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隆基綠能重新整理世界紀錄背後,是光伏電池的技術路徑之爭

簡介隆基綠能創始人、總裁李振國稱,下一代光伏電池技術,無論是TOPCon、HPBC、HJT,包括這些技術的一些融合和雜化,在量產上三年左右會實現26%到27%的量產效率

鈦結晶技術是什麼技術

1941年,第一塊單晶矽太陽能電池誕生;1950 年代貝爾實驗室推出第一塊可商業化的6%轉化效率的光伏電池。至今,光伏電池的發展史已經超過80年,近日,中國光伏企業再次在歷史上留下了濃墨重彩的一筆。

隆基綠能打破世界紀錄

11月19日,在第十六屆中國新能源國際博覽會暨高峰論壇上,隆基綠能宣佈,已收到德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)的最新認證報告,隆基綠能自主研發的矽異質結電池轉換效率達26。81%。

“世界太陽能之父”馬丁·格林宣佈,這是目前全球矽基太陽能電池效率的最高紀錄。也是2017年日本公司創下26。7%的紀錄以來,時隔五年誕生的最新世界紀錄。

隆基綠能中央研究院副院長徐希翔表示,2017年,日本公司Kaneka創造了單結晶矽電池效率紀錄26。7%,是使用異質結+IBC的複合技術所突破的。隆基綠能的新紀錄使用了異質結技術,從24。7%、25。1%的基礎上提高至26。81%。徐希翔稱,隆基也在做異質結+IBC技術,未來效率還將進一步提升。

除了異質結(HJT)電池之外,隆基在PERC、HPBC等技術路徑上也取得了顯著成績。

目前,光伏行業主流的PERC電池轉換效率的世界紀錄為隆基綠能創造的24。05%,已經十分接近ISFH 24。5%的實驗室效率極限;本月初,隆基綠能還發布了搭載HPBC技術的光伏元件產品,目前量產效率突破25%,疊加氫鈍化技術的PRO版本,效率達到25。3%,已經超過PERC電池的實驗室效率。

轉換效率:技術迭代的標尺

光伏電池轉換效率,是每一輪光伏技術迭代最關鍵的標尺。

從隆基重新整理的紀錄來看,每次提升的絕對數值並不大,但對於產業鏈下游的影響格外顯著。在20%轉換效率的基礎之上,效率即使提升1%都並非易事,從2017年到現在,PERC電池效率也只是從20。5%左右上升到現在的23。5%左右。

光伏降本,有矽片薄片化和減少銀漿使用等方法,這屬於減量。更關鍵的途徑還是增量。增量是指電池效率提高後,成本可以自然而然下降。具體來說,提高電池效率可能使加工成本變高,但其降低了所有其它部分的加工成本。

具體來看,在20%的基礎上,轉換效率每提高一個百分點,可為下游電站節約5%以上的成本,成效巨大。因此,對於更高的轉換效率,哪怕只提高0。01%,也是光伏企業歷來的“兵家必爭之地”。

隆基綠能創始人、總裁李振國稱,下一代光伏電池技術,無論是TOPCon、HPBC、HJT,包括這些技術的一些融合和雜化,在量產上三年左右會實現26%到27%的量產效率。單結光伏的終極產品,量產要向27%的轉換效率上進行靠攏。同時,未來5-10年內,雙結電池也有開發空間,有可能達到40%的實驗轉換效率,30%-35%的量產效率。

光伏電池的技術路徑之爭

正如李振國所言,2022年,是N型電池爆發的元年,TOPCon、HJT、IBC這些下一代光伏電池技術的發展正如火如荼地進行著。相比傳統的P型電池,這些N型電池具有轉換效率高、雙面率高、溫度係數低等優點,但製造工藝複雜、成本更高,被行業普遍認為是下一代的電池技術。

如今,市場主流的P型單晶PERC電池仍是光伏發電行業當前最具經濟性的技術,但量產效率已逼近其24。5%的理論極限,很難再有大幅提升。有人在做今天的技術,但明天的技術不得不重視起來,而TOPCon、HJT、IBC這些熱門選項中誰又能脫穎而出取代PERC成為主流?

隆基綠能重新整理世界紀錄背後,是光伏電池的技術路徑之爭

透過上圖對比可以看出,在目前的N型電池賽道里,“TOPCon贏在當下,而HJT贏在未來。”業內的這句流行語,一定程度上高度概括了當前格局。

短期內TOPCon電池受到追捧的原因是產線可由PERC產線直接改進而來,經濟效益更高。根據亞化諮詢預計,2023年國內TOPCon電池產能將接近200GW,出貨有望超過100GW。

若從更長期來看,以HJT為代表的顛覆性創新技術,其工藝更加簡單,產業化降本路徑清晰明確,未來提效空間大,但與PERC產線不互通的高成本令其短期競爭力不足。目前,HJT電池產線大部分仍以小規模為主,此次隆基重新整理世界記錄或許意味著HJT電池有望2-3年內實現量產。根據Energy Trend預測,HJT電池專案總產能規劃超過150GW。

而IBC電池是平臺型長期電池技術路線,國內仍難實現大規模量產。同時,經典IBC效率溢價難以覆蓋成本溢價,與TOPCon和HJT相結合的TBC、HBC路徑則有望吸引產業轉型。目前,佈局IBC電池的國內企業不在少數,如隆基綠能、愛旭股份、天合光能、中來股份、晶澳科技等,預計今年能看到少量產能落地。

更進一步,光伏技術的未來遠不止“矽”。

當前主流的單結電池上限有限,雙結電池空間更大。展望技術前沿,鈣鈦礦電池、砷化鎵多結薄膜電池的轉換效率較當前量產技術更高,鈣鈦礦-晶矽疊層電池、砷化鎵多結電池的轉換效率超過30%,也是值得關注的技術方向。

參照歷史經驗和行業發展規律,無論是選擇TOPCon、HJT還是其他技術路徑,各路市場主體投資N型電池既是順應技術變革趨勢,更是寄希望於在潛在的行業座次洗牌中佔據更有利的位置。技術本身沒有對錯之分,最終都會產業化。

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