8

电池技术三分天下格局已显 谁能笑傲2024光伏江湖?

 8 months ago
source link: https://www.tianfucaijing.com/capital/201958.html
Go to the source link to view the article. You can view the picture content, updated content and better typesetting reading experience. If the link is broken, please click the button below to view the snapshot at that time.
neoserver,ios ssh client

电池技术三分天下格局已显 谁能笑傲2024光伏江湖?

碳中和daily • 2023-12-27 10:08 • 科技, 资本

12月下旬,持续一年的电池技术迭代赛持续升温,在隆基绿能以HBC技术刷新单结硅电池效率转换世界纪录后,爱旭股份紧随其后发布业内首款双面BC组件,以填补集中式电站市场空缺。

与前代PERC技术不同,N型时代的技术路线更呈现“百花齐放”的显著特点,围绕何为“主流”的比拼还在继续。目前,晶科能源、天合光能、晶澳科技等以TOPCon电池技术为主,隆基绿能和爱旭股份押注BC产品,东方日升和华晟新能源等主推异质结产品。

终局尚未可知,但以TOPCon、异质结和BC三种产品为代表的新一代产品,在明年还将继续加大对P型产品替代。

随着头部组件厂的技术路线基本确定,也说明2024年全面进入直面交锋,围绕转换效率提升和度电成本的下降会更加明显,技术优势或将成为此轮产能过剩周期中的“避风港”。此外,钙钛矿和叠层技术的产业化也在提速,这是明年技术发展的重要看点。

头部企组件厂均已确定技术路线

在经过2022年的酝酿和规划后,2023年TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)电池组件正式迎来集中量产。根据业内统计,2023年N型TOPCon出货量约占市场总额的25%以上,而从最近的实际招标情况来看,大型地面电站招标N型产品的比例超过80%,预计2024年N型产品占比能够超过50%左右。

目前,例如钧达股份(002865.SZ)、晶科能源(688223.SH)等头部企业均宣布将在今年底实现25.8%的光电转换效率。以晶科能源为例,在其规划的效率提升目标上,通过在SE平台上进一步优化后,2024年TOPCon电池转换效率目标达到26.5%,并在2025年之后,通过设备提升和材料优化,逐渐达到27%以上的转换效率。

异质结的进展同样受到关注,HJT提效降本路径包括双面微晶、光转膜、薄片化、银包铜、0BB等技术。同时,大规模量产和一体化布局也成为异质结降本的方向之一。华晟新能源董事长徐晓华认为,异质结量产技术已趋于成熟,设备、原材料均已实现了国产化,2024年将迎来扩产“爆发”,许多龙头企业将入局,带动制造成本进一步优化。

目前主流组件企业的技术路线基本固定,但普遍都会保持对其他技术研发的关注,即使押注TOPCon的头部企业,未来也不排除在技术路线成熟,例如异质结的成本能有大幅度下降等,都会考虑转投其他技术产能。特别是在明年,不排除单一技术路线的组件企业开发多种技术,以满足不同的市场需求。

BC化可能是未来中短期重要的升级方向之一。事实上,在今年9月之前,N型时代的技术之争主要还聚焦在TOPCon和异质结之中,BC电池(全称BackContact,背接触电池技术)作为一种平台型技术,头部企业中仅有爱旭股份试水。随着隆基绿能宣布押注BC电池后,这一技术再次受到高度关注。

但与TOPCon和异质结之间非此即彼的关系不同,BC作为平台型技术,可以与多种技术相结合。上海交通大学太阳能研究所所长沈文忠认为,晶硅电池效率提升的发展方向会以HBC为主。据他介绍,在单结晶硅+BC的电池结构中,极限效率最高的应该是HBC,HJT效率如果能达到27.5%,HBC电池应该能达到28%-28.5%。但是,实现该目标的挑战也非常多,例如设备昂贵,工艺难度高等。

在推进产业化同时,实验室效率在不断革新。12月19日,经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)权威认证报告,隆基绿能自主研发的背接触晶硅异质结太阳电池(HBC),即采用了HJT+BC技术,利用全激光图形化可量产制程工艺获得27.09%的电池转换效率,创造单结晶硅太阳能电池效率的新世界纪录。

BC电池尚难成“主流”

电池技术之争的最终战场,还是会回到终端应用场景,TOPCon电池能够在地面电站市场被认可,不仅是相比于P型更高的光电转换效率,其双面率优势更是可以直接带来发电效益提升。目前,主流TOPCon电池组件双面率均可达到85%左右,如果以背面光强13.5%计算,在同等占地面积下,一块600W的组件可以带来60W左右的额外收益。

