如果说P型和N型电池是光伏电池技术的分路口,那么两种电池结构所衍生【shēng】的电【diàn】池片【piàn】技术算是开【kāi】启光伏电【diàn】池“百家【jiā】争鸣”的发展路线。作为【wéi】光【guāng】伏【fú】产业的重要【yào】研究环节,电池片技【jì】术一直是提效【xiào】降【jiàng】本【běn】理念核心之一【yī】,本期集邦【bāng】咨询旗下新能源研究【jiū】中【zhōng】心集邦新能源网EnergyTrend文章针对电【diàn】池【chí】片【piàn】环节的【de】技术现状进【jìn】行盘点,并对电池片技术未【wèi】来趋势进行展【zhǎn】望【wàng】。

到2018年底,多晶和单晶常规电池效率水平【píng】预估将会达到18.7%与20.4%;多晶和单【dān】晶PERC电【diàn】池平均效【xiào】率可达到20.2%和21.6%以上,其中单晶PERC产【chǎn】品因为【wéi】其高性价比的优【yōu】点【diǎn】,是【shì】近期各电池厂扩充产【chǎn】能的首【shǒu】选。单晶【jīng】PERC电【diàn】池预计【jì】2019年有机会【huì】迈向22.0%转换效【xiào】率的量产目标【biāo】。多晶PERC电【diàn】池现阶段【duàn】的已【yǐ】可以【yǐ】搭【dā】配“黑硅”技术【shù】导入多晶金刚【gāng】线切片生【shēng】产,量【liàng】产效率可望突破20.0%。

N型电【diàn】池仍【réng】以IBC和HJT两大技术为【wéi】主,目前少【shǎo】批量【liàng】生产的【de】转换效【xiào】率已可达到24.7%和【hé】23.0%,虽然N型【xíng】电池本身具【jù】有【yǒu】提升【shēng】效率【lǜ】的发展潜力、载子寿【shòu】命(carrier lifetime)较高、及【jí】没有P型电池的光致衰退【tuì】(Light Induced Degradation, LID)问题等众【zhòng】多好处,但N型电池的设备投【tóu】资与技术门槛均高,加上P型【xíng】的PERC电池量产【chǎn】效率不断提高,造【zào】成N型电池【chí】现阶段仍是曲高【gāo】和寡【guǎ】。

图一:各类电池对应60-cell元件输出功率趋势

2018年【nián】,单晶PERC高效能【néng】组【zǔ】件【jiàn】瓦数将进步至310W。而两【liǎng】种【zhǒng】N型高阶电池IBC (5寸电池【chí】96片装)和HJT具有高功率输出【chū】,目前已可【kě】超过340W与【yǔ】335W (正面)的电力输出。

尽管N型电池因为【wéi】发【fā】电成本过高而乏人问津,但N型电【diàn】池仍会是【shì】未来高效能【néng】技术的发展重点。此外,双面发电【diàn】组件【jiàn】可让【ràng】终端客户能【néng】够获得【dé】更高额的电【diàn】力输【shū】出。

国内主要电池片企业技术路线及产能分析

图二:2018年主要PERC电池厂产能比例预测

2017年的【de】PERC电池产能已经达到35.6GW,预估【gū】2018年可以达到70.2GW。预估至【zhì】2019年,全球的PERC电池产能【néng】将超【chāo】过常规【guī】电【diàn】池片的产能,一举跨过90GW的门槛。而全球的PERC电池产【chǎn】能还有机【jī】会再2020年超【chāo】越【yuè】100GW的规模。

根据EnergyTrend资【zī】料统计,2017年【nián】PERC电池的实际生产量仅略高于11GW,2018年生产量可望接【jiē】近25GW。至【zhì】2018年第二季为止,PERC设【shè】备【bèi】的装【zhuāng】机【jī】量【liàng】已比2017年增加10GW以【yǐ】上【shàng】,随【suí】着设备逐步上线投【tóu】产,预计【jì】2018年全球前十五【wǔ】的【de】PERC电池片企业产能达到65.45GW。国内前十的PERC电池【chí】片【piàn】企业【yè】产能为43.85GW,各企业PERC产能稼动【dòng】率在【zài】9-21%之【zhī】间。

