①隨著N型TOPCon電池產能釋放,2025年之后存量的400GW PERC產能不得不面臨減值處理; ②徐曉華認為,異質結產業發展到“1”的標志,就是在成本上和PERC打平,今年華晟將會做到; ③徐曉華預測,2027年或是光伏產業未來發展的關鍵一年,鈣鈦礦疊層有望開始規模化應用。
財聯社8月9日訊(記者 劉夢然)“在業內都在做PERC和TOPCon的當下,華晟走了一條很少有人走的路。異質結雖然工藝步驟很短,但很多技術需要不斷去摸索。”在成立三周年的慶典結束后,華晟新能源董事長徐曉華接受財聯社專訪。交流中,徐曉華毫不掩飾將異質結稱為“完美”的技術:更高的效率,更低的成本,更長的技術壽命,更有對現有技術路線的顛覆。
在巨頭林立的光伏產業,徐曉華強調,“華晟不是唯一做異質結的企業,但目標一定是引領行業。”隨著雙碳目標的推進,光伏發電要實現對傳統能源的替代,對轉換效率有更高的要求。光伏發電轉換效率的“天花板”在哪里?對于這一業內持續探索的問題,徐曉華給出了自己的答案。
PERC電池會被加速替代
在徐曉華看來,光伏產業發展至今,技術迭代大致可分為四個階段:第一階段是2018年之前,以鋁背場多晶硅電池為主,讓太陽能發電從理論走向產業化,光伏發電真正進入了電力市場;第二階段,是從2019年開始,PERC(發射極鈍化和背面接觸)單晶電池迅速占領市場,讓光伏發電實現了平價上網。
目前,行業正處在第二階段向第三階段迭代的過程,以異質結、TOPCon(隧穿氧化層鈍化接觸)和IBC(交指式背接觸)等N型電池技術為主要支柱,光伏發電加快從輔助能源成為主力能源,并進一步實現光儲平價。目前,N型電池的量產效率達到25%,極限效率可以達到26.5%,較初代鋁背板電池不足20%的轉換效率而言,提升顯著。未來,效率進一步提升則需要通過異質結/鈣鈦礦疊層來實現,這也是第四階段的主要技術路線。
2022年被認為是N型電池產業化元年。在最先的預測中,到2025年,光伏電池技術將大致形成PERC電池、TOPCon電池,以及異質結電池“三分天下”的格局,同時IBC電池等也有一定占比;到2030年,N型電池基本占據主流市場,但PERC仍然有超過10%的占比。
不過,光伏技術的迭代速度顯然超出了預期。由于TOPCon電池的急速擴張和大規模替代,PERC電池的退場速度或將大大提前。根據機構統計,目前TOPCon電池在建/規劃產能達到1000GW,且將從今年三季度開始陸續投產。
在光伏產業,降本和增效一體兩面,相輔相成。根據測算,電池效率絕對值提升1%,度電成本可下降5%。據徐曉華介紹,由于TOPCon的大量投產,明年央國企和海外客戶的采購基準一定會調整。TOPCon在每個版型上都比PERC提升10到15W的基準,所以PERC的市場份額在接下來的兩年里會快速流失。
在業內最新的預測中,2024年PERC電池市場占比預計降低在40%,悲觀預期下甚至僅有20%。到2025年,PERC將不再有市場需求。
“這是TOPCon大規模擴張之前,沒有人能預想到的。”徐曉華判斷,到2025年之后,TOPCon的市場占比會達到三分之二,異質結能占到三分之一左右,PERC電池將完全被淘汰,存量的400GW產能不得不面臨減值處理。
不過,在替代的過程中,TOPCon電池自身面臨的挑戰也不小。據徐曉華透露,TOPCon電池雖然是當下主流,但是技術也并沒有發展到非常成熟的階段,一些跨界企業真實的效率、良率等水平控制并不會特別好,未來生存的壓力會非常大。這也是為什么為說會有一半的光伏企業可能在未來兩年內被“洗牌”的原因。
在異質結方面,根據徐曉華預測,明年的行業總產能預計在50到80GW,2025年以后異質結有效產能將達到150到200GW。在TOPCon高度同質化的背景下,異質結開始被龍頭企業愈發重視。隨著入局企業增多,在徐曉華看來,異質結行業已經來到憑借先發優勢搶占渠道的競爭階段。
異質結即將進入規模復制階段
高效硅異質結是以N型單晶硅為基底,在前后表面分別沉積不同特性的硅基薄膜疊層形成異質結結構,是用準半導體設備進行納米量級精度的鍍膜技術應用的半導體化的太陽能電池技術。1990年,該技術由日本公司發明,并在1997年實現少量量產。
