圖片來(lái)源/隆基股份官網(wǎng)
7月9日，“600W+光伏開(kāi)放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟”正式宣告成立。該聯(lián)盟宣稱(chēng)，聯(lián)盟成員一致認(rèn)同600W+超高功率組件和系統(tǒng)集成新技術(shù)平臺(tái)是光伏行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向。
此前的6月24日，堅(jiān)持不同尺寸標(biāo)準(zhǔn)的“M10聯(lián)盟”成立。晶澳太陽(yáng)能、晶科能源、隆基綠能等7家光伏企業(yè)發(fā)布聯(lián)合倡議，呼吁建立統(tǒng)一的M10硅片尺寸標(biāo)準(zhǔn)，即182mm×182mm。
業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，近年來(lái)，光伏行業(yè)各環(huán)節(jié)技術(shù)不斷迭代，最終目的自然是讓度電成本降下來(lái)，實(shí)現(xiàn)的方式包括降低單位生產(chǎn)成本、提升單位發(fā)電效率兩種，具體產(chǎn)品有大尺寸硅片、高效電池和組件等。對(duì)于光伏企業(yè)而言，無(wú)論是選擇“大尺寸”還是選擇“高密度”，目的都是提高效率、降低成本，早日實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。
6月3日，工業(yè)和信息化部公開(kāi)發(fā)布《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件（2020年本）》（征求意見(jiàn)稿），在明確嚴(yán)格控制光伏制造項(xiàng)目擴(kuò)大產(chǎn)能之外，還對(duì)電池效率指標(biāo)提出了要求。對(duì)于新建及改擴(kuò)建企業(yè)及項(xiàng)目，產(chǎn)品需滿(mǎn)足：多晶硅電池和單晶硅電池（雙面電池按正面效率計(jì)算）的平均光電轉(zhuǎn)換效率分別不低于20%和23%，多晶硅組件和單晶硅組件（雙面電池按正面效率計(jì)算）的平均光電轉(zhuǎn)換效率分別不低于17.8%和20%。
“大尺寸”明爭(zhēng)
自2018年開(kāi)始，“大尺寸”逐漸成為光伏行業(yè)的一個(gè)熱詞。
為了達(dá)到更高的功率，實(shí)現(xiàn)發(fā)電量最大化，越來(lái)越多的光伏企業(yè)開(kāi)始在硅片尺寸上下功夫。
2012年以前，硅片尺寸主要為邊距100毫米和125毫米兩種類(lèi)型，之后大幅提高至156毫米。2013年年底，隆基、中環(huán)等五個(gè)主要廠家牽頭統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)為156.75毫米的硅片尺寸。2018年，晶科率先推出158.75毫米硅片。2019年，隆基、中環(huán)又分別推出166毫米和210毫米大硅片。中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2020年，156.75毫米硅片占比將明顯下滑，158.75毫米及166毫米硅片占比將大幅提升；2021年，166毫米硅片占比將超過(guò)60%；未來(lái)5年，210毫米硅片占比雖逐漸增加，但增速較緩。
上游硅片尺寸的變化，也帶來(lái)了下游組件尺寸及版型的變化。組件從3.0（300瓦以上）時(shí)代，一躍進(jìn)入了4.0（400瓦以上）、5.0（500瓦以上）時(shí)代。組件版型從常規(guī)的60片、72片規(guī)格，變成了50半片版型。
如今，“兩片一千瓦”已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。2020年3月，東方日升發(fā)布500瓦組件產(chǎn)品；5月，晶澳、晶科相繼發(fā)布最新500瓦以上產(chǎn)品。組件龍頭對(duì)600瓦的規(guī)劃也已提上日程，天合光能和晶澳都表示，組件升級(jí)后功率將超過(guò)600瓦。
