與P型電池PK多年不占上風之后,N型電池終于迎來了屬于自己的高光時刻。
在晶硅電池領域,由于摻雜工藝的區別,一直有P型和N型之分。P型電池以PREC為代表,制作工藝簡單,成本較低,在多年發展中已成為行業的主流選擇;N型電池以HJT、TOPCon等為代表,雖然發電效率更高,但由于工藝更加復雜,成本過高,多年來一直難有大規模量產。
2018年初,鈞石、晉能、中智、漢能、通威、愛康、彩虹永能等企業陸續發布HJT擴產計劃,N型電池的春天似乎要來了,沒想到“531”政策一出,P型電池價格懸崖式下跌,也讓在降本及提效發明并沒有突破性進展的N型電池片再一次錯失發展良機。
兩年之后的2020年,面對P型PREC越來越難提升的發電效率,N型HJT電池再次成行業熱議焦點。除了2018年的眾多隊伍,東方日升、阿特斯等頭部企業也紛紛入局。但真正建成產線的晉能、中智、鈞石等,產能規模并不大,多在百兆瓦級。
眾多企業投資加碼 N型電池迎來爆發
時隔一年,隨著平價上網的到來和N型電池國產化設備的日趨成熟等眾多原因,歷經多年沉浮的N型電池,終于迎來大爆發。
2021年6月3日,第十五屆國際太陽能光伏與智慧能源展覽會上,愛旭攜高效N型ABC電池高調亮相。據愛旭運營高級副總經理何達能介紹,光伏電池技術的更新迭代顯示出摩爾定律,周期性的技術進步使組件效率每三年提升10%,呈周期性增長:2016-2019年,PERC技術得到飛速發展,大幅提升電池效率;2019-2022年,大尺寸趨勢襲來,166、182、210尺寸快速占領市場;2022-2025年,我們預言將屬于“N時代”;2025-2027年,會屬于大家期待的多結時代,疊層技術將引領行業進入更高效階段。基于此,2022年,愛旭將在廣東珠海建設第四處生產基地,年產6.5GW高效N型電池。
說完此話18天后,即2021年6月21日,愛旭股份(600732.SH)對外公告稱,將進行不超過35億元的A股非公開發行。募集資金將主要用于:珠海年產6.5GW新世代高效晶硅太陽能電池建設項目;義烏年產10GW新世代高效太陽能電池項目第一階段2GW項目、補充流動資金。其中,6.5GW電池項目總計需要使用20億,義烏的2GW項目需要使用6億,補充流動資金為9億元。義烏和珠海項目將全部生產N型電池,與之前愛旭所涉及、精通的PERC電池技術路線截然不同。
在愛旭加碼N型電池的前一個多月,光伏龍頭隆基股份,也追加了對N型電池的投資。
2021年5月17日晚,隆基股份(601012.SH)發布公告稱,公司擬公開發行總額不超過人民幣70億元(含70億元)A股可轉換公司債券進行融資,布局下一代N型光伏電池技術。其中47.7億元擬用于西咸樂葉年產15GW單晶高效單晶電池項目、10.8億元擬用于寧夏樂葉年產5GW單晶高效電池項目(一期3GW),11.5億元擬用于補充流動資金。
隆基股份認為,目前PECR 電池效率仍有一定提升空間,但量產轉換效率已接近 24%左右的極限,進一步挖潛的空間不大,而N 型單晶電池技術由于效率提升潛力巨大,量產效率有望從目前的 24%左右提升至接近 26%,并且還具有雙面率高、溫度系數低、無光衰、弱光性能好等優勢,將成為接力PERC技術,推動發電成本繼續下降的下一代主流電池技術,市場份額將逐步占據主導。
愛旭、隆基之外,通威也在加快布局N型電池。
7月8日,通威太陽能首席運營官蕭圣義帶領公司技術及商務團隊一行,前往江蘇微導納米裝備科技有限公司就通威太陽能眉山基地TOPCon電池項目相關合作的技術內容進行洽談。雙方就設備生產制造周期、技術協議詳細條款內容進行深度探討,力爭以最快的速度完成設備生產及現場調試,推動項目提前落成。
