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N型HJT,P型HJT,誰將是第三代光伏主流量產(chǎn)電池技術(shù)?
發(fā)布時間:2022-12-15 18:35:14 文章來源:KE科日光伏網(wǎng)
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2022年12月15日,隆基綠能的P型HJT電池創(chuàng)造了26.56%的實(shí)驗室電池效率紀(jì)錄。

隆基綠能作為光伏產(chǎn)業(yè)市值最大的上市公司,被行業(yè)內(nèi)稱為“光伏茅臺”。從2020年開始,隆基綠能在光伏電池技術(shù)路線的選擇上,一直在“暗中觀察”。從2021年初的TOPCon到2021年末的HPBC,再到11月19日的N型HJT和今天P型HJT記錄的發(fā)布,隆基綠能終于基于“第一性原理”正確選擇了HJT異質(zhì)結(jié)電池這一光伏電池的“終極平臺級技術(shù)”。

在眾多競爭性的高效電池技術(shù)中,HJT電池的顯著優(yōu)勢是:(1)電池片轉(zhuǎn)換效率高,(2)抗PID及LID,衰減小,(3)低溫升系數(shù)、高雙面率及良好的弱光響應(yīng),發(fā)電性能高,(4)工藝步驟簡單,良率高,(5)適用薄片及銀包銅漿料,降本空間巨大,(6)電池結(jié)構(gòu)天然兼容疊層技術(shù)。HJT電池過去的顯著缺點(diǎn)是:(1)初始投資大,(2)生產(chǎn)成本高??梢哉f,如果HJT電池的初始投資顯著降低,如果HJT電池的生產(chǎn)成本與PERC電池相比長期打平甚至更低,HJT電池必然成為光伏第三代主流量產(chǎn)電池技術(shù)最有潛力的競爭者。


【資料圖】

根據(jù)SOLARZOOM新能源智庫測算,在2022年12月,HJT電池最新的非硅成本為0.25元/W(背面銀包銅已經(jīng)導(dǎo)入),比PERC電池高約0.1元/W,而130μm厚度的N型硅片比150μm厚度的P型硅片在每W硅成本上高約0.01元/W,故而HJT電池相比PERC電池的成本差距(外采硅片)約為0.11元/W。鑒于當(dāng)前國內(nèi)HJT電池的售價比PERC電池高約0.1-0.15元/W,HJT電池與PERC電池的性價比(只考慮制造端,不考慮運(yùn)營端IRR增益)已經(jīng)打平。2023年1月,伴隨著正面銀包銅量產(chǎn)導(dǎo)入,伴隨著120μm厚度的HJT專用硅片量產(chǎn)導(dǎo)入,HJT電池的生產(chǎn)成本將進(jìn)一步下降0.05元/W,故而HJT電池相比PERC電池的絕對性價比優(yōu)勢將在量產(chǎn)線上首次實(shí)現(xiàn)。

值此HJT電池量產(chǎn)性價比(只考慮制造端,不考慮運(yùn)營端IRR增益)超越PERC電池的時點(diǎn)上,隆基綠能公布其N型、P型HJT的新記錄。這是非常有戰(zhàn)略眼光的,可以說隆基綠能對HJT電池的戰(zhàn)略布局是“正當(dāng)其時”。推早了,還不清楚HJT電池的量產(chǎn)性價比優(yōu)勢能否實(shí)現(xiàn);推晚了,則會喪失重要的市場發(fā)展機(jī)遇。

而隆基綠能所公布的P型HJT電池記錄,與2022年11月19日公布的N型HJT電池記錄僅差0.25%。那么N型HJT,P型HJT,這兩種產(chǎn)品有哪些差異,性價比如何,誰將最終成為第三代光伏主流量產(chǎn)技術(shù)呢?

下面我們展開分析:

一、N型HJT與P型HJT的主要差異

在電池結(jié)構(gòu)上,N型HJT是基于N型硅片襯底,P型HJT是基于P型硅片襯底,但都在硅片兩側(cè)沉積本征非晶硅薄膜、摻雜非晶硅薄膜,以實(shí)現(xiàn)PN結(jié)的制作及電池的鈍化。兩者最顯著的差異體現(xiàn)在:

(1)電池片的效率不同。

在實(shí)驗室紀(jì)錄上,N型HJT電池、P型HJT電池的世界紀(jì)錄均由隆基綠能所創(chuàng)造,分別是26.81%和26.56%,兩者相差約0.25%。在量產(chǎn)水平上,受制于大規(guī)模量產(chǎn)級P型硅片存在硼氧復(fù)合中心且缺陷較多,P型HJT電池的少子壽命較短;故而,P型HJT電池與N型HJT電池的量產(chǎn)效率差預(yù)計在0.3-1.0%的區(qū)間內(nèi)。

(2)電池片的硅片成本不同。

目前,N型硅片的生產(chǎn)成本相比P型硅片主要有幾方面差異:a)N型硅片采用更好的硅料,硅料價格貴約7元/kg,b)N型硅片摻P留堝量比P型硅片摻Ga留堝量更低,故而已經(jīng)實(shí)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)的NP同價,c)N型硅片在切片環(huán)節(jié)的B級片因市場容量小而銷售價格打折較多??紤]到HJT專用硅片會引入吸雜環(huán)節(jié),N型HJT對硅料的要求可以顯著降低(即:可以采購普通硅料),從而可消除硅料上的NP價差。另外,當(dāng)HJT電池的規(guī)模超過10GW或100GW時,自然其B級片的銷售折扣率會上升到一個正常水平。因此,從生產(chǎn)成本的角度看,N型硅片與P型硅片在長期是沒有顯著差距的。而在售價方面,自今年5月開始,按片計價的N型硅片相比P型硅片的售價溢價已經(jīng)收縮到了6%左右。