而BC电池由于其所有栅线都在背面的工艺特点,双面率比较低,通常在40%左右。因此BC技术过去很多年被认为只能作为单面电池和组件产品存在。为了避开TOPCon已有阵地,隆基和爱旭等都将BC产品瞄向了不具备双面发电条件的场景中,例如分布式屋顶。在隆基绿能早期的解释中,背面的效率差对发电量影响远远低于正面的效率差,所以当正面的效率足够高的时候,背面的发电量增益差会被抵消。

不过,提升双面率依然是BC电池的重要任务。今年9月,隆基绿能宣布拟在陕西省铜川新材料产业园区投资建设年产12GW单晶电池项目,产品采用隆基绿能自研的HPBCpro高效电池技术。据公司此前透露,不仅发电效率会较现阶段HPBC产品提升,更重要的是双面率预计较大提升,以增强在地面电站中竞争力。

公告显示,该项目预计2024年11月开始逐步投产,2025年11月达产。在公司的规划中,其2024年实际拥有的BC电池产能约为33GW;2025年之后,BC产品将快速增长。

爱旭股份的双面BC则来得稍早一些。据公司披露数据,该款名为“恒星系列”产品是基于自主研发的ABC高效组件,最高量产效率23.7%,组件功率最高为640W,双面率达到70%。

因此,该款组件从诞生起,就被确定为集中式电站场景所定制。如果以上述条件计算,其背面发电收益预计可达到60W左右,这与TOPCon电池组件已没有明显差距。根据主流厂家的计划,随着双面BC正式问世,也意味着其最早于2024年有望出现在地面电站建设中。

爱旭股份有关负责人在接受媒体采访时透露,针对明年市场招标的模式,央企现在有单独BC产品招标计划,比如大唐在10月份就发布的招标里面明确有3GW BC的量。考虑到BC的产品供给不多,所以价格方面还会有市场溢价优势。

不能忽视的一点是,相较当下TOPCon的产能与出货规模,BC产能仍在爬坡阶段,距离成为隆基口中的“主流”尚有差距。爱旭股份方面,10GW珠海工厂和15GW义乌工厂达产后,今年底会形成25GW电池和组件的ABC产能;后续到2024年济南等基地的建设,ABC产能会达到40GW以上。

叠层电池欲“搅局”

在BC电池之外,叠层电池是提升光电转换效率的另一条路径。根据现有条件,单结晶硅电池量产的最终效率预计在27%附近,而要实现30%以上的转换效率,叠层几乎是最可行技术。今年11月初,隆基绿能宣布,其自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%,成为目前全球晶硅—钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。

由于叠层电池通常底电池部分基于晶硅电池,顶电池采用的是钙钛矿。因此,在晶硅电池技术相对成熟的条件下,仍处于产业化初期的钙钛矿就更受关注。极电光能总裁于振瑞在日前表示,钙钛矿产业化还需两大关键技术的突破,一是大面积下的效率提升,二是达成并验证25年寿命。

据沈文忠介绍,晶硅-钙钛矿的叠层电池是未来的发展重点。据他介绍,钙钛矿电池量产平均效率很难达到20%以上,单纯的钙钛矿要挑战晶硅是很难的。钙钛矿只有用在晶硅上,做晶硅做不到的事情,钙钛矿的优势才能发挥出来。

值得注意的是,目前主流N型电池均可实现叠层技术。宝馨科技(002514.SZ)日前宣布,公司西安实验室钙钛矿/异质结叠层电池自测效率已超过32%。在TOPCon/异质结叠层电池方面,则成功制备了稳定效率为29.65%的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池,再次验证了钙钛矿/晶硅叠层电池在光伏领域的应用潜力。

业内分析认为,叠层电池作为一种新兴的技术,在特定领域有较好的应用需求,但目前叠层电池的成本较高,还需要通过技术创新和规模效应来降低成本,提高竞争力。

对此,华晟新能源董事长徐晓华也认为,从长期来看,异质结钙钛矿叠层电池则是“双碳”时代的最佳技术选择,有望实现30%量产转化效率,推动光伏发电成为有史以来最便宜的电力能源。据其介绍,华晟已在该技术方向进行了重点布局,百兆瓦级中试线计划在2025年投入使用。

本文转载自碳中和daily,内容可能有删改,文章观点不代表天府财经网立场,转载请联系原作者。


About Joyk


Aggregate valuable and interesting links.
Joyk means Joy of geeK