【鹿看】IBC太阳能电池往事及展望

发布于: 修改于: 雪球转发:26回复:59喜欢:68

回顾XBC电池,不得不提最早商业化的sunpower还有夏普。如今夏普已经被富士康收购,光伏业务已经不属于集团核心业务逐步在边缘化。而SUNPOWER还在活跃于市场上,其独创的叠瓦组件、IBC组件成为业界独树一帜的存在。

硅片——IBC发展的“如鲠在喉”

那时候还是多晶占据主导地位的年代,多晶组件的效率一直在16-17%时间徘徊,而IBC组件初始效率就超过了20%,如果当时就采用同尺寸的电池片做组件,其效率差会异常明显。

起初的IBC组件使用的125mm的硅片,多是小型组件。原因是N型硅片还没有实现量产,多采用半导体级的小硅片/或半导体拉棒设备改的光伏级硅片。

这时国产单晶硅片企业,隆基/中环还处在低谷期,隆基忙着找陕西煤业借钱艰难度日,在仙德,宝芳等一众大佬身后,笑盈盈的推销单晶硅多好。中环还在为国企体制做内耗,市场推进极慢。此时的隆基中环还在为生存发愁,连P型都做不好,更难去推进N型硅片了。

现在所说的IBC组件存在的“高利润”的由来

做IBC电池最早商业化是sunpower还有夏普。他们的目标市场就在日本。

为什么是日本?

现在手机行业常常称日本是“孤岛化发展的国家”,常常做出一些匪夷所思的功能适应本土市场,却无法国际化。

其实同样,也发生在日本光伏行业上,而日本是一个岛国,无能源资源,因此他们优先开发水电与核电。

日本后来瞄上了光伏,首先日本是城市化高度发达的国家,人均收入是很高的,换句话说即使是他们的穷人,其收入也比全球大多数国家的中等收入人群富裕。

多种条件促使IBC组件在日本发际

因为土地紧缺,成片的空地稀少,日本优先发展的是小型光伏电站和户用光伏市场。小型光伏电站多建设在山坡,荒地,分布在北海道地区,南部。中部的都市圈区域,多装户用屋顶。日本与我国不同,多独栋“一户建”的住房,因此具备独立的屋顶。这给户用光伏屋顶发展提供了良好的契机。

(这是蜡笔小新的家,典型的“一户建”)

户用屋顶成为日本光伏发展的绝对主力,四月鹿总结有以下四点原因:

1.户用屋顶可用面积较小,日本电力给的补贴是非常丰厚的,因此需要在有限的面积内发更多的电力,成为最主要的需求。

2.由于一户建屋顶多为斜面屋顶,而根据日本的建筑规定,不能外搭建非建筑设施。因此只能与屋顶贴合安装,不能如我国农村一样搭成屋顶雨棚或者阳光房。这样双面组件没有发挥余地。(所以至今,日本仍然是单面组件及户用安装为主)

3.由于贴合屋顶安装,蓝色的多晶组件+银白边框,与日本建筑设计多黑白灰不好搭配,不符合对审美有一定追求的富裕阶层。于是诞生出纯色系,尤其偏好黑色组件。

4.富裕阶层往往会为了美观和品质,付出更高的溢价。同时IBC为灯塔国和日本国技术,更容易在营销上打上民族情怀,将“中国制组件”宣传为是低端产品

而IBC符合几个基本要素,单面积内发电量高纯色,加上用户可以付出更高的溢价,于是IBC这个非常贵的组件能在日本市场,获得更高的利润,并且需求很旺盛。

背后的产业链决定了日本IBC的地位

1.日本激光技术领先全球,其原因在于镜头技术。iBC电池背面电极需要激光蚀刻,由于线条细(50-150um不等),位置精度要求极高(正负50um以内,以前会放宽到120um)

