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HJT是什么?光伏HJT深度梳理

发布时间:2023-10-16 16:47:08 问答

一. 什么叫HJT?

HJT电池即非晶硅薄膜异质结电池是由两种不同的半导体材料构成异质结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

二. 为啥看好光伏HJT?

电池技术迭代本质是降本提效效率高成本低是发展的方向

HJT因为光电转换效率高双面率高设备工艺流程简化产品光衰减低稳定性强降本增效空间大前景广阔是新一代电池技术的发展方向

几种电池比较

1PERCPERC电池的工艺流程相对简单且设备成熟近两年来标配一些提效工艺如激光SE碱抛光注入/电注入等PERC技术以背面钝化层的沉积和激光开槽为主后续在此基础上进行工艺改进优化时增加正面SE激光和光注入/电注入退火等工艺

2TOPCon首先在电池背面制备一层1~2nm的隧穿氧化层然后再沉积一层掺杂多晶硅二者共同形成钝化接触结构为硅片的背面提供良好的界面钝化

3HJT以N型单晶硅(C-Si)为衬底光吸收区经过制绒清洗后其正面依次沉积厚度为5-10nm的本征非晶硅薄膜(i-a-Si: H)和掺杂的P型非晶硅(P-a-Si:H)和硅衬底形成p-n异质结硅片的背面又通过沉积厚度为5-10nm的i-a-Si:H和掺杂的N型非晶硅(n-a-Si:H)形成背表面场双面沉积的透明导电氧化物薄膜(TCO)最后通过丝网印刷在两侧的顶层形成金属基电极即为异质结电池的典型结构

4IBC将p+掺杂区域和n+掺杂区域均放置在电池背面非受光面的太阳能电池ibc电池的受光面无任何金属电极遮挡从而有效增加电池的短路电流使电池的能量转化效率得到提高

光电转换最高实验室效率的比较PERC是24%TOPCon是26%是德国4厘米的小面积实验室记录大面积来看晶科能源商业化最高效率是25.4%HJT是隆基绿能M6实验室最新数据达到26.5%而HJT+钙钛矿叠层电池理论效率可达43%

目前量产微晶HJT平均效率24.95%良率96.4%相较其他电池有明显提效优势

东风已至 HJT经济性拐点产业化加速落地

隆基绿能HJT研发效率突破26.5%大关金刚玻璃华盛新能源宝馨科技等企业加码HJT产业化落地提速今年就是0-1提估值的最好年份

三. HJT扩产规划及落地

1. 金刚玻璃拟扩建4.8GWHJT电池与组件210尺寸微晶HJT量产平均效率已达24.95%微晶MBB(即电池栅线为12主栅)达25.3%

良率端公司产线6月良率已达96.4%

成本端采用130μm厚度硅片+银包铜预计电池端成本有望与PERC接近

2. 华晟新能源规划产能17.5GW. 一期500MW产线爬坡完毕二期2GW微晶HJT顺利出片Q2形成2.7GW产能建设三期4.8GW双面微晶扩产规划将在大理建设5GW双面微晶电池和组件在无锡建设5GW电池和组件

3. REC印度授予迈为股份的4.8GW设备订单

4. 隆基绿能今年建设的HJT研发和中试线1.2GW

5. 宝馨科技2GWHJT电池扩产,总投资127亿分三期18GWHJT电池8GW组件

6.爱康科技爱康科技苏州泰州赣州湖州四大基地5年内打造22GWHJT电池组件产能22年4月湖州基地产能220MW开启第二条生产线600MW5月赣州6GW建设项目开工

