中国光伏HJT产业发展白皮书（2024年版）

中国光伏HJT产业发展白皮书金刚光伏股份有限公司琏升光伏科技有限公司浙江润海新能源有限公司2020年以来，光伏平价、全球碳零净排、欧洲能源危机三大事件推动了光伏制造的跨越式发展，光伏制造业逐步从“由硅片技术进步主导产业链发展的十年”进入“由进入2024年后，全球光储平价的经济性条件游的沟通与合作，实现资源共享、优势互补、互助共赢，共同提升中国光伏产业的国际本《中国光伏HJT产业发展白皮书》作为高效异质结俱乐部的公开规范报告，在SOLARZOOM新能源智库的主笔下，集高效异质结俱乐部全体成员的共识，将立足于技术标准、技术进步路线图、生产成本分解、客户价值等问题给出行业性的指引。我们将结合HJT产业发展所受到的国际政治经济形势、技术及市场环境的影响，合理预测 6 6二、全球光伏新增装机量及光伏组件出货量预测 7 8 12 12 14 15 15二、提效型技术进步 15 21 26五、HJT及其叠层电池组件量产技术 29 31 31 33 37一、不同维度的最大价值：光伏组件应用端客户的永恒追求 37二、国内大型集中式电站客户 37三、海外高电价市场屋顶分布式光伏客户 39表12021年以来的国内HJT电池产能单位：GW二、全球光伏新增装机量及光伏组件出货量预测基于国际可再生能源机构（IRENA）的统计口径及数据，2023年，全球光伏新增锂电池价格的大幅降低，全球“1W光伏+2Wh储能”光储电力系统的经济性平价条件得以满足，光伏产业发展即将进入全新的历史制约光伏新增装机量的增长1）光伏装机保有量的快速提升导致午间光伏出力时段的电力供求关系快速恶化，全球储能的配置仍显不足，电力约束问题的爆发将在一段时间内抑制部分地区的光伏新增装机量，直至高光储配置比的光储电站市场成熟2）海外金融市场利率在过去一段时间处于较高水平，显著抑制光伏电站的投资意愿，如全球进入降息周期并出现100BP以上的利率水平下降，则有望刺激光伏新增然国际油价仍维持在中高水平，但海外天然气价格已经回突爆发前的水平，若出现经济高增长或地缘政治危机再次冲击油气价格，则将激发光伏 表2全球光伏新增装机量及光伏组件出货量预测单位：GW迎来其历史性的需求顶峰。根据预测，十年后，每年的全球光伏新增装机量或将接近3000GW，每年的全球光伏组件出货量或将超20202021202220202021202220232024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E2032E2033E2034E2035E2036E2037E2038E2039E2040E2041E2042E2043E2044E2045E2046E2047E2048E2049E2050E全球光伏新增装机量预测单位：GW640028223200160080034644.5%4005.4%100全球新增装机量（GW）全球光伏发电量渗透率（右轴）80%70%60%50%40%30%20%10%0%200图1全球光伏新增装机量及光伏发电量渗透率预测随着降本技术的逐步量产导入对生产成本的降低，以及产能利用率提升对每W制造费电池环节或将在2024年四季度首次出现全行业盈利。由此，HJT电池企业或将从表3全球HJT组件出货量预测（保守版）单位：GW6792698表4全球HJT组件出货量预测（乐观版）单位：GW6792698从2024年4月开始，在高效异质结俱乐部成员的共同推动下，HJT组件与银包铜、高浆料湿重、全开口网版、高少子寿命硅片背面白色镀膜玻璃”等提效型技术，借HJT的功率优势、每W发电量优势与高功率TOPCon产品形成竞争优势。