2023年光伏行业研究报告

2023年光伏行业争论报告2023年光伏行业争论报告一、PERC迫近理论效率极限，N1.1“降本增效”推动技术迭代，PERC流光伏发电是利用半导体材料的光生伏特效应，把太阳能转化为电能的过程。其发电原理是太阳光照在半导体P-NP-N结内建电场的作用下，〔正电荷由N区流向P〔负电荷〕由P区流向NNPP端电势上升，N端电势降低，接通电路后就形成P到N太阳能电池依据半导体材料的不同分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，晶硅太阳能电池在太阳能电池中份额95%，类型。晶硅电池依据用料的不同可分为单晶硅电池和多晶硅PN刚线切片等环节大幅降本，已成为行业的主流选择。单晶P型电池和NPN+/PN型电池硅片基底掺磷，通过集中硼形成P+/N结构，集中工艺难度大，但少子寿命长，且没有硼氧复合和硼铁复合，从而避开了形成复合中心的光致衰减损失，是将来的技术迭代方向。型电池技术拐点已至，单晶P型PERC电池最具经济性仍为行业主流。第一代电池技术〔2023年之前〕为常规Al-BSF铝背场电池〔AluminiumBackSurfaceField〕，在电池P-N背场电池效率损失来自于反面全金属的复合，背钝化电池结PERC2023BSF5%，根本面临淘汰。其次代电池技术〔2023〕为单晶P型PERCPERC+电池，PERC〔PassivatedEmitterandRearContact〕，在电池片反面形成氧化铝钝化层作为背反射器，增加长波光的吸取，同时降低背外表电P-N2023-2023年PERC电池加速迭代，市占率从15%上升至86%，4渗透率提升近6倍。随着近两年大尺寸PERC释放，202391.2%PERC+SE、碱抛、光注入/电注入等，延长了技术生命周期，202323.3%，是目PERC效率迫近理论极限24.5%，大尺寸PERC赛将是高效率的比拼。第三代电池技术〔开启产业化元年〕为N型高效电池技术，其钝化接触技术大幅削减金属电极和电池的接触复合，从PERCTOPCon隧穿氧化层钝化接触电池〔TunnelOxidePassivatedContact〕、HJT〔Hetero-JunctionwithIntrinsicThin-layer〕、IBC交指式背接触电池〔InterdigitatedBackContact〕等。N型电池相对本钱较高，2023年市场占比约为3%，2023年产业化元年正式启动。随着国内外需求开头转向高效产品以及“降本增效”提速，N1.2NLCOE终端目标驱动市场向高功率高效率组件转换。高效晶硅电池换效率〔η=FF*Voc*Jsc/Pin〕需要高的填充因子〔FF〕、开路电压〔VOC〕〔JSC〕。相应地，电池技术演进的规律是：用更低本钱的规模化工艺手段，削减电池载流子的复合，提高开路电压、短路电流和转换效率，最终降低度电本钱LCOE，实现全行业降本增效。早期第一代Al-BSFPERC内背反射、降低了复合。而NTOPCon隧穿氧化层和掺杂多晶硅层形成钝化接触构造，形成了良好的界面钝化，降低金属接触区域的复合；HJT综合了晶体硅电池优异的光吸取性能与薄膜电池的钝化性能优势，利用本征非晶硅层将N开，实现了晶硅/路电压；IBC电池将P+掺杂区域和N+掺杂区域均放置在电池反面，受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加电池的短路电流，使电池的能量转化效率得到提高。NN备转换效率高、温度系数低、光致衰减低、弱光响应好、双P机构德国哈梅林太阳能争论所测算，PERC、HJT、TOPCon三24.5%，28.5%，28.7%〔双面〕。随着P型PERC趋缓步入薄利时代，光伏企业围绕“降本增效”争先布局N型高效型技术路线。估量2023年N超过8%，2023年有望超过20%。其中，能兼容PERC线的TOPCon电池量产领先一步，N前，多样化的终端应用市场推动着多种NNTOPCon量产经济性显著，HJTP型IBC受一体化龙头力推，三类电池处于进展导入期；此外，IBC有望与TOPCon和HJT结合成下一代TBC及HBC钛矿叠层电池极具远期进展潜力，技术前沿方案不断优化。将来较长一段时间，多种NTOPConN2.1兼容PERC产线，TOPCon强化钝化接触工艺PERC电池构造方面，与常规铝背场电池相比，PERC电池反面增加了氧化铝AlOx，氧化硅SiOxSiNxALD/PECVD钝化及镀膜、激光开槽等三道工艺，在反面钝化PERCTOPCon〔电子通过，〔空穴隧穿氧化层与高掺杂的n型多晶硅薄层Poly-Si了钝化接触构造，使电极不接触硅片就完成电流传输，降低反面金属复合，提升电池的开路电压和转换效率。