興業(yè)證券電力新能源團(tuán)隊(duì)的研究顯示，硅片尺寸的不斷變大可為下游各環(huán)節(jié)帶來(lái)諸多方面的增效降本。根據(jù)天合光能的理論測(cè)算：相較目前市場(chǎng)主流組件，采用210毫米尺寸硅片組件的系統(tǒng)成本下降0.1元/瓦以上，應(yīng)用這一組件的電站也更具價(jià)值。
當(dāng)然，伴隨硅片尺寸逐漸增加，光伏組件也會(huì)面臨熱斑、切片損失、裂片、支架及逆變器兼容等問(wèn)題。同時(shí)，產(chǎn)線(xiàn)兼容性也將影響大尺寸硅片的發(fā)展速度。
大尺寸硅片是否真能成為光伏行業(yè)追求“降本增效”的有力法寶呢？
需要說(shuō)明的是，單純的“大尺寸”對(duì)于提升電池效率（單位面積發(fā)電量）并沒(méi)有幫助，僅僅是通過(guò)增加面積提升電池片的發(fā)電功率。
其真實(shí)價(jià)值在于，對(duì)于上游硅片制造企業(yè)而言，可以降低硅片的每瓦能耗成本、切片耗材數(shù)量；對(duì)于中、下游制造企業(yè)而言，可以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本；對(duì)于電站業(yè)主而言，將會(huì)增加組件的實(shí)際發(fā)電面積、減少電站與組件數(shù)量有關(guān)的建設(shè)成本，比如支架、電纜、基礎(chǔ)壓塊、運(yùn)輸安裝費(fèi)用等。
此外，還有一個(gè)誤區(qū)需要澄清，那就是尺寸并不是越大越好。對(duì)于上游制造企業(yè)，采用210毫米大尺寸硅片，如果不是新建生產(chǎn)線(xiàn)，就需要考慮原有設(shè)備工藝能否匹配、改造成本等問(wèn)題。同時(shí)，大尺寸硅片可能會(huì)增加工藝的不穩(wěn)定性，比如可能增加碎片率，降低硅片的減薄適應(yīng)能力等。
為此，隆基、晶科、晶澳分別推出18X毫米尺寸產(chǎn)品，力圖在硅片尺寸和性能上找到平衡點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)降本增效。PVInfoLink的預(yù)測(cè)是，2020年158.75毫米的硅片市占率將達(dá)到64%，2021年166毫米的硅片市占率將提升至43%，2022年180+毫米的硅片市占率將提升至40%。
“高密度”暗斗
條條大路通羅馬。在組件重量和配套輔材的限制下，電池片和組件尺寸“一味求大”并不現(xiàn)實(shí)，高密度組件就成為一些企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
據(jù)介紹，高密度組件技術(shù)大致可歸納為兩種類(lèi)型：一是電池片切片并疊層排列串接，包含受專(zhuān)利保護(hù)的疊瓦、負(fù)片間距技術(shù)及疊焊等；二是電池片切片未相疊串接，此類(lèi)型的技術(shù)包含拼片技術(shù)、小片間距技術(shù)以及板塊互聯(lián)技術(shù)，這三者皆是利用特殊焊帶，將切片的電池緊密排列，達(dá)到更小或幾乎為零的電池片間距，在封裝時(shí)也可容納更多電池片。不論采取哪種高密度組件技術(shù)路線(xiàn)，大方向都是在組件面積增加幅度有限的條件下，通過(guò)減少電池片之間的距離，最大限度增加電池封裝量，從而提高組件功率和轉(zhuǎn)換效率。2019年，通威股份、協(xié)鑫集成、中來(lái)股份、阿特斯等11家光伏企業(yè)推出了高密度組件新品，涉及疊瓦、拼片、板塊互聯(lián)等多個(gè)技術(shù)路線(xiàn)。