二、N型HJT與P型HJT的性價比對比框架

考慮到N型HJT與P型HJT在電池片效率、硅片成本兩方面的差異,應(yīng)采用一個統(tǒng)一的性價比分析指標(biāo)。這個性價比分析指標(biāo)就是HJT電池的修正成本。

所謂修正成本,等于“生產(chǎn)成本”減去“高電池效率所帶來的理論不含稅銷售溢價”。其中,“高電池效率所帶來的理論不含稅銷售溢價”由運(yùn)營商的“等效IRR條件”所決定,即采購N型HJT產(chǎn)品的運(yùn)營商的電站IRR與采購P型HJT產(chǎn)品的運(yùn)營商的電站IRR應(yīng)當(dāng)基本一致。

如果N型HJT電池相比P型HJT電池存在0.3-1%的量產(chǎn)效率優(yōu)勢,則可以獲得光伏制造及運(yùn)營全產(chǎn)業(yè)鏈上“與面積相關(guān)成本”的成本攤薄。與面積相關(guān)成本至少包括:硅片、電池片絕大多數(shù)非硅成本、玻璃、背板、膠膜、組件包裝、組件制造費(fèi)用、電站土地租金、電站基礎(chǔ)、支架、組件安裝的人工,等等。在國內(nèi),上述成本的合計值至少在1.6元/W左右,故而0.3-1%的效率優(yōu)勢可以帶來的降本=1.6/25.0%×0.3~1%=0.019~0.064元/W。換言之,N型HJT電池相比P型HJT電池的“高電池效率所帶來的理論不含稅銷售溢價”在0.017~0.057元/W之間。

而在生產(chǎn)成本方面,N型HJT電池相比P型HJT電池的差異主要在硅片成本上,在不重復(fù)計算效率差異所帶來的每W硅片成本差的前提下,N型片相比P型片的生產(chǎn)成本增益(不考慮效率差)=N型硅片不含稅價格/1.06×6%/每片N型HJT電池的W數(shù)。當(dāng)前,130μm厚度N型硅片的最新含稅價格為7.70元/片@210,故而,N型片相比P型片的生產(chǎn)成本增益(不考慮效率差)=7.70/1.13/1.06*0.06/11.0=0.035元/W。

因此,在當(dāng)前的硅片價格下,計算可得:N型HJT電池相比P型HJT電池的修正成本優(yōu)勢=0.017~0.057-0.035=-0.018~0.022元/W。即:若N型HJT電池的效率比P型HJT電池的效率高0.3%,則P型HJT電池比N型HJT電池更有競爭力;若N型HJT電池的效率比P型HJT電池的效率高1%,則N型HJT電池比P型HJT電池更有競爭力。

而若當(dāng)硅料價格從當(dāng)前265元/kg降低至60元/kg(這或?qū)⒃?023年底到2024年上半年實(shí)現(xiàn)),在假設(shè)硅片環(huán)節(jié)每W利潤額不變的情況下,N型硅片的價格應(yīng)從7.70元/W降低至3.15元/W。代入公式可以計算得到,N型片相比P型片的生產(chǎn)成本增益(不考慮效率差)=3.15/1.13/1.06*0.06/11.0=0.014元/W。在這種情況下,N型HJT電池相比P型HJT電池的修正成本優(yōu)勢=0.017~0.057-0.014=0.003~0.043元/W。換言之,當(dāng)硅料價格降至60元/kg時,N型HJT電池與P型HJT電池之間的效率差只要落在0.3-1%的區(qū)間內(nèi),N型HJT電池總是比P型HJT電池更有優(yōu)勢。

三、不同情形下的N型HJT電池與P型HJT電池性價比對比結(jié)果

在SOLARZOOM新能源智庫看來,為了系統(tǒng)性的對比N型HJT電池、P型HJT電池的性價比優(yōu)勢,主要需要考慮以下四個因素:(1)電池效率差,(2)硅料價格,(3)N型硅片溢價率,(4)薄片化程度。

由此,我們基于上述四個因素的排列組合,給出了N型HJT電池和P型HJT電池誰更有性價比優(yōu)勢的分析表:

表1 N型HJT電池與P型HJT電池性價比優(yōu)勢比較表

由量化分析可以得到以下結(jié)論:只要當(dāng)“N/P型HJT電池效率差較大、硅料價格低、NP硅片溢價縮小”這三個條件中有一個成立,N型HJT電池相比P型HJT電池就更有競爭力。

那么,N型HJT電池與P型HJT電池的效率能否拉開到1%?硅料價格能否跌到60元/kg?N型硅片企業(yè)的產(chǎn)品溢價能否從6%縮小到2%?這將由光伏產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)進(jìn)步、供求關(guān)系、定價策略所決定。

標(biāo)簽: 生產(chǎn)成本 電池效率

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