HIT中文名为异质结电池,全称为“晶体硅异质结太阳能电池”,是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,是高转换效率硅基太阳能电池的重要发展方向之一。
异质结电池具有工艺流程短、工序少、无光致衰减等优点,光电转换效率高、性能优异、降成本空间大,平价上网前景好,是行业公认的未来电池技术解决方案。(参见华夏能源网最新报道)
近年来,我国异质结电池产能建设明显加速,据统计,国内异质结规划产能为245GW,其中,已建成约107GW。据新版国际光伏技术路线图(ITRPV)预测,HIT市场份额将从2018年的3%增长至2025年的10%,预计2028年达到28%。
具体区别如下: HIT中文名为异质结电池,全称为“晶体硅异质结太阳能电池”,是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,是高转换效率硅基太阳能电池的重要发展方向之一。 非晶硅太阳能电池的结构最常采用的是pin结构,而不是单晶硅太阳能电池的p-n结构。这是因为:轻掺杂的非晶硅的费米能级移动较小,如果用两边都是轻掺杂的或一边是轻掺杂的另一边用重掺杂的材料,则能带弯曲较小,电池的开路电压受到限制;如果直接用重掺杂的p+和n+材料形成p+-n+结,那么,由于重掺杂非晶硅材料中缺陷态密度较高,少子寿命低,电池的性能会很差。
HIT电池是日本Sanyo公司发明的异质结电池的一种,其特点是在发射极和背面高浓度掺杂层与基片之间添加了一层本征非晶硅层。HIT电池是单结晶硅和非晶型硅的混合太阳电池,制造工艺温度低、钝化效果好,具有很好的发展前景。
hit电池即采用HIT结构的硅太阳能电池,开路电压729mV。所谓HIT结构就是在晶体硅片上沉积一层非掺杂(本征)氢化非晶硅薄膜和一层与晶体硅掺杂种类相反的掺杂氢化非晶硅薄膜,采取该工艺措施后,改善了PN结的性能。
电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯。槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成电能的装置。具有正极。负极之分。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势。容量。比能量和电阻。利用电池作为能量来源,可以得到具有稳定电压,稳定电流,长时间稳定供电,受外界影响很小的电流,并且电池结构简单,携带方便,充放电操作简便易行,不受外界气候和温度的影响,性能稳定可靠,在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
光伏异质结设备
异质结(HJT)电池经历 30 年左右的发展历史,2020-2021年将成为HJT投资元年,2022 年进入快速爆发阶段。 晶体硅异质结太阳电池(HJT) 是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等优点,技术具有颠覆性。
组件功率:2022年 量产组件的功率,HJT 可达到 495-500w,Topcon 470-475w,Perc 455-460w。因此,2022年 HJT在性能上会形成比较明显的优势。
1、转换效率高: 对比 PERC 及 TOPCon 电池,HJT最高转换效率已超26%,长期有望超28%;
2、工艺流程更简化: HJT为低温工艺,在硅片成本(利于薄片化和减少热损伤)和非硅成本(燃料能源节约)上均更优。同时,HJT只需4道工艺,相比PERC(8道工艺)和TOPCon(9-12道工艺)成本更低。
3、光致衰减更低: HJT电池10年衰减率小于3%,25年发电量下降仅为8%,衰减速度远低于PERC及TOPCon电池。
4、双面率更高: HJT为双面对称结构,双面率有望提升至93-98%(PERC和TOPCon均在80%附近,但很难再提升),可获得10%以上的年发电量增益。
5、 HJT与钙钛矿在兼容性上有着天然的优势。 目前英国Oxford PV的叠层电池已获得了28%的实验室转换效率,后续甚至有望进一步提升至30%以上。今年HZB研究团队制造的新型钙钛矿CIGS叠层电池的效率刷新异质结电池效率记录,达到2416%。
异质结(HJT)电池的成本:硅片、设备折旧、浆料和靶材,占比中分别约50%、8%、24%和6%。随着设备厂商的技术进步、银浆和靶材的国产化、以及硅片的薄片化,预计2022年达到与PERC旗鼓相当的成本区间。
1、硅片: 目前N型硅片对比P型具有约8%左右的溢价空间,未来有望通过 2 方面降本。
(1)HJT为低温工艺,利于硅片的薄片化(从170um降低至120-130um)。硅片每减薄20um价格可下降 10-15%,对应组件价格降低 5-6 分/瓦。
(2)随着未来N型硅片需求起量,规模效应将缩小 N型 与 P型 硅片之间的溢价空间。