值得一提的是，疊瓦技術(shù)是受到專(zhuān)利保護(hù)的。據(jù)安信證券電力新能源首席分析師鄧永康介紹，目前國(guó)內(nèi)持有疊瓦技術(shù)工藝專(zhuān)利的企業(yè)有東方環(huán)晟、賽拉弗和協(xié)鑫，其中東方環(huán)晟由SunPower授權(quán)，賽拉弗由Solaria授權(quán)，協(xié)鑫則是通過(guò)收購(gòu)Sunedison的專(zhuān)利和Solaria的授權(quán)得來(lái)。另?yè)?jù)了解，國(guó)內(nèi)廠商除了上述三家企業(yè)有一定海外出口，其他廠商的疊瓦組件均以供給國(guó)內(nèi)項(xiàng)目為主。
拼片技術(shù)同樣需要使用專(zhuān)用設(shè)備，只有疊焊及小片間距是較少牽涉到專(zhuān)利問(wèn)題的技術(shù)。因此，較多企業(yè)選擇了以疊焊技術(shù)為突破口，比如隆基股份、晶科能源、天合光能都推出了該技術(shù)類(lèi)型產(chǎn)品。
與大尺寸組件相比，高功率組件在全產(chǎn)業(yè)鏈上都有著一定優(yōu)勢(shì)：一是生產(chǎn)和配套兼容性高。目前，高密度組件規(guī)格有158.75毫米、166毫米?；诂F(xiàn)有硅片生產(chǎn)線(xiàn)上的設(shè)備，從156.75毫米改造至現(xiàn)有規(guī)格只需要微調(diào)即可，電池片生產(chǎn)線(xiàn)也能兼容。同時(shí)，高密度組件是基于傳統(tǒng)組件升級(jí)而來(lái)，其衰減、熱斑風(fēng)險(xiǎn)、抗陰影遮擋、承載等一些物理特性得到了相應(yīng)改善。二是施工成本控制有優(yōu)勢(shì)，適合分布式應(yīng)用場(chǎng)景。據(jù)了解，與傳統(tǒng)430瓦組件相比，高密度組件施工成本可下降6.5%，總EPC成本可下降1.1%，同時(shí)還可以節(jié)約土地。
回顧近年光伏技術(shù)的發(fā)展，諸如多晶硅環(huán)節(jié)的冷氫化、硅片環(huán)節(jié)的金剛線(xiàn)技術(shù)、電池片環(huán)節(jié)的PERC技術(shù)的應(yīng)用，都推動(dòng)了光伏產(chǎn)品價(jià)格的快速下降。有分析認(rèn)為，高密度組件可能成為未來(lái)提升單位面積組件功率的一個(gè)方向。當(dāng)然，技術(shù)路線(xiàn)各有優(yōu)劣，市場(chǎng)將成為檢驗(yàn)光伏技術(shù)、產(chǎn)品能否落地的最好方式。
“異質(zhì)結(jié)”接力
“百花齊放”的光伏電池技術(shù)舞臺(tái)上，稱(chēng)得上是你方唱罷我登場(chǎng)，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。
目前基于P型硅片的PERC技術(shù)已經(jīng)取代鋁背場(chǎng)技術(shù)（AL-BSF）成為主流，基于N型硅片的本征薄層的異質(zhì)結(jié)（Hereto-junction with Intrinsic Thin-layer,HJT）技術(shù)正在得到業(yè)界的關(guān)注，有望成為下一個(gè)接力選手。
據(jù)介紹，HJT電池是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，理論效率達(dá)27%以上，若疊加IBC等技術(shù)可接近晶硅電池轉(zhuǎn)換效率的理論極限29.43%，是已知量產(chǎn)電池中相對(duì)效率最高的結(jié)構(gòu)，將成為下一代電池最有力的競(jìng)爭(zhēng)者。自2013年起，HJT電池由日本松下公司創(chuàng)下24.7%的轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄；至2017年，日本Kaneka公司憑借HJT+IBC技術(shù)，將轉(zhuǎn)換效率提升至26.33%。相比之下，2019年1月PERC電池世界紀(jì)錄由隆基刷新為24.06%。從市場(chǎng)層面看，根據(jù)國(guó)際光伏技術(shù)線(xiàn)路（ITRPV）預(yù)測(cè)，到2029年異質(zhì)結(jié)HJT電池占比可能超過(guò)15%。