7.东方日升5gw项目华润电力12GW明阳智能5gw中建材5gw等

预计2022年HJT行业20-30GW扩产实现确定性较高今年是产业化落地大年适合提估值

四. HJT成本构成分析

硅片占比50%银浆占比25%非硅成本中其测算占比60%靶材6%左右

之前HJT处在展望阶段大家都知道他未来发展空间不错但制约发展的条件也很明显

一个是设备成本高TOPCon生产线单GW价格2个亿HJT价格4-5个亿二是材料成本高银耗远高于PERC和TOPCon

所以HJT而言降本是产业化的必备条件

五.HJT如何降本据测算非硅近期降本0.4元/W同比降低40%

分为两个方向硅片降本和非硅降本

硅片降本的举措

薄片化大尺寸化同样的硅棒切出更多片大尺寸化使得发电效率更高性价比更高

半棒薄片是HJT降低硅成本高测股份已与爱康科技合建HJT薄片切割实验室

华晟基于130-135μm厚度对硅片的减薄优化实验已合格将在二期项目中导入量产

微晶化提效降本金辰股份提供的首台微晶PECVD入住晋能目标效率25%攻克了大面积微晶镀膜难题提升了光电转换效率迈为股份双面微晶PECVD效率有望达到25.5%华晟二期2GW高效微晶效率达24.68有望迅速达到25%领先公司迈为股份金辰股份

非硅降本

降本主要是银浆PERC电池耗银量90+mg/片TOPCon140mg/片HJT则需要190mg/片更关键是HJT需要用到低温银浆主要依赖进口日本KE公司低温银浆价格大幅高于高温银浆

降银耗的举措

1MBB多主栅由于主栅线数量增加能够使得栅线做得更细从而减少了电池表面的遮挡综合能够显著降低银浆耗量可实现HJT电池银浆耗量25%-35%功率提升10w度电成本降低1%增效降本效果显著领先公司是迈为股份奥特维

2激光转印技术激光转印可为HJT电池降低银浆耗量30%以上我们通过测算得出激光转印可为HJT产线单GW设备带来3268万元的年化收益成本节约整线回本周期在1.5年左右性价比优势显著并能够提高良率适合目前的薄片化趋势领先公司帝尔激光

3低温银浆国产化低温银浆国产化可以降低银浆成本2000元/公斤高温银浆和低温银浆原料成本差不多差价在于冷链运输和技术垄断溢价低温银浆国产化布局有望打破日企垄断实现国产替代未来银浆国产化后有望从7000元/kg降到5000元/kg国内领先公司 帝科股份市占率60%常州聚合15%苏州固得12%

4银包铜目前迈为股份在银包铜环节布局领先62%比例银包铜验证顺利45%比例正在验证耗银量未来有望低于PERC下半年国内公司有望实现银包铜规模产业化验证若进展顺利则有望于年底提前导入未来迈为股份还将持续进行30%比例银包铜浆料研发验证最终实现银耗用料完全低于PERC成为HJT电池降本增效的重要路径国内领先公司 迈为股份苏州固锝21年9月份已经中试博迁新材目前小批量中试

进展华晟新能源量产HJT银包铜浆料产线测试良好计划三季度北面副栅使用银包铜可将银耗降低至120mg至2023年华晟将全面使用银包铜浆料代替纯银浆使得单片银耗低至80mg这就彻底解决了高耗银问题

靶材降本

铟锗贵金属影响靶材价格AZO靶材TCO工艺低铟无铟靶材实现降本迈为股份采用的低铟背面用AZO替代ITO含量的TCO工艺结合银包铜栅线获得25.6%的光电转换效率

六. 相比于PERC电池HJT电池的主要增量:

主要增量在银浆和靶材从每W电池成本来看PERC电池的主要成本在硅片而HJT电池的主要成本在硅片和银浆银浆的价值量提升了11%靶材的占比量提升了7%

设备当然也是明显增量以下会介绍

七. 设备方面:

 

工艺流程参见上图

HJT设备共有四大工艺步骤对应的设备分别为清洗制绒设备PECVD设备PVD/RPD设备丝网印刷设备,在设备投资额占比分别约10%50%25%和15%目前设备的技术区别主要是在镀膜环节PVD/RPD设备

当前区别主要在镀膜环节市场空间方面按照目前的扩产计划以及每GW投资3.5亿元计算近两年市场空间为约40亿元根据目前所有扩产计划60GW则市场空间为210亿元四年复合增速达117%

目前主流技术路线是用 PVD物理气相沉淀相较于 PVDRPD 的效率和质量更高对HJT电池转换效率较PVD法高0.3-0.4%但是受制于日本住友公司对设备和靶材的垄断成本较高

迈为股份和捷佳伟创选取不同工艺方法迈为股份选择使用PVD设备捷佳伟创选择使用RPD和PAR设备但是目前迈为股份拥有整线供应能力所以整体认可度高于捷佳伟创。

HJT
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