经济型BO表5全球HJT组件出货渗透率（保守版）单位：GW38全球全球HJT组件出货量预测（保守版）单位：GW41560%18450%702520202021202220232024E2025E2026E2027E2028E全球光伏组件出货HJT组件出货其他技术组件出货HJT组件出货渗透率70.0%60.0%50.0%40.0%30.0%20.0%10.0%0.0%20481024512256128643228%619图2全球HJT组件出货量及HJT组件出货渗透率预测（保守版）乐观估计：2024-2028年，HJT组件出货量或将分别达到25GW、90GW、表6全球HJT组件出货渗透率（乐观版）单位：GW8全球全球HJT组件出货量预测（乐观版）单位：GW100.0%87%51%2520202021202220232024E2025E2026E2027E2028E全球光伏组件出货HJT组件出货其他技术组件出货HJT组件出货渗透率80.0%60.0%40.0%20.0%0.0%204810245122561286432903图3全球HJT组件出货量及HJT组件出货渗透率预测（乐观版）表7HJT组件外观标准建议122）单片电池片≤1处，单块组件≤2片；6）单片电池片崩边数量≤1处，同一组件崩边电池片数量≤3片。31）空白区域A≤0.5mm²,不计；A≤2mm²,不超过2个；A≤4mm²,不2）焊锡丝长度L≤5mm，允许；锡渣0.5mm²≤A≤3mm²,允许；4）片与片之间有锡渣或导电异物，面积（长*宽）≤1mm²,不能导致片与1）电池区域允许非导电异物A≤0.5mm2（助焊剂残留，允许Q≤2%电池片数）。双面组件背面：或A≤15*0.5mm²,Q≤5；A≤0.5mm²,不计；2）空白区域：非导电异物A≤0.5mm异物面积≤1mm²个数不计，异物面积≤10mm²或长度≤20mm4缘与带电体之间形成连通（去除气泡面积，带电体距离组件边缘需满3）非电池片区域气泡缺陷个数如下：气泡气泡与气泡的间距＜3mm，且气泡数量≥3个视为密集5678观9技术）表8HJT组件EL标准建议12/网状)2）单片电池片允许隐裂数量≤1处，单块组件最多允许4%的电池片总片34567892）划痕程度达到图一，划痕长度≤2/33）Gd>50%不允许（Gd指灰度值之差）。（1）提效：在可靠性达标的前提下，HJT电池组件通过实施提效型技术进步，大（2）降本：在可靠性达标的前提下，HJT电池组件通过实施降本型技术进步，以成本可控为首要目标，追求在同等成本降低前提下的效率降低最小化。针对成本敏感型上述两大技术方向，相互并不矛盾。在场地极度稀缺且租金较高、劳动力价格高、电力消纳不存在瓶颈、化石能源价格高的光伏市场，提效型技术方案将被更多使用；在场地趋于无限且租金价格较低、劳动力价格低、电力消纳存在约束、化石能源价格较低的光伏市场，降本型技术方案将被更多使用。通过灵活使用上述两类技术进步方案，二、提效型技术进步其效率的分布极差。对于少子寿命、电阻率较差的硅片而言，硅片吸杂可以有效的提高硅片部分的吸杂工序成本。从2022年开始，硅片吸杂已经成为了HJT技术的主动增添吸杂工序，为客户分类提供“无须吸杂硅片”及“吸杂后硅片”，并全新定义硅片的战略决心。通过以元素周期表内的五价元素替代磷元素，或与磷元素共掺，实现对硅片品质的提升。异2）改善硅片吸杂的效果3）提升硅片的弯曲强度及抗断裂能力。池片平均效率的正面提效预计不低于+0.1%。硅片背面抛光是一个侧重于正面提效的双面电池技术，常应用于屋顶分布式光伏、塔结构改成平面结构。通过上述改变，背抛工艺一方面减小电池片背面比表面积，从而降低少数载流子的复合，提高开路电压，提高电池片效率；另一方面增强光在电池片背面的镜面反射，从而提高短路电流，提高电高迁移率靶材是材料端的技术进步，改善了“TCO层内少数载流子浓度透光性的矛盾作用对电池效率的制约”。通过使用高迁移率靶材，可以使得在较低少数载流子浓度的情况下，就实现普通靶材需要更高少数载流子浓度所能达到的导电性，但由此能改善透光性，提高电流、提高效率；另一种思路是在保持少数载流子浓度不变（从而透光性不变）的情况下，改善导电性，提升填充素，可以做到的迁移率约在60-80cm2/V·s。高迁移率靶材通过改变1%的少数元素，全开口网版，包括三种具体的技术形式：钢片钢网网版、全开口电铸镍合金网版、局部全开口丝网网版。全开口网版相比普通的丝网网版，其对栅线线型的塑造更佳，体现为栅线更高的高宽比，更小的开口线宽及印刷线宽由于没有网纱的阻挡，栅线高度不存在沿着栅线方向的波浪形高低起伏，线型更均匀。