從產(chǎn)業(yè)層面來(lái)看，PERC電池的優(yōu)勢(shì)在于難度相對(duì)較低、技術(shù)成熟度較高，單位產(chǎn)能的投資額相較于HJT技術(shù)有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此可以在原有生產(chǎn)線(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加沉積設(shè)備和激光開(kāi)槽設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。據(jù)興業(yè)證券電力新能源團(tuán)隊(duì)介紹，PERC電池2019年已經(jīng)成為主流產(chǎn)品，市場(chǎng)占有率達(dá)到65%以上，預(yù)計(jì)2020年滲透率達(dá)70%以上。HJT電池對(duì)清潔度要求更為苛刻，并且需要進(jìn)行多層鍍膜，技術(shù)難度較大。
從生產(chǎn)流程上來(lái)看，PERC電池工藝相當(dāng)復(fù)雜，HJT電池的工藝技術(shù)難度雖然較高，但流程較為簡(jiǎn)潔，大體上可以分為四步：第一步，與常規(guī)電池相似，通過(guò)刻蝕去除硅片表面的損傷層，然后進(jìn)行制絨處理；第二步，在硅片兩側(cè)沉積本征非晶硅薄膜，然后在硅片兩側(cè)沉積極性相反的摻雜非晶硅薄膜；第三步，在兩側(cè)鍍上透明氧化物導(dǎo)電薄膜；第四步，進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。
興業(yè)證券電力新能源團(tuán)隊(duì)表示，對(duì)于HJT技術(shù)而言，一旦突破預(yù)計(jì)會(huì)放量3~5年，且疊加IBC等技術(shù)可再保證5年以上主流市場(chǎng)地位。同時(shí)，所有光伏企業(yè)基本在同一起跑線(xiàn)上，適宜行業(yè)新晉者“彎道超車(chē)”。
盡管路徑已經(jīng)確定，但與現(xiàn)在主流的PERC電池相比，HJT電池經(jīng)濟(jì)性仍不足，主要原因在于制造設(shè)備成本較高、銀漿等輔材成本較高、生產(chǎn)良品率相對(duì)較低等。HJT技術(shù)所需PECVD設(shè)備中，進(jìn)口設(shè)備約為8億~10億元/吉瓦，國(guó)產(chǎn)設(shè)備約為5億~8億元/吉瓦，PERC電池則只需要2.5億~3億元/吉瓦。
當(dāng)然，高投入也有高回報(bào)。目前已有通威股份、東方日升、愛(ài)康科技等傳統(tǒng)光伏企業(yè)先后布局HJT技術(shù)。據(jù)東方日升建立的實(shí)證監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，HJT雙面組件相對(duì)PERC雙面組件每瓦收益率提高7%~8%，相對(duì)PERC單面組件每瓦收益率提高14%~16%。
據(jù)券商研報(bào)分析，在目前HJT電池與PERC電池的典型效率和成本差異下，電站端應(yīng)用兩種電池在平準(zhǔn)化度電成本上的差距約為0.03~0.05元/千瓦時(shí)。業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，盡管異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)短期內(nèi)對(duì)平價(jià)上網(wǎng)的作用并不大，但長(zhǎng)期來(lái)看，隨著相關(guān)產(chǎn)能逐步釋放、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度提升、相關(guān)成本下降，疊加電池自身轉(zhuǎn)換效率的持續(xù)提升，HJT電池的性?xún)r(jià)比有望逐步顯現(xiàn)，必將有助于推進(jìn)平價(jià)上網(wǎng)的進(jìn)程。
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