TOPCon产线与PERC产线兼容，工艺流程在PERC根底上增加了硼扩、隧穿氧化层和掺杂多晶硅层沉积等步骤，需要集中炉和沉积设备等。TOPCon多晶硅沉积及多晶硅掺杂。在硼扩环节中，尽管硼扩与磷扩导致硼扩相较常规的磷扩较难。在隧穿氧化层及多晶硅沉积LP+集中/离子注入、LP+原位掺杂、PE+原位掺杂、PVD+原位掺杂等几种方式。依据隧穿氧化层和多晶硅层的不同制备方式，薄膜沉积主要包括LPCVD、PECVD、PEALD、PVD等作为核心设备的制1.5-2nm隧穿氧化层，同时通过LPCVD方法沉积150-200nm的薄多较慢，或伴随绕镀、石英件沉积和良率偏低等问题。目前，晶科等企业承受LPCVDPERC线，如PECVD/PEALD/PVD。PECVD协作原位掺杂，可以实现同一台设备一次性完成氧化硅、多晶硅膜的沉积并掺杂，工LPCVD速率快、绕度易去除、无石英耗材、设备与运维本钱较低等GWLP2023成膜不稳定、良率较低等问题，待客户端数据验证后有望逐TOPCon降本提效，现各工艺路线并行存在，技术路线的设备需量LPCVDPECVDPECVD-Poly实现了隧穿层、Poly效率与本钱优势显著，支撑着TOPConPERC时代领先占据扩产高点。TOPConPERC较于其他NGW设备投资低于HJT和IBC电池，且可通过改造升级PERC产线〔费用约0.5/GW〕拉长原有设备生命周期。此外，TOPCon24.5%+，晶科制造双面。TOPCon用选择性放射极/激光硼掺杂技术降低放射级钝化区域的复浆替代、设备降价等途径进一步降本。后续，TOPConIBCTBC〔POLO-IBC〕技术，量产效率达26%-28%，还可实现与钙钛矿结合的叠层电池，迭代升级空间宽阔。〔〕TOPCon产TOPCon打算及量产进度，截止目前国内规划产能超百GW，TOPConNTOPCon2023TOPCon10GW，伴随效率、良率和规模化生产性价比的提升，其市占率将逐步提升，2023年TOPCon电池产能规模有望超过50GW，2023年产能或达80GW。TOPCon晶科能源海宁与合肥16GW182TOPCon产能已经满产，海宁电池量产效率已达24.75%，可用良率与PERC持平，晶科成为行业首家建成10GW以上规模N型产品生产线的企业。62811GW15GW25%以上。晶澳科技2023年末将形成6.5GWN2023估量增15GW8GWTOPCon2023平均效率突破24.5%。阿特斯210N型TOPConGW690W765W。中来股份在山西基地规划建设年产16GW工厂，一期8GW6月30日中来山西一期首批4GW的182/210TOPCon续4GW及二期8GW工程建设。钧达股份在2023TOPCon技术路线的研发验证，将在安徽投资112亿建设16GW高效TOPCon电池片工程，估量一期8GW规模在2023年下半年投产爬坡。TOPCon经济性提升，技术迭代红利将兑现N持续验证。依据正泰海宁研发基地实测数据，由于TOPConNTOPConPERC4%。在辐照度低的条件下，NTOPConLCOEPERC一道能等主要TOPCon厂商已经在国内大型地面电站招标过程中批量中标，晶科全年N10GW。与此同时，华能集团、中广核、国家电投、中国华电、大唐集TOPCon大唐选购量分别达1.5GW和1GW，华能在2023工程设置了针对N型组件的独立标段。下游电站对TOPCon组件的选购意愿渐渐增加，估量四季度TOPCon渗透率有望到达10%，1-2TOPConPERC高约0.03-0.05/W，M10尺寸TOPConPERC溢价约0.03-0.1/W。目前在导入地面电站初期有让利开拓市场状况，对终端电站厂家的吸引力较大，技术迭代红利正在兑现。估量随着国产化银浆降价、银耗量下降、效率良率提升，TOPConHJT化HJT工艺步骤相对简化，但工艺精度要求严苛HJTHJT以N型单晶硅为衬5-10nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和掺杂的P型非晶硅薄p-a-Si，并与硅衬底形成P-N通过沉积厚度为5-10nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和掺杂Nn-a-Si薄膜的两侧沉积透亮导电氧化物薄膜〔TCO〕，再通过丝网印刷在TCO于超薄本征非晶硅层i-a-Si，该薄层将N侧的从而HJT电池中长期进展优势显著，到2023年底国内HJT产能规模〔含在建〕或超过15GW，HJT电池〔1〕本征非晶硅钝化，开路电压较大，理论效率高达28.5%；〔2〕核心工艺流程仅4步，相对PERC与TOPCon流程简化；〔3〕自然双面发电电池，双面率>95%，增加发电增益；〔4〕掺磷N型硅片，无硼氧复合、硼铁复合，无光衰；〔5〕电池对称构造和低温工艺，适于薄片化降本；〔6〕高。