2.日本有半导体级硅片,尤其是小尺寸。信越、大和等一众硅片公司,能为日本ibc电池提供比较稳定的硅片来源。

3.日本全产业链的支持,彼时电池所需的电极材料如电镀铜、银浆(需特殊银粉)、独特的印刷设备、镀膜设备。这些高精度要求的设备和材料,日本基本都有,这也给中国IBC技术带来了门槛。

我国IBC电池发展情况

·中日互补长短

日本的盆满钵满也带来了需求增长,但日本产业链的短板逐渐浮现,逐渐无法满足需求。

短板体现在几点:

125硅片属于淘汰技术,半导体逐步也走入大晶圆时代,小棒供应减少,成本无下降空间。此时中国的多晶卷的飞起,组件价格一降再降。在2015年之前时间段,组件价格在5元/瓦。IBC组件售价的7元/瓦显得不是很突出。但是很快在2015年之后,多晶组件价格不断下降,尤其是此时协鑫等厂家开始推出156多晶硅片(金刚线切片)成本大幅下降,隆基中环已经在做156的单晶硅片,台湾的绿能等厂家也在跟进尺寸变大。

这已经不是效率高能弥补的了,更大的组件面积意味着更高的功率,IBC的高效率优势被拉平。同时,中国的产业链优势凸显,例如黑色的焊带及焊带贴膜、黑色边框工艺,光伏玻璃压花工艺逐步完善,且成本更低。此时纯黑的多晶组件和单晶组件逐步与IBC组件拉出很高的价差,以海量打市场的打法,逐步削弱了夏普的优势。

阿特斯晶澳、天合一直视日本市场为重要根据地,IBC带来的高利润一直让他们眼红。阿特斯和晶澳主要推黑色组件,以价格打动市场。天合从技术的角度开启电池研发的角度,在常州做起了IBC电池的研发。

花开两朵各表一枝,日本也没闲着。此时夏普天津工厂无法应对需求的多样化,已经在中国寻找合作伙伴。

这时候出现了几个选项:

1天津的英利在做npert熊猫组件也就是现在topcon的前身。

2此时刚刚成立不久专做N型的中来光电(因为人员有从英利引进)。此时英利和中来有足够的N型电池生产基础。而同时需要更大尺寸的组件产线做代工。

3.这时候,锦州阳光出现可以做组件代工,解决了这个问题。

于是一拍即合,这几家合伙做日本iBC电池片和组件的代工业务。通过技术的磨合和探索,中国逐步掌握了日本IBC电池技术的主要环节。

此时,ibc仍然是高毛利的电池,其溢价是普通多晶的一倍多。这时,中来股份的林老板误判了市场,宣布10GW的ibc扩产。后面PERC极速崛起,效率差距缩小,价格差距拉大,彻底打碎了IBC的想法。(不过这都是后话)

后来,国家电投和中来股份合作开发了IBC组件。

(早期IBC电池,125硅片,圆切边,图片是阳光能源的)

·天合等技术派,为现在N型产业链的贡献

回到天合上,天合的路线是依托本土产业链实现对日本产业链的替代。尤其是核心的等离子注入、激光蚀刻。与众多企业合作,探索低成本,大尺寸的生产方式。

我们现在看到的大族激光就是合作者之一。通过天合的培育和磨合。国内的激光企业,逐步知道光伏的激光需求。也是大族激光的配合,人员的分裂如蒲公英一样散落,才出现了现在的帝尔激光捷佳伟创德龙激光、迈为激光、海目星 等等。

激光的精准控制逐步演化到PERC上,实现激光蚀刻、划片技术(一个浅、一个深)。激光的位置精度控制提高,给PERC局部开槽,细线开槽带来了帮助。同时电池片冷切割技术提高,为异质结这些低温技术带来了发展的基础。

离子注入技术遇到瓶颈,逐步使得PECVD、PVD等技术带来压力与动力,为后面TOPCON技术崛起,奠定了基础。

图片:SunPower 旗下Maxeon solar Technologies光伏科技有限公司生产的新ibc电池结构,底部用金属层实现电极互联和水汽阻隔,正面采用透明有机材料前板,实现柔性轻量化功能

那为什么IBC没有发展起来呢?

