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异质结

发布时间:2024-02-10 2:42:23

  1. 异质结组件和普通光伏的区别
  2. 异质结和单晶光伏什么区别
  3. 行业 异质结(HJT)电池 & 生产设备 2021-11-16

一、异质结组件和普通光伏的区别

有结构和材料,原理,效率,成本,应用范围的区别。

1、结构和材料上:异质结组件采用多个不同材料的层叠结构,由半导体材料构成,而普通光伏采用单一材料硅制成。

2、原理上:异质结组件通过在不同材料之间形成电子能级差来产生电压和电流,而普通光伏通过光子与材料中的电子相互作用,激发并形成载流子,从而产生电流。

3、效率上:异质结组件采用多层结构和不同材料的优化组合,效率更高,普通光伏的效率较低。

4、成本:异质结组件的制造过程复杂,涉及到更多的材料和工艺步骤,成本高。普通光伏则具有更简单、成熟的制造工艺,成本低。

5、应用范围:异质结组件常用于高性能的光伏应用,普通光伏用于电力应用和低成本的太阳能发电系统。

二、异质结和单晶光伏什么区别

1、异质结是指两种不同的半导体相接触所形成的界面区域。按照两种材料的导电类型不同,异质结可分为同型异质结(p-p结或n-n结)和异型异质(p-n或p-n)结,多层异质结称为异质结构。

2、单晶硅通常指的是硅原子的一种排列形式形成的物质。

3、硅是最常见应用最广的半导体材料,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成晶核,其晶核长成晶面取向相同的晶粒,形成单晶硅。

三、行业 异质结(HJT)电池 & 生产设备 2021-11-16

    光伏异质结设备   

异质结(hjt)电池经历 30 年左右的发展历史,2020-2021年将成为hjt投资元年,2022 年进入快速爆发阶段。 晶体硅异质结太阳电池(hjt) 是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等优点,技术具有颠覆性。

组件功率:2022年 量产组件的功率,hjt 可达到 495-500w,topcon 470-475w,perc 455-460w。因此,2022年 hjt在性能上会形成比较明显的优势。

1、转换效率高: 对比 perc 及 topcon 电池,hjt最高转换效率已超26%,长期有望超28%;

2、工艺流程更简化: hjt为低温工艺,在硅片成本(利于薄片化和减少热损伤)和非硅成本(燃料能源节约)上均更优。同时,hjt只需4道工艺,相比perc(8道工艺)和topcon(9-12道工艺)成本更低。

3、光致衰减更低: hjt电池10年衰减率小于3%,25年发电量下降仅为8%,衰减速度远低于perc及topcon电池。

4、双面率更高: hjt为双面对称结构,双面率有望提升至93-98%(perc和topcon均在80%附近,但很难再提升),可获得10%以上的年发电量增益。

5、 hjt与钙钛矿在兼容性上有着天然的优势。 目前英国oxford pv的叠层电池已获得了28%的实验室转换效率,后续甚至有望进一步提升至30%以上。今年hzb研究团队制造的新型钙钛矿cigs叠层电池的效率刷新异质结电池效率记录,达到24.16%。

异质结(hjt)电池的成本:硅片、设备折旧、浆料和靶材,占比中分别约50%、8%、24%和6%。随着设备厂商的技术进步、银浆和靶材的国产化、以及硅片的薄片化,预计2022年达到与perc旗鼓相当的成本区间。

1、硅片: 目前n型硅片对比p型具有约8%左右的溢价空间,未来有望通过 2 方面降本。

(1)hjt为低温工艺,利于硅片的薄片化(从170um降低至120-130um)。硅片每减薄20um价格可下降 10-15%,对应组件价格降低 5-6 分/瓦。

(2)随着未来n型硅片需求起量,规模效应将缩小 n型 与 p型 硅片之间的溢价空间。

2、设备折旧: 随着国产设备的“降本+提效”,目前 4-5亿/gw 的设备投资额仍有 降本空间。perc设备投资已经可以控制在1.6~2亿/gw左右。

3、浆料: hjt需使用低温银浆,目前主要依赖进口,有望通过4大方向降本。

(1)无主栅、多主栅技术在hjt电池、组件上的应用,使得银浆的耗量快速减少。

(2)“银包铜技术”商业化量产,将降低银浆耗量30%。

(3)通过对串焊设备精度的提升,减小银浆主栅上焊接点的大小(银浆主栅上耗银量较高的部分),从而节省主栅上的银浆耗量。

(4)国产低温银浆起量(常州聚和、苏州晶银、浙江凯盈等),打破日本垄断,相比高温浆料的溢价将大幅消失。

4、靶材: 目前主要被日本住友垄断,未来将通过提升靶材利用率、规模化回收、背面azo替代和国产化(广东先导、壹纳光电等)降本等方式解决。

据爱康科技在互动平台表示, 目前异质结电池成本电池端预计较 perc 高约 0.2元/w,反馈到组件端预计成本高出 0.16元/瓦。而市场端 异质结 溢价在 0.4元 左右,经济性较 perc 已较为明显。 