但異質結真正開始啟動產業化推廣,則是到2019年由國內團隊開始推動。財聯社記者注意到,目前幾乎所有國內光伏龍頭制造企業均保持對異質結電池的技術儲備和研發,以應對未來可能出現的技術路線和市場需求變化。
根據華晟新能源展示的企業發展史,公司在2020年7月注冊成立,2021年一季度就實現投產,自公司成立8個月內轉化出產品;公司建成了國內首條GW級異質結國產設備量產線,到2022年二季度,公司異質結產能領先同行。
據徐曉華介紹,目前公司已投產8.1GW的異質結電池和組件。隨著大理、無錫、肥西項目陸續投產,預計今年將實現20GW電池/組件產能。
訂單方面,公司有充分的訂單儲備,有若干個以1GW,5GW,10GW規模簽署框架協議與訂單的客戶。公司在去年實現1GW出貨,今年出貨目標是4GW,明年計劃達到16GW,公司在異質結行業的市占率在40%左右。
在徐曉華看來,異質結正在經歷從0到1的發展過程,并將馬上進入從1到100的復制階段。更具體來說,異質結在2019年之前主要是試錯階段,實現了從0到0.5的發展;華晟從2020年創業至今一直在推動行業從0.5發展到1,即實現了大規模的量產。
徐曉華對財聯社記者表示,產業發展到“1”的標志,就是在成本上和PERC打平,今年華晟會做到。
對于市場最關心的成本問題,徐曉華提出了90微米超薄硅片、銀包銅、無銦化等降本措施。據了解,異質結因采用低溫工藝,目前產線采用雙面銀包銅技術,銅占比50%到60%,極限下可以達到70%,最終可以實現銅電鍍技術。
根據徐曉華透露的規劃,今年要把金屬化成本降到4分錢/W。目前PERC是5分錢,TOPCon是7分到8分,異質結金屬化成本第一次實現低于PERC,成本優勢開始顯現。設備成本方面,單GW投資成本在2022年是3.5億元,到今年大約在3億元,接下來會降低到2.5億元。
在交流中,徐曉華也表達了對異質結需求的樂觀。“如果異質結是一項新的技術,華晟又是初創公司,是不會拿到十幾GW的訂單的。正是因為日本已經進行了20年的市場培育,現在只要能夠實現規模量產,就可以出貨。”徐曉華表示。
疊層電池是唯一實現轉換效率超30%的技術
在光伏技術發展中,鈣鈦礦是不可忽視的潛力技術。從理論效率上看,其單層理論效率可達33%,遠超晶硅光伏電池。但冷峻的現實是,物理性能不穩定,大面積制備工藝不成熟,鈣鈦礦的產業化落地還有多道難題。
異質結/鈣鈦礦疊層電池開始走入視野,其雙節疊層轉換效率可達43%的理論極限,將效率“天花板”大幅提升。從實際可量產角度看,在目前多種技術路線比拼中,異質結/鈣鈦礦疊層是唯一實現轉換效率超過30%的技術。
憑借該項優勢,異質結的技術壽命也將明顯長于其他技術路線。據徐曉華介紹,異質結從量產初期24%的效率發展提升到27%的效率,技術升級已經發生三次,與鈣鈦礦疊層后,量產的轉換效率目標是35%。
徐曉華談到,光伏是重資產投入,最害怕的就是選錯技術路線被“挖坑埋掉”,異質結是風險最小的技術路線。在其看來,異質結(疊層)轉換效率從24%提升到35%,以光伏行業過去每年0.2%到0.3%的速度提升來看,有20到30年的進步空間。此外異質結還可以升級背接觸電池,同樣具備快速產業化的潛力。
因此,異質結的優點在于,疊加鈣鈦礦后其生產壽命可以達到20年之久。在未來進行疊層工藝升級時,異質結設備完全不用更換,只需要注意提前預留鈣鈦礦廠房備用場地。
在徐曉華的預測中,2027年或將是光伏產業未來發展的關鍵一年,鈣鈦礦疊層有望開始規模化應用。由于PERC和TOPCon的疊層涉及到對既有工藝路線的大幅變更,因此新增產能都是異質結/鈣鈦礦疊層。
華晟新能源方面,宣城5期項目已經開工,其中會有一條100MW的異質結/鈣鈦礦疊層實驗線,今年公司的目標也是將疊層電池研發效率做到29%,到2025年疊層電池中試線投入使用。“一旦百兆瓦級的異質結/鈣鈦礦成功跑通,未來行業新增產能就是這個。”徐曉華表示。
(編輯 曹婧晨)