转化效【xiào】率作【zuò】为电池片技术最直观的指标,充【chōng】分体现在N型电池【chí】发展的电【diàn】池片【piàn】技术路【lù】线中【zhōng】。2017年,许多企业分别宣布建设N型电池片和组件的项目,包括【kuò】、日托、钧【jun1】石、晋能【néng】、林洋、英【yīng】利等。据【jù】统【tǒng】计N型电池片部分【fèn】企业技术路线【xiàn】有:

图三:2018年N型电池片企业产能比例预测

对于N型电池而言,SunPower致力于IBC产品高效率【lǜ】的突破,目前已经【jīng】导入6寸硅片作【zuò】为主力产品,电池【chí】转换【huàn】效率以突破【pò】26%为目标。排行第二的LGE维持【chí】多样【yàng】少【shǎo】量产品线的发展,整【zhěng】体N型产【chǎn】品线除HJT (200MW)之外;也涵盖N-PERT (600MW)与IBC (600MW)的产能。排行【háng】第三的是日托光【guāng】伏,日托主力发展MWT产品,已形成【chéng】600MWMWT背接触电【diàn】池片产能,目【mù】前【qián】MWT产品已【yǐ】投入第三批领【lǐng】跑者计划使【shǐ】用,预【yù】计2018年底无锡【xī】生【shēng】产基地将达到【dào】1GW;后【hòu】面排行第【dì】四的Panasonic与【yǔ】第五【wǔ】的【de】钧石【shí】(GS Solar)都是HJT 电【diàn】池厂商,钧【jun1】石更计【jì】划生【shēng】产高效双【shuāng】面异质结(HDT)元【yuán】件以提高N型产品【pǐn】的【de】最佳【jiā】输出。此外,2018年6月爱康科技【jì】开工建设总产【chǎn】能5GW的HIT电池片【piàn】项目【mù】;中来股份计划到2019年底将N型双面TOPCon电池产能扩至4.6GW,并且这一进度很有可能提前。

主要电池片技术的产能和市场份额

图四:2017至2022年P型产能发展预测

趋势可以明显感【gǎn】受到PERC技术的【de】成熟【shú】与形【xíng】成【chéng】标准化制【zhì】程的【de】趋势,无论应用于单、多晶。反观传统一般类型的【de】产品都呈【chéng】现下滑。这些【xiē】情况除了市场【chǎng】本【běn】身对于产品的喜爱【ài】度改变之外,也是因为下游电站业者更加关注对【duì】于【yú】整【zhěng】体【tǐ】均化发电【diàn】成本(Overall Levelized Cost of Electricity, LCOE),这也一再地证明PERC产能的利【lì】用【yòng】度【dù】足以影响整体P型市场【chǎng】的产品主【zhǔ】力。

电池片技术未来发展趋势

近两年【nián】N型电池的产能发【fā】展受限于P型PERC电池产能与性价比的【de】优【yōu】势,2018年~2019年【nián】N型【xíng】电池产能增速放缓【huǎn】,市占比进【jìn】入平【píng】台期,到2021年N型高效电池片市【shì】场【chǎng】份额【é】才可【kě】望突破10%。

图五:N型电池片与总电池片产能比例预测

图六:N型电池产能比例预测

光伏行业【yè】在降本增效的【de】趋势【shì】下,发展高效率电池片技术已【yǐ】成【chéng】为业内的共识。根据集邦新能源网EnergyTrend报告,P型电池【chí】仍拥有【yǒu】85%以上的市占率【lǜ】,当【dāng】前【qián】电池片技术未【wèi】来【lái】3到5年【nián】内仍【réng】然是P型产品【pǐn】的【de】天下,且又以PERC电池技术为市场主力。但P型电【diàn】池在【zài】转【zhuǎn】换效率达到22%后,将面临资【zī】本及技术投入边际效益率递减效应【yīng】,提升【shēng】转换效【xiào】率难度较【jiào】大的问【wèn】题,未来9-21年N型电池的【de】成长【zhǎng】也是缓步上扬,逐【zhú】渐【jiàn】从【cóng】摆脱个位数的市占比。

图八:2017至2022年太阳能电池市场份额预测