基于上述两点，全开口网版是一个“既提高效率，又降低浆料全开口网版的实验室效率增益可达0.3%以上，浆料减重在刷线宽预计可以做到20-25μm；当前在对全开口网版去设计、匹配浆料2）在网版端，需要同时兼顾材料强度、网版寿命和成本3）在设备端，需要做到与丝印机匹配，产能不下降4）全开口网版对丝网网版企业的颠覆性较强，从而导致原有的丝网网版企业去推动该项技术进步综合评估钢片钢网网版、全开口电铸镍合金网版、局部全开口丝网网版三个技术方向的进展，考虑到重新匹配后浆料的可靠性测试时间，预计相关解决方案成熟（量产提效超过0.15%，且不增加浆料、网版方面的综合成本）并量产导入的时间点预计在降低成本”的提效降本型技术进步。0BB技术的核心，是取消电池片丝印环节的主而可减小焊带的直径和细栅的宽度、降低对电池片表面的遮挡。由此，0BB技术相比技术方向上，在细栅浆料、胶膜、胶水或胶块、焊带、串焊机等方面存在成本的增加项或调整项。印胶方案2）印胶+固化方案3）皮肤膜覆膜方案。其中，在制程方面，焊接+点/焊接+点/印胶方案要解决的问题包括：如何降低细栅加粗部分所增加的湿重并在此位置使用低银含量的银包铜浆料，如何省去二、四两道印刷设备，如何不降低组件产能；印胶+固化方案要解决的问题包括：如何降低为减少流动性而导致的胶膜增量成本及加皮肤膜的成本，并通过降低胶膜的用量来降低综合0BB技术将逐步导入行业量产，但其子技术路线的选择未必立即形片免受紫外线的破坏，另一方面可将波长转换后的光能用于提效。光转膜的核心成本增加项在光转剂。如何做到既保证光转剂的25年可提高光转膜相比截止膜的功率增益至1.5-2.0%，还能降低光转膜相比截止膜的增量成但成本是其核心痛点；国产光转剂的成本较低，但效率增益及稳定性有待提高是其核心痛点。虽然光转膜已经实现了部分量产导入，但国产光转剂仍需大幅提高效率，进口光表9HJT电池组件提效型技术进步一览√√√部）颗粒硅等硅料用于拉棒，再结合硅片吸杂工艺将因差异化硅料而导致的硅片超标重金属杂质予以去除。在当前硅料价格体系下，上述几种形式的差异化硅料及其组合，相比常规硅料可以在硅料端大致降低约10元/：（其中，头尾棒硅片的少子寿命偏低，晶棒头部高氧区硅片的氧含量偏高，其硅棒的W成本优势0.014-0.021元/W。这部部分）的效率降低约为0.2%，故而具有较强的极致降本性价比（注：0.1%边皮料在硅棒供应中的占比理论上可以达到25%以上，边皮料硅片经吸杂后制成HJT电池片相比正品A级硅片的效率损失也不足0.1%，但边皮料方案最大这部分硅棒的厚度极薄，若拼棒后进行切片，其考虑厚片在内的不良率很难做到10%以下，其在专利上还需要解决一些问题。故而，当硅棒的非硅成本大幅降低时，边皮料硅片不仅会大幅降低硅片的切片良率，影响电池片的效率，还会导致组件生产环节的不（含税）左右的方棒价格测算，硅片厚度从110μm减薄至100μm带来的降本约为4.基于超低银含量的银包铜(≤30%银含量）在成本方面，从2024年4月中旬开始，HJT全产业链银包铜浆料银包铜浆料的成本优势，是HJT相比TOPCon技术主要的差异化竞争力所在。组件的制程温度不超过250℃,只要银包铜粉的银层厚度不小于100nm且银铜粉的包裹度较完整，就不存在铜裸露后被氧化的风险。当前，在银包铜粉体颗粒平均直径在到40%左右。当改进银包铜粉体制备工艺，在不提高最大粒径的前提下适当提高平均粒径，则可在不改变银层厚度、不显著降低印刷性能的情况下降低银包铜粉的银含量至10-15%，银包铜浆料银含量可以降低至30%左右优化，并在确保可靠性的前提下逐步探索银包铜粉颗粒银层厚度的极限，则能将银包铜靶材，其迁移率更低，故而其所面临的透光性-导电性矛盾更为激烈。目前主流设备厂方面的期待值是不超过0.15%。当前，在正背面外层TCO程中降低粉体中的氧化铟含量，而在PVD设备所有靶位上全部使用该种低低铟的使用，一定程度牺牲迁移率和电池片效率，最终显著降低成本。无铟靶材和低铟靶材作为HJT产业链对抗铟金属炒作的重要技术手段，其技术路线方向已经获得广大年底的10%左右。无论铟价如何上涨，要通过持续导入更高比例的无铟靶材和更低铟表10HJT电池组件降本型技术进步一览??刷改成了采用电镀铜工艺：通过“种子层、图形化、镀铜、后处理”等工序实现铜栅线势，同时因更好的栅线高宽比、更少的电池片表面遮挡（印刷线宽15-20μm）而具备2024年全开口网版技术进入中试后，电镀铜技术在效率上的优势也开始进一步减在成本方面，电镀铜技术下的量产每W金属化成本大约可降至0.06-0.08元/W。存在0.02-0.04元/W的成本优势。