HJT工艺流程方面，HJT产线与PERC不兼容，需增配非晶硅与导电膜沉积设备，增加靶材需求。具体工艺中，清RCA法的化学品耗量和废料处理本钱更低，应用更广泛。非晶硅镀膜有等离子增加沉积PECVD与热丝镀膜沉积HWCVD设备，其中PECVDVHF-PECVD推动“微晶-HJT”技术变革。微晶工艺有助进一HJT〔碳〕能，同时降低掺杂层的电阻，增大HJTHJT〔TCO〕PVD〔磁控溅射〕RPD〔反响等离子体沉积〕两种方法制备，PVD工艺用直流磁控溅射制备TCO，较为成熟，量产性更好；RPD承受蒸发镀膜法制备IWO导电薄膜〔氧化铟掺钨〕，薄膜导电性好，但设备价值量更高，且靶材尚未规模量产。金属化丝网印刷工序因低温银浆需两次印刷，对印刷线的精度有较捷佳伟创均具备全套设备供给力量。HJT2023年6〔ISFH〕测试，隆基硅HJTM6〔274.4c㎡〕光电转换效26.5界纪录。当前，HJT电池平均效率约24.5-24.7%，本钱是制约HJT产业化进展的核心因素，HJT与PERC正面竞争仍需设备端、材料端等全产业链环节助力降本增效，进一步提HJT3.0三个阶段。1.0阶段承受非晶硅制备异质结，目前HJT主流企业M6-12BB电池单片银耗约150mg〔每瓦银耗量22.3mg〕，130-135μm2.0微晶硅代替非晶硅，平均效率约24.5%-24.7%，目标效率为25%-25.2%，厚度或可降至120μm，承受钢板印刷+SMBB120mg。3.0阶段承受双面微晶PECVD设备，量产效率有望到达25.5%，同时应用接近100μm将来，利用电镀铜技术或可全面取代含银浆料，同时HJT30%。HJT的具体提效降本进度仍HJT技术降本提效的过程中，电池设备企业主导工艺革，较大程度确定电池转换效率与本钱的基准水平，主要通过大产能PECVD、半棒薄片技术、电镀铜设备、钢板印刷及激光转印、SMBB；电池企业则通过温度湿度等环境把控、材料配比、气体速率、高精度工艺手法提升效率上限。〔〕进者与央国企运营商布局发力，HJT始终以来，光伏龙头企业是技术革与应用的引领和主导者，但从HJT布局进展来看，主流一体化龙头对HJT的大1GW方日升主推大尺寸异质结组件。而业外进者如华晟能源、金刚玻璃、明阳智能等，和下游央国企运营商如华润电力、国电投等则加速扩产布局。作为目前产能最大的HJT厂商，华晟能源于6月26日公布了喜马拉雅G12HJT24.73%，组件全面积转化效率超过23%。估量到2023年三季度华晟将形成总计2.7GW的HJT4.8GW工程建设，2023年华晟合计HJT7.5GW，并有望到达10GW。金刚玻璃将在原有的1.2GWHJT4.8GW国家电投拟与福建钜能电力共同建设5GW异质结工程；华润电力在舟山规划布局12GW的HJT包招标。当下HJT的合计产能已经超过6GW，伴随技术的经济性优化与市场成熟度提升，后续具备进一步扩产潜力。本钱与溢价空间方面，目前HJT与PERCW本钱端差距约0.2/W左右，国内M6尺寸HJTPERC约0.2-0.3/W。HJT转换效率已步入24.6%+时代，随着设备和工艺的不断升级，今年HJT25.00%+的量产效率。待微晶替代非晶、省硅省铟省银等降HJT来越多，技术迭代的超额利润也会加速兑现。IBCIBC工艺相对简单，兼容性优越IBC金属栅线穿插排列在电池反面的构造。电池构造方面，IBCPN了金属栅线电极对光的遮挡，而金字塔绒面构造和减反层组失，具有更高的短路电流。电池前外表无遮挡，提高转换效光伏建筑一体化BIPV，具有较大的商业化前景。从工艺制程来看，IBC、开槽、刻蚀以及PN区的制备。离子注入环节需承受精度PECVD或APCVD设备，刻蚀使用湿法设备，PN区的制备使用PECVD，开槽使用激光开槽设备。IBC的关键工艺在于在电池反面形成穿插排列pnIBC池的制作需要实行局部掺杂法，利用光刻或者激光形成所需p型区和nIBC度问题和印刷重复性问题，因此对电池反面图案和栅线的设计要求非常高。作为产业化IBCSunpower研发的第三代IBC电池最高效率已经到达25IBC电IBCI