而就在此前3天,HJT設備生產商邁為股份也發布公告稱,2020年7月5日至2021年7月4日期間,公司子公司邁為自動化在連續十二個月內與通威股份(600438)控制的公司(包含:通威成都、通威安徽、通威金堂等)簽署了多份日常經營銷售合同,合同累計金額11.9億元,其中約9億元為PERC訂單,2億元左右為HJT設備訂單。
除了TOPCon,在HJT電池方面,據不完全統計,目前21家異質結企業產能規劃達53GW,其中已有產能的10家異質結企業中,除新日光、聯合再生能源兩家臺灣企業沒有擴產計劃之外,其余已投產的企業均制定了數百MW到最高6GW的擴產計劃。分別是鈞石5GW、中智電力1.2GW、晉能集團2GW、愛康科技6GW、通威1GW、國家電投5GW、安徽華晟2GW、漢能600MW,其中愛康計劃6GW異質結之外,還配套了6GW的組件。
眾多企業集體發力 N型發電效率屢破新高
這么多企業看好N型電池,是因為其素有“高效”之稱。但這種高效率,能否經受得住實踐的檢驗?眾多光伏企業已經用實際行動給出了答案。
HJT方面,根據已公布的數據,前四名中通威異質結電池量產效率達到了25.18%、晉能集團達24.73%、愛康科技24.59%、東方日升24.55%。
Topcon電池方面,天合光能2015年開始布局i-TOPCon電池研發,2018年技術實現產業化,目前量產平均轉換效率23%,
中來股份同樣入局很早,自2017 年起即開始相關技術的研發。2020年10月,該公司發布了全新一代J-TOPCon2.0技術,據稱其量產平均效率可以實現24%以上,良率達到97%以上。同年11月,其子公司還生產出最高效率達到24.5%的TOPCon電池,據稱相關生產線的產量已超過20萬片。
2020年11月,晶澳科技在接受機構調研時透露,公司Topcon電池效率提升到近24%。
2021年1月7日,晶科能源宣布,其大面積N型單晶硅單結TOPCon電池效率達到24.9%,再破世界紀錄。
2021年4月,隆基股份宣布,經德國哈梅林太陽能研究所測試,隆基單晶雙面N型TOPCon電池轉換效率達25.09%,基于商業化尺寸硅片的TOPCon電池效率首次突破25%,再次刷新世界紀錄。
國產設備解決成本問題 N型未來值得期待
對于N型電池來說,高效率從來不是問題。高效率伴隨著高成本,這才是N型電池多年來一直很難大規模推廣的最重要原因之一。而今年,隨著國產設備的逐漸替代,高成本問題也正在得到逐步解決。
作為N型電池的兩大主要代表技術之一,HJT是革命性的,與現有PERC設備完全不兼容,若使用這一技術,產業鏈上下游設備需要重新研發、建設。但隨著HJT電池進入GW級別的量產階段,國內設備廠商正在積極布局。
HJT電池的生產分為制絨清洗設備(投資占比10%)、非晶硅沉積設備(投資占比50%)、透明導電薄膜設備(投資占比25%)和絲網印刷設備(投資占比15%)。其中制絨清洗設備和絲網印刷設備已經實現國產替代;邁為股份、捷佳偉創、理想萬里輝和鈞石能源均有PECVD設備銷售;邁為股份、捷佳偉創、鈞石能源均有PVD設備銷售,理想萬里輝正在推進樣機研發。此外,邁為股份、捷佳偉創正積極布局整線設備供應能力,有望打造整線服務模式。
與HJT電池相比,TOPCon與PERC兼容性高,只需在原有產線上增加沉積設備、硼擴設備及濕法刻蝕設備,新增投資額約5000萬元/GW。這三類設備目前均已實現了較高國產化。捷佳偉創、北方華創、拉普拉斯、48所等均可供貨。
有頭部企業引領投資,有國產設備替代解決成本問題,再加上本身的高發電效率,2021年,屬于N型電池的春天終于來了!