若银价上涨至2000料价格约在7600元/kg银包铜的金属化成本将提高至0.073元/W，与电镀池前几道工序14400片/小时匹配的难度较大2）产线较长，占地面积较大3）良率有待提升4）镀铜存在环保问题5）产业链生态尚未建立，各项成本较高，且升。在银价暴涨的历史背景下，电镀铜技术有持续观察跟正面的栅线移至背面，从而实现电池片表面的更少遮挡与更高效率。HBC技术为了实变，如：正面的减反射层不再使用TCO而使用氮化硅，背面的电极不仅要实现正负电极交错，还要实现N+/P+掺杂非晶硅层的交错分布。为了实现背面的交叉电极，早年HBC技术的量产需要使用到光刻和刻蚀的方法，成本极高；而经过技术升级，当前最左右；但上述效率优势主要体现为实验室或中试数据，HBC技术尚未实现大规模量产。即使采用激光图形化可量产制程工艺，大规模量产的良率要做到90%以上也是较有挑战的；良率问题自然制约成本2）HBC的生态尚未建立，导致各综上所述，HBC技术是HJT电池的支线升级技术，其在高端单面组件市场上，的多结电池，利用两种半导体材料的带隙差异可从而达到显著提高综合光电转换效率的效果。HJT+钙钛矿叠层电池的工艺原理是：不同材料按禁带宽度从小到大、光谱波段由长到短从底层向顶层叠加，让波长较短的光被最上侧的宽带隙材料（钙钛矿）电池利用，让波长较长的光能透射进去并由窄带隙材料（HJT）电池利用，从而减少单结电池中载流子热弛豫导致的能量损失。HJT+钙钛矿当前HJT+钙钛矿电池仍处于实验室研发的阶段，其产业化的难点包括但不限于：定性及可靠性，解决钙钛矿层失效后的光学透射，将平面结构转为微纳米级别的小尺寸绒面结构，开发适合于大面积HJT+钙钛矿叠层电池制备的技术（如干法技术、干法+湿法技术选择合适的传输层材料以阻挡金属化材料对基体的腐蚀，选择合适的金属备选型方向，2026年进入中试阶段并开展大面积叠层电池量产工艺的开发验证、可靠产出货。考虑到HJT+钙钛矿叠层电池所处的阶段尚早，故而无法预估其生产成本，更五、HJT及其叠层电池组件量基于高功率BOM配置HJT组件“提效降本”的技术大方向，在南德组件标准产平均效率将分别达到25.45%、25.70%、25.90%左右，HJT组件0.65%效率提升的主要技术依据包括1）硅片掺杂元素优化2）硅片背面抛光；（3）高迁移率靶材4）全开口网版5）0BB。 远期预估2027年底、2028年底的HJT+钙钛矿叠层电池量产平均效率将分别达到图4HJT及其叠层电池组件量产技术路线图功率在高端市场上争夺份额；经济型BOM配置HJT片背面抛光、高迁移率靶材、全开口网版、0BB等、光转膜等硅片、30%银含量的银包铜浆料、更低湿重、50%无抛光。表11HJT电池组件不同BOM配置下的物料清单类1212率1140%银含量/浆料0040%银含量/浆料00/GW片类1212/组件%率带套/块11套/块11/GW片注2：上述物料清单仅代表当前技术水平下的优化方案，随着技术进步及产业发展，物料清单有可能持续表12经济型BOM配置HJT电池组件生产成本分解序号1/吸杂/硅片2304506789年/GW/kWh片序号1片23456789套/块套/块年/GW/kWh片价上涨的困扰。在8000元/kg的银价下，HJT电池与TOPCon电池在2024年底的与TOPCon电池的成本优势将会提升0.006元//kg，则HJT电池相比TOPCon的成本优势将急剧扩大表13高功率BOM配置HJT电池组件生产成本分解序号1240%银含量/浆料30440%银含量/浆料506789年/GW序号123456789套/块套/块年/GW功率水平更高。根据TOPCon产业链的发展计划，其高功率BOM配置组件在一、不同维度的最大价值：光伏组件应用端客户的永恒追求应用端客户的差异化需求，为不同客户创造极致的最大价值。740W+俱乐部的成员企业，将通过以下多个维度（1）客户的光伏发电项目类型：集中式电站项目、工商业屋顶项目、户用屋顶项（2）客户所在地区的自然环境特征：温湿度、风速、空气粉尘含量、辐照强度、（3）客户所面临的宏观外部条件：客户在场地、项目指标、电力接入及消纳资源等方面所面临的约束条件，客户所面对的电力价格水平、场地租售价格通过为光伏组件应用端客户进行准确的画像，并对每一类型客户的需求痛点进行深二、国内大型集中式电站客户度的电力约束下追求单位投资金额的回报率最大