你真正了解光伏电池吗?

文君投研
2021-08-13

晚上好~周末快乐🎆~

近年来光伏电池组件领域的技术迭代异常凶猛,转换效率的提升是这个产业的中心逻辑,早期高成本、低效率的电池产能,在激烈的比拼中,将逐步遭到淘汰,而这篇文章从基础开始,穿插隆基相对应的产品介绍,笔者也不是这个行业的专业人士,但希望能帮想要了解这个产业,但又没空梳理的朋友,稍微节省点时间~

(一)太阳能电池种类

1、单晶硅光伏电池

2、多晶硅光伏电池:由于多晶硅材料多以浇铸代替了单晶硅的拉制过程,因而生产时间缩短,制造成本大幅度降低;

单晶硅和多晶硅电池的差别如下图,由许多取向不同的晶颗粒杂乱的排列在一起的固体

单晶硅和多晶硅太阳能电池统称为晶体硅太阳能电池,光伏电池被分为P型电池和N型电池,P型硅片制作工艺简单,成本较低;N型硅片通常少子寿命较大,电池效率可以做得更高,但是工艺更加复杂

3、非晶硅薄膜光伏电池:硅材料消耗少, 单位电耗也降低了很多;产品特点是:轻、薄、可制成半透明的

(二)三代光伏发电技术的特点及优缺点汇总

(三)几种电池优劣势对比

全球太阳能光伏组件主要以晶硅为主,2019年晶硅类光伏组件占比为95.6%,在未来10年内仍是主流,薄膜类光伏组件占比为4.4%;

如下图,看看几种电池的优劣对比,

(四)组件功率提升路径

1、硅片尺寸的扩大——在电池效率不变的情况下,要提高组件效率会使组件的尺寸越来越大,运输安装也是问题;新型组件可以通过增加少量的硅片成本,获得更高的组件端成本节约,超高功率组件不仅是硅片或组件尺寸的变大,而是有本质的设计理念的创新即低电压大电流;

2、若要维持组件尺寸不变,必须改变现有的组件封装方案,减小电池片之间的间距,使相同面积的组件上可以覆盖更多的电池片。

(五)以隆基为例,展开了解

6月1日,隆基对外宣布了三项电池世界效率纪录,隆基骄傲的表示“我们有5种技术路线在跑,只是公布了3项世界纪录,有的产品效率比公布的3项更高!”

1、PERC

1⃣️ PERC是2016年异军突起,成为了当前高效电池的主力军;2020年PERC电池片市场占比为86.4%,2021年PREC的订单量还是大头,达到约140GW,

优点:P型硅片制作工艺简单,成本较低

缺点:PERC的实验室效率应可提高到26%以上。而目前单晶PERC电池效率纪录已经逼近24%,上升空间还有,但是已经不大;

2⃣️ 隆基:隆基是全球首家GW级规模应用单晶P型PERC电池技术和PERC双面组件技术的公司,两种技术与设备的结合是不一致的;

隆基单晶PERC电池转换效率最高水平达到了24.06%,日渐逼近24.5%的极限效率;打破了行业此前认为的24%的效率瓶颈。公司组件效率也达到22.38%,持续刷新世界纪录。

2、N型 则素有“高效”之称,以HJT、TOPCon等为代表--2019年横空出世的TopCon电池

1⃣️ 光伏电池技术即将迎来更迭,业内常言的“TopCon、HJT之争”二者谁将接棒PERC?

2⃣️ 优势:TOPCon电池以较小的成本获得了较大的效率,与单晶PERC电池相比,却有更加广阔的效率上升空间(TOPCon目前平均量产效率在22.5%-23%左右,最高量产效率已达到24.5%,量产转换效率要比PERC更高一点,成本却更低,极限效率值为28.7%,极限效率跟HJT差不多,提升空间巨大);

TOPCon技术只需要增加薄膜沉积设备,与现有产线兼容性高,可延展现有资产生命力。

3⃣️ 隆基:展会上推出的Hi-MON组件,采用了基于N型TOPCon结构的隆基HPC电池技术。基于该电池技术,可使Hi-MON组件具有更高的双面率、更优秀的功率温度系数与较低的组件工作温度等,

Hi-MON组件采用的是182尺寸规格,转换效率达22.3%,相比市场主流的P型双面组件可多发电2%至3%;该款组件可以在有限面积上使光伏安装容量提高3.5%以上,以此更加节省光伏场区的BOS成本;

Hi-MO4组件适合搬运、安装困难的山地应用场景,Hi-MO5是主打产品。使公司进一步完善了大型地面电站的产品矩阵

默默的,隆基拿了两个新世界纪录

总结:在HJT技术成熟之前,TOPCon的产业化步伐很可能会更快一些。

3、异质结(HJT)

1⃣️ 优势:HJT电池的效率较高,能耗更低,且工艺更简单,被视作下一代光伏电池的革命性技术

缺点:但其成本较高,降本成为其主要目标;也需要硅片等产业链的协同,未来至少两三年内不具备成本优势。

2020年8月数据,HJT电池相比PERC电池的生产成本高出,大约0.18元/W,HJT中试线平均量产效率目前已经普遍在24%左右,极限效率可达到27.5%。但是,HJT的颠覆性、革命性毋庸置疑,其工艺更简单,能耗更低,长期来看代表未来的方向

2⃣️ 隆基: 总是‘埋头苦干’,时不时给你惊喜,隆基屡次表态“HJT在5年内还不具备商业化价值”,但,一不小心就拿了个新纪录,隆基称实现了在HJT电池技术研发上的跨越发展--研发团队给力,“世界上最好的异质结研发团队”

隆基银川 3GW ,N 型电池新技术投产后将成为行业内最大的 N 型电池生产线,

总结:隆基之所以要研发新的电池技术路线,是因为相比现有技术,新技术在转化效率等方面有提升。现阶段的提升不及PERC技术兴起时对上一代技术的提升幅度。所以,现有电池产能将有很长的生命周期来运行; 隆基现有电池产能规模虽然大,但不会在短期内被新技术颠覆。

隆基表示,不管未来哪种新型电池代表未来,只要有潜力都会布局!

值得注意的是,单晶产品过去高额利润的时代,必然会成为过去式产品充分竞争引发的价格博弈,行业成熟后整体毛利率的下行是不可避免的。

今天内容稍微有点多,感谢朋友们耐心看完~

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