成本:目前成本 topcon = perc + 0.07元,hjt = perc + 0.25元,后期降成本基础为 浆料国产化、湿重降到 160mg、微晶 25%,预计 2020年q1成本可降perc + 0.1元,到 2023 年,hjt 可以做到比 perc 便宜,优势完全凸显。

perc + 0.1元 ,这个时间点是一个发令枪。 

perc 电池历史,从2012-2019年期间,产业经历了技术验证、成熟和快速放量期。随着2017年perc电池经济性得到产业认可,短短3年时间其市占率从15%上升至2019年的65%,快速放量成为市场主流技术路线。异质结电池现处于perc电池发展的第一阶段末期(对比perc电池2015年),目前规划产能超45gw,明年有望迎10-20gw落地。未来2年perc将仍为市场主流,但随着hjt国产设备的成熟、及经济实用性改善,有望复制perc电池快速渗透历程、开启下一代电池片周期的爆发。

目前hjt国内规划产能超45gw,2021年新增产能投放将到达10-20gw。

按以下假设  :

1、全球电池片产量从 150gw 增长至 450gw,产能利用率为70%,产能从 220gw 增长至 640gw。(2019年全球电池片产量为140gw,产能利用率为66%);

2、未来5年hjt在行业渗透率从2%提升至55%;

3、设备投资额从 5亿,以15~20%的年降幅下降至2.5亿元。

2025年hjt设备市场空间有望达 412亿元,2020-2025年cagr=80%,pecvd 设备规模达 206 亿元。

1、hjt 4大设备:清洗制绒设备、pecvd设备、pvd/rpd设备、丝网印刷设备,在设备投资额占比分别约15%、50%、20%和15%。目前国产设备厂商已快速崛起,纷纷布局pecvd等核心设备,将成为行业突破口。

2、目前 perc 设备投资已控制在1.6-2 亿元/gw,hjt设备投资仍处于 5亿元/gw左右。随着hjt国产设备投资降至3.5-4亿元以内,转换效率提升至24.5%以上,经济性将得到市场快速认可,行业将大爆发。

3、2025年,hjt设备市场空间有望达412亿元,其中 pecvd 设备规模达 206亿元。

4、国内电池设备厂商(迈为、捷佳、金辰、钧石、理想)已纷纷在hjt不同工序环节布局,实现小批量订单销售,目前总体竞争格局尚未清晰。目前,迈为股份已推出 hjt2.0 产品,捷佳伟创已实现 pecvd 设备客户出厂交付,金辰股份 pecvd 进展顺利有望明年上半年交付客户测试。上机数控作为老牌切片机龙头,在n型硅片未来薄片化进程中有望竞争优势延续。

hjt 设备 会下降,但下降速度会比较慢,之前进口设备 1gw是 7-8个亿,国产化后  5个多亿,从 200mw到 400mw到 600mw,大产能使 1gw从 5个多亿降到 4个多亿,设备国产化 和 大产能 两个最重要的手段已经用完,降价最快的两个阶段已经结束。

后续 降成本只有两个路径,一个是零部件国产化,另一个是规模化,从2gw变成20gw,但整体空间不大,可能需要 2-3年时间,最终会降到3个亿以下,2.5亿以下都比较困难。  

成本:目前成本 topcon = perc + 0.07元,hjt = perc + 0.25元,后期降成本基础为 浆料国产化、湿重降到 160mg、微晶 25%,预计明年q1成本可降perc + 0.1元,到 2023 年,hjt 可以做到比 perc 便宜,优势完全凸显。

与华晟签首条异质结微晶电池产线,目标量产平均效率 25.5%;期待异质结设备再突破 

合作目标:业界第一条gw级别微晶异质结量产线。目标单面微晶异质结电池量产平均效率大于25%,双面微晶异质结电池平均量产效率大于25.5%。(据华晟新闻,此前华晟最佳工艺批次平均效率达24.44%) 

合作方式:产线计划使用华晟开发的单面微晶和双面微晶工艺+迈为开发的大产能 pecvd、pvd设备。 

合作规划:异质结单面微晶工艺产线将部署华晟二期 2gw 产线,设备将于 2022年2月份搬入。双面微晶生产线会用于华晟三期生产线。 

安徽华晟为光伏异质结电池领军企业。截至10月,其 500mw 异质结电池产线已达到并超过设计产能20万片/天,2gw扩产项目基建正在进行。 

未来5年hjt设备市场空间超 400亿元,5年cagr为80%。预计2025年hjt设备行业市值超2000亿元,龙头未来有望达千亿级市值 

预计迈为 2021-2023年归母净利润分别为 6.18/8.13/11.28亿,对应pe分别为115/87/63x