主流的技术包括TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)和HJT(本征薄膜异质结)。N型TOPCon电池最高效率来自晶科N-TOPCon,达到26.10%,而日前我国企业的HJT电池打破全球太阳能电池效率纪录,效率达到26.81%,两种N型电池片均尚未触及其理论极限效率——27.5%。

短期来看,TOPCon电池和PERC电池的技术和产线设备兼容性极高,具备短期成本优势。目前TOPCon的成本已趋近于PERC,而HJT由于设备折旧成本和银浆成本(光伏重要原材料之一)相对较高,经济性略显不足,因此短期TOPCon技术的产能释放最具性价比。

中长期来看,虽然目前HJT的经济性略显不足,但随着生产工艺不断优化,降本路径清晰,其经济性拐点已经愈发临近。

良率,即合格率,是评价电池的另一个重要指标。由于生产流程较多,TOPCon电池良率整体上低于PERC,而HJT工艺流程简化,并且受益于独特的电池结构,具备很高的良率。此外,HJT采取低温工艺,相比于传统的热扩散型P-N结在900℃高温下制备,一方面有利于薄片化和降低热损伤进而降低硅片成本,另一方面因能源节约等因素非硅成本也表现更优。

图2 主流电池工艺步骤 来源 Wind

在发电能力上,同功率下HJT电池发电量更高,降本空间更大。在未来,光伏电站建设过程中的一系列和面积相关的成本如运输、安装、土地、支架、桩基、维护等成本难以进一步降低,因此HJT的高发电能力是降低光伏发电成本的最有效突破口。随着国产设备替代+规模化生产,未来HJT设备投资成本有望进一步降低,从长期视角看,HJT电池可能会走得更加长远。

电池片作为光伏发电的核心部件,其技术路线和工艺水平的提升对光伏组件的发电效率和使用寿命将产生直接影响。未来随着N型电池生产成本的降低及良率的提升,光伏产业的成本也会获得进一步控制,同时其发电效果的提升也利于光伏覆盖率的扩大。

相关基金:$光伏ETF平安(SH516180)$ 、$平安中证光伏产业指数A(F012722)$ 和$平安中证光伏产业指数C(F012723)$ ——跟踪中证光伏产业指数,该指数将主营业务涉及光伏产业链上、中、下游的上市公司股票作为待选样本,选取不超过50家最具代表性公司作为样本股,反映光伏产业公司的整体表现,为投资者提供新的投资标的。指数由中证指数公司编制和计算,所有权归中证指数公司,中证指数公司不保证指数计算的准确性,也不因此对任何人负责。

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