2、设备折旧: 随着国产设备的“降本+提效”,目前 4-5亿/GW 的设备投资额仍有 降本空间。PERC设备投资已经可以控制在16~2亿/GW左右。
3、浆料: HJT需使用低温银浆,目前主要依赖进口,有望通过4大方向降本。
(1)无主栅、多主栅技术在HJT电池、组件上的应用,使得银浆的耗量快速减少。
(2)“银包铜技术”商业化量产,将降低银浆耗量30%。
(3)通过对串焊设备精度的提升,减小银浆主栅上焊接点的大小(银浆主栅上耗银量较高的部分),从而节省主栅上的银浆耗量。
(4)国产低温银浆起量(常州聚和、苏州晶银、浙江凯盈等),打破日本垄断,相比高温浆料的溢价将大幅消失。
4、靶材: 目前主要被日本住友垄断,未来将通过提升靶材利用率、规模化回收、背面AZO替代和国产化(广东先导、壹纳光电等)降本等方式解决。
据爱康科技在互动平台表示, 目前异质结电池成本电池端预计较 PERC 高约 02元/W,反馈到组件端预计成本高出 016元/瓦。而市场端 异质结 溢价在 04元 左右,经济性较 PERC 已较为明显。
成本:目前成本 Topcon = PERC + 007元,HJT = PERC + 025元,后期降成本基础为 浆料国产化、湿重降到 160mg、微晶 25%,预计 2020年Q1成本可降PERC + 01元,到 2023 年,HJT 可以做到比 PERC 便宜,优势完全凸显。
PERC + 01元 ,这个时间点是一个发令枪。
PERC 电池历史,从2012-2019年期间,产业经历了技术验证、成熟和快速放量期。随着2017年PERC电池经济性得到产业认可,短短3年时间其市占率从15%上升至2019年的65%,快速放量成为市场主流技术路线。异质结电池现处于PERC电池发展的第一阶段末期(对比PERC电池2015年),目前规划产能超45GW,明年有望迎10-20GW落地。未来2年PERC将仍为市场主流,但随着HJT国产设备的成熟、及经济实用性改善,有望复制PERC电池快速渗透历程、开启下一代电池片周期的爆发。
目前HJT国内规划产能超45GW,2021年新增产能投放将到达10-20GW。
按以下假设 :
1、全球电池片产量从 150GW 增长至 450GW,产能利用率为70%,产能从 220GW 增长至 640GW。(2019年全球电池片产量为140GW,产能利用率为66%);
2、未来5年HJT在行业渗透率从2%提升至55%;
3、设备投资额从 5亿,以15~20%的年降幅下降至25亿元。
2025年HJT设备市场空间有望达 412亿元,2020-2025年CAGR=80%,PECVD 设备规模达 206 亿元。
1、HJT 4大设备:清洗制绒设备、PECVD设备、PVD/RPD设备、丝网印刷设备,在设备投资额占比分别约15%、50%、20%和15%。目前国产设备厂商已快速崛起,纷纷布局PECVD等核心设备,将成为行业突破口。
2、目前 PERC 设备投资已控制在16-2 亿元/GW,HJT设备投资仍处于 5亿元/GW左右。随着HJT国产设备投资降至35-4亿元以内,转换效率提升至245%以上,经济性将得到市场快速认可,行业将大爆发。
3、2025年,HJT设备市场空间有望达412亿元,其中 PECVD 设备规模达 206亿元。
4、国内电池设备厂商(迈为、捷佳、金辰、钧石、理想)已纷纷在HJT不同工序环节布局,实现小批量订单销售,目前总体竞争格局尚未清晰。目前,迈为股份已推出 HJT20 产品,捷佳伟创已实现 PECVD 设备客户出厂交付,金辰股份 PECVD 进展顺利有望明年上半年交付客户测试。上机数控作为老牌切片机龙头,在N型硅片未来薄片化进程中有望竞争优势延续。
HJT 设备 会下降,但下降速度会比较慢,之前进口设备 1GW是 7-8个亿,国产化后 5个多亿,从 200MW到 400MW到 600MW,大产能使 1GW从 5个多亿降到 4个多亿,设备国产化 和 大产能 两个最重要的手段已经用完,降价最快的两个阶段已经结束。
后续 降成本只有两个路径,一个是零部件国产化,另一个是规模化,从2GW变成20GW,但整体空间不大,可能需要 2-3年时间,最终会降到3个亿以下,25亿以下都比较困难。
成本:目前成本 Topcon = PERC + 007元,HJT = PERC + 025元,后期降成本基础为 浆料国产化、湿重降到 160mg、微晶 25%,预计明年Q1成本可降PERC + 01元,到 2023 年,HJT 可以做到比 PERC 便宜,优势完全凸显。
与华晟签首条异质结微晶电池产线,目标量产平均效率 255%;期待异质结设备再突破
合作目标:业界第一条GW级别微晶异质结量产线。目标单面微晶异质结电池量产平均效率大于25%,双面微晶异质结电池平均量产效率大于255%。(据华晟新闻,此前华晟最佳工艺批次平均效率达2444%)