市场的主流在2015-2021年期间出现了巨大的需求变化,

首先,国内的集中式电站需求成倍增加,此时更高发电量的P型单晶和双面技术成为最迫切的需求。迎合日本小众的户用市场的需求,显然支撑不了行业的发展。

其次,激光技术的进步还不能推动IBC逐步降本与PERC一较高下。激光蚀刻的粗线条和位置不稳定,给丝网印刷,镀膜,焊接等带来对位困难。使得良率一直不高,成本下不来。

再次,不断迭代增大的硅片把产业链引领到更高维度的竞争,技术突破慢的N型技术,已经追不上了。同样需要400瓦以上的组件,可以通过增大尺寸来实现,成本更低,产能更大。n型的设备都是特制,重新切换尺寸投入极大。

XBC电池为什么在现在摆上台前呢?

1.资本的推动。

目前行业存在的主流技术中:

PERC的扩产很难吸引投资,尤其是社会资本,基本只能使用上市公司/企业自己的自有资金,银行贷款。特点是成熟,收益率和风险都不较低。

HJT路线基本是风险投资,如华晟新能源金刚玻璃、均石能源、爱康科技、金阳新能等等,资金来自于外部风险投资和政府补贴。这决定了这些企业需要频繁的发布消息、发布会、阶段性制造热点话题,不断维系曝光量和热度,继续吸收投资。特点是不成熟,收益率不确定,风险较大。

TOPCON技术路线,基本为成熟的电池组件企业,多采用定增、上市融资、企业自有资金投资等方式,如晶科能源、晶澳科技中来股份、一道新能、均达股份等等。特点是较成熟,风险较小,收益率参考PERC曲线相对比较明确。

XBC,一个是基于N型的Nibc,这个技术路线如前文所讲,其实风险也很大,量产难度也跟高。一个是P型pibc,目前只有隆基内部提出。其良率低于perc,实际成本高于perc,但隆基是一体化公司,可以挪移硅片毛利到组件端增强自己竞争力。如果是外部公司来做,除技术专利问题外,还有成本问题。(当然横店东磁和隆基是有合作的)。

隆基凭借一体化优势成为行业龙头,现在后面的企业都在复刻这个模式,他需要在某些亮点维持自己的高估值。爱旭需要转型,也需要一个有别于HJT技术的亮点,于是这两家公司走了两种不寻常之路。

XBC不同于前面3个“平台型技术”,属于“封闭式技术路线”

一个是隆基+连城+钟总投资的模式,连城及连城关联公司成为设备主要供应商,负责组件的一些特殊设备的制造以及一些金属化浆料的粉体。钟总的外部资金负责一些对应的辅材,如电镀材料、金属靶材、稀有金属、电镀液及配件等供应。

一个是爱旭+赛能的模式,赛能承担了非上市部分的职能,例如做组件,做IBC电池片和组件需要的特殊设备,电镀方案等。其实赛能就是参考隆基“连城+钟总投资”的模式,成立的外部公司。

这存在一定的技术风险,即外部公司的技术必须具备可验证能力,强大的技术壁垒,专利保护,这对于没有设备和材料制造经验的爱旭和隆基来说,是有难度的。

其次,是审计风险,这里面存在利益交换,关联交易,疑似调节利润,无比照对象等审计风险。

技术难点与商业逻辑

细节技术难点核心,在于ibc结构的正电极和背电极都在电池片背面,效率提升的方式在于更密集,更细的排布,也就是密集恐惧症朋友害怕的迷宫状圈圈绕排布。这需要掩膜+蚀刻的精度越高越好,避免正负电极局部互相干扰(局部切不开的时候需要“返程”)。

