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凈化工程公司

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N型開啟電池發展新階段,成新一代技術發展方向

發布時間:2021-07-05 11:52:49
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       前言:從目前技術發展來看,N型將成為下一代電池技術的發展方向。

       據中國光伏協會統計,2020年PERC電池市占率達86.4%,由于P型電池轉換效率已接近理論極限,以TOPCon、HJT和IBC等為代表的N型電池有望成為未來主流技術。2021年將是N型電池加速量產的關鍵時點,開啟電池發展新階段。

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N型電池技術快速發展

       晶硅電池技術是以硅片為襯底,根據硅片的差異區分為P型電池和N型電池。其中P型電池主要是BSF電池和PERC電池,N型電池目前投入比較多的主流技術為HJT電池和TOPCon電池。

       1)P型電池,傳統單晶和多晶電池主要技術路線為鋁背場技術(Al-BSF),目前主流的P型單晶電池技術為PERC電池技術,該技術制造工藝簡單、成本低,疊加SE(選擇性發射技術)提升電池轉換效率;

       2)N型電池,隨著P型電池逐漸接近其轉換效率極限,N型將成為下一代電池技術的發展方向。N型電池具有轉換效率高、雙面率高、溫度系數低、無光衰、弱光效應好、載流子壽命更長等優點,主要制備技術包括PERT/PERL、TOPCon、IBC等。

       過去五年,PERC成為目前主流電池技術。PERC技術產業化時間不長,電池效率提升速度較快。但單晶PERC電池平均量產效率超22.8%,已逐漸接近24.5%極限效率,電池廠商研發重心已經逐步轉向新的技術,PERC技術正式進入變革后周期。

       N型電池轉換效率高,有望替代P型電池成為發展主流。從目前技術發展來看,P型PERC電池已經迫近效率天花板,降本速度也有所放緩。而N型電池效率天花板較高,電池工藝和效率提升明顯加快,隨著國產化設備成本不斷降低,預計將成為未來主流的電池技術路線。目前實現小規模量產(>1GW)的新型高效電池主要包括TOPCon、HJT和IBC三種。同時,N型電池技術組成的疊層電池,轉換效率將有進一步提升的空間。

新材料情報NMT | 分析|N型開啟電池“分野時刻”

N型電池優勢顯著

       從效率角度看,TOPCon電池的極限理論效率達到28.7%,高于HJT的27.5%和PERC的24.5%。而從目前量產效率看,PERC已經達到23%附近,TOPCon和HJT已經超過24%,但距極限效率仍有一定差距,效率提升的空間更大;

       從工藝角度看,PERC目前最成熟,TOPCon需要在PERC產線上增加擴散、刻蝕及沉積設備改造,成本增加幅度??;而HJT電池工藝最簡單、步驟最少(核心工藝僅4步),但基本全部替換掉PERC產線,IBC電池工藝最難最復雜,需要使用離子注入工藝提供生產技術門檻;

       從成本角度看,PERC產業化最快成本低,TOPCon電池兼容性最高,可從PERC/PERT產線升級,IBC次之,HJT電池完全不兼容現有設備,需要新建產線,較PERC成本高2.5億元,較TOPCon成本高2億元,成本仍有下降空間。

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N型電池龍頭廠商受益

       奧特維公司是全球光伏組件串焊機龍頭,全球市占率約60%-70%,受益于光伏裝機提升+串焊機技術高頻迭代,預計2021-2023年串焊機年均市場空間超50億元。儲備CVD等電池片設備技術,同時布局印刷機、光注入退火爐等電池片設備技術,有望通過技術研發+客戶優勢進一步拓展TOPCon電池設備業務,夯實光伏主業發展。

       帝爾激光公司系精密激光加工設備龍頭,截至2018年,主要光伏電池廠商的PERC工藝產能中約77%采用了公司的設備,SE工藝產能中約86%采用了公司的設備,市占率第一。

       邁為股份公司依托真空、激光、印刷三大技術,打造九宮格業務布局,目前已初步完成光伏設備平臺建設。公司通過自研PECVD、PVD等核心設備和收購江蘇啟威星補齊清洗制絨設備,目前具有HJT整線生產能力。研制的異HJT電池片全面積光電轉換效率達到了25.05%,性能優越。

       P型產線轉向N型電池的關鍵時點已經到來。在光伏行業持續降本的進程中,過去五年是P型和N型同步賽跑和效率提升的階段,N型電池的工藝、設備及材料等因素不具備性價比。但站在目前時點,P型電池接近其效率極限,設備成本下降接近其極限,而隨著光伏設備和材料的國產化日趨成熟,對于更高效電池的追求也成為市場的選擇,N型電池提效降本空間更大的優勢便體現出來,隨著設備性能持續優化升級,技術迭代加速開啟光伏電池發展的新階段。

來源:新材料情報NMT

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