合作方式:产线计划使用华晟开发的单面微晶和双面微晶工艺+迈为开发的大产能 PECVD、PVD设备。
合作规划:异质结单面微晶工艺产线将部署华晟二期 2GW 产线,设备将于 2022年2月份搬入。双面微晶生产线会用于华晟三期生产线。
安徽华晟为光伏异质结电池领军企业。截至10月,其 500MW 异质结电池产线已达到并超过设计产能20万片/天,2GW扩产项目基建正在进行。
未来5年HJT设备市场空间超 400亿元,5年CAGR为80%。预计2025年HJT设备行业市值超2000亿元,龙头未来有望达千亿级市值
预计迈为 2021-2023年归母净利润分别为 618/813/1128亿,对应PE分别为115/87/63X
2021年3月18日,全球首个低成本智能化量产HJT项目——安徽华晟宣城500MW异质结电池组件项目正式投产出片。3月25日,SOLARZOOM光储亿家对安徽华晟500MW异质结项目的调试、试生产情况进行了独家采访,安徽华晟新能源 科技 有限公司CEO徐晓华、电池事业部总经理徐昕、营销中心总经理金磊等就项目的投产情况展开了详细的介绍。
安徽华晟500MW异质结电池组件项目于2020年7月启动,2020年11月11日开工建设。经过华晟公司旗下200多人及各配套设备厂商、主辅材料供应商团队以及建设单位中电二团队4个月的努力,500MW异质结电池产线已于2021年3月18日正式投产出片。此后,经过安徽华晟电池事业部将近一周的调试、试生产,基于迈为、理想万里晖等核心设备厂商的设备以及中环的N型硅片、KE及聚和的低温浆料,其500MW电池量产线上的HJT电池片平均转换效率已经达到238%左右的水平,HJT电池片最高效率高达2439%。安徽华晟CEO徐晓华告诉我们:“比预期的要顺利,而且是比预期的要顺利得多。我原来在想,效率调试、产线稳定还要一段时间。而现在出来的片子效率还是挺好的,应该说是比我预期得要好很多。我们原来做过一个生产爬坡计划,刚启动厂务的调试早期的效率原先也就是预计在22+%,实际情况相当于比原计划提前了一个月到一个半月”。
在SOLARZOOM新能源智库看来,安徽华晟500MW异质结电池组件项目开创了多项全球以及国内的HJT产业纪录,对于异质结技术乃至整个光伏产业的发展有着深远的意义:
首先,安徽华晟500MW异质结电池产线是全球首条完全采用国产化设备的智能化HJT量产电池线。华晟的500MW电池线采用了启威星的清洗制绒设备、迈为及理想万里晖的PECVD设备、迈为的PVD设备、迈为及中辰昊的丝网印刷设备,并使用了迈为于2020年12月4日HJT20产品发布会上所发布的MES系统对全电池产线进行调度及智能优化。
其次,安徽华晟500MW异质结组件产线是全球首条采用高精串焊设备的HJT量产组件生产线,并首次应用了12SMBB的电池片串接技术。
第三,安徽华晟500MW异质结项目将在全球范围内首次在量产HJT电池线上导入银包铜浆料,银包铜导入后的HJT电池单位银耗与PERC电池单位银耗之间的差距将从2020年的100%左右急剧缩小到20%以内,后续仍有进一步下降空间,贴近甚至低于PERC银耗量,真正开启HJT技术的低成本量产时代。
第四,安徽华晟新能源 科技 有限公司是国内首批HJT电池组件领域的GW级新进入者。安徽华晟当下投产的500MW项目将经过大概3个月左右的产能爬坡后于6月末达产。达产后,安徽华晟将于下半年立即启动2GW规模的HJT电池+组件扩产,将于2022年向全球市场提供GW级更低成本、更高效率、更高每瓦发电量的HJT组件产品。
第五,安徽华晟将在500MW异质结项目上,以量产数据验证来自江苏启威星全面国产化的全新8000片/小时产能的制绒清洗设备,来自理想万里晖的首台5000片/小时产能的PECVD,来自迈为的首台8000片/小时产能的PECVD设备和迈为的首台自主研发的8000片/小时产能的PVD设备,以及来自中辰昊的丝网印刷设备。此外,安徽华晟还预留了部分生产场地,将用于更多更大产能的国产HJT设备验证,推进HJT设备的全面国产化和快速降本。
HJT技术自1991年日本三洋公司创造性的将本征非晶硅薄膜应用于异质结电池以来,经历了整整30年的发展。今天,在以安徽华晟、迈为、理想万里晖、中环等为代表的一大批中国优秀光伏企业的推动下,在HJT全产业链各环节研发、技术及工艺人员的共同努力下,中国光伏制造终于实现了“人类通向叠层太阳能电池的终极平台级技术——HJT电池”的低成本、智能化的商业量产。为了这一天,我们每一个HJT人都付出了太多。但我们始终相信,人类未来的主力能源必是光伏,光伏未来的主力电池技术必为HJT。为了在未来30年内,突破了经济性、时间可移动性约束后的光储新能源能以20%的度电售价优势持续替代化石能源发电,全体HJT同仁将义无反顾的推动异质结技术的持续进步与降本!
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