这是某券商做的计算表。虽然里面有很多值得商榷的地方。但是可以看到按照隆基声称的逻辑推演pibc可以做到接近于,也能略低于topcon的成本。

核心就是解决了隆基自身庞大的P型硅片消纳问题。其次,是解决欧盟市场被韩华禁售的问题。

而爱旭、晶科都不是外销硅片的企业,没有隆基硅片转型的压力,于是爱旭选择走高难度的HBC路线,晶科选择走无包袱的TOPCON路线。

明确一点——XBC瞄准的是小众市场,非颠覆技术

隆基、东磁、爱旭等公司提到的定位,IBC并非能成为主流技术,因为它单面发电(可以制作双面化,背面遮掩的损失和双面功率低于其他技术)的属性决定了它只能在户用市场上使用,可以安装立式支架的工商业屋顶会采用“白漆+双面组件”的方式。

对价格敏感的集中式电站,会更偏向于双面组件技术,因为背面可以带来10-40%的发电增益,远比IBC效率所得到的要多。

因此整个市场是细分市场中的一小部分,这决定了其特定对象,即BIPV厂房屋顶用和居民建筑屋顶使用。需要更强的经销渠道和屋顶设计能力。

这里可以看出隆基布局的全球经销网络(尤其是欧洲市场)、隆顶的布局和新推出的“向日葵”贷款模式的用意,这是一套渠道的铺垫。而爱旭还需要猥琐发育很长一段时间,补足自己的短板。

但我想,无论未来如何,我相信在光伏上面,无论什么技术路线,我国依然凭借全产业链优势,是独霸全球的领航者

隆基和爱旭都提出,客户端会对IBC组件更高的溢价,这个我持保留态度。

首先,过去对户用愿意给IBC组件一定溢价,是因为其外观+高效。(多晶太化花,多为蓝色、主栅太粗不美观,效率比IBC低很大的档位)现在一般的HJT和TOPCON已经可以做到高效了。

外观上,因为现在国内黑色背板、黑色电镀版框等配套极为成熟。再加上现在的电池片全部采用了极窄主栅设计(0.45毫米并测试0.3以下的焊接方式),从外观上看,已经基本做到了纯色的水平(尤其是放在屋顶上,已经看不到电池片上的银色线条)了。

综合这两点,我想这个“溢价”很难维持出来,甚至N型主流技术由于其产能大,参与者众多,产业链配合度大(重点),更具备优势。

本文是回答@饥饿感 的提问:想请教雪球各大老师们一下,貌似XBC路线的盈利能力特别不错啊,为啥现在除了只有隆基和爱旭在做,别的公司就没考虑XBC的路线吗?还是因为技术难度门槛较高的关系呢?

$隆基绿能(SH601012)$ $爱旭股份(SH600732)$ $天合光能(SH688599)$ 

【鹿看】系列是我对光伏时事热点总结的一些看法与观点。

光伏争霸赛】系列是我对主要组件企业、板块头部企业相互竞争总结的一些阶段性观点。都独家发布于雪球上,欢迎转载,请注明“雪球-四月鹿”,谢谢。@今日话题 

全部讨论

四月鹿2022-08-15 08:43

文章内隐去了部分细节信息,大致脉络都讲的比较详细。不敢班门弄斧。

EternalVanity2022-08-14 13:29

写得太好了 相见恨晚

大大大大大大只2022-08-03 12:05

转发

我问远山2022-08-02 11:50

结合昨天看到的钙钛矿突然明白了

Shawn-p2022-07-29 22:38

@四月鹿 老师 金晶科技 这天的 TCO导电玻璃 这个到底是什么啊 适用于IBC和HJT吗 能帮忙解惑下吗? 谢谢老师

加比隆多那小畅2022-07-29 08:33

这位兄台,电池环节的供需格局改善都已经是烂大街的消息了。

clementxu2022-07-28 22:55

收藏

慕容前尘2022-07-28 21:26

感谢鹿兄解疑

加比隆多那小畅2022-07-28 18:32

这位兄台,我不是鸡粉,请出门右转

股探2022-07-28 16:24

爱旭没有硅片业务吧,采购的