2022年電池行業(yè)之N型電池專題報(bào)告

1、2022年電池行業(yè)之N型電池專題報(bào)告1.復(fù)盤電池發(fā)展歷程，N 型電池迎來(lái)發(fā)展拐點(diǎn)復(fù)盤單多晶歷史，成本是觀察拐點(diǎn)到來(lái)的關(guān)鍵因素 復(fù)盤光伏行業(yè)的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)從單晶到多晶，從單面到雙 面的轉(zhuǎn)換都經(jīng)歷了相似的成長(zhǎng)歷程。歷史從不重演但總是押韻， 光伏行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)離不開(kāi)“降本”和“增效”。光伏行業(yè)發(fā)展初期，由于單晶硅片技術(shù)壁壘高、生產(chǎn)成本高 等原因，市場(chǎng)選擇了具有成本優(yōu)勢(shì)的多晶硅片。隨著金剛線切割 技術(shù)、拉棒工藝等的持續(xù)進(jìn)步，單晶硅片成本逐漸逼近多晶硅， 同時(shí)多晶硅效率達(dá)到極限且降本空間受限。短期來(lái)看，成本是電池技術(shù)轉(zhuǎn)型的重要因素，長(zhǎng)期來(lái)看，效 率才是決定市場(chǎng)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。2017 年下半年單晶電池

2、片價(jià)格趨近 于多晶，多晶市占率從 2016 年 80.5%下降至 2017 年 69%，單晶 市場(chǎng)首次大幅搶占多晶市場(chǎng)空間。單晶和多晶在 2018 年開(kāi)始平分 秋色。2019 年單晶 PERC 量產(chǎn)效率達(dá)到 22.5%，隨后隆基解決了 單晶的 LID 光衰，隨后又解決了 LeTID，單晶電池效率、穩(wěn)定性和 成本都實(shí)現(xiàn)了突破。2019 年多晶市占率從 55%下降至 32.5%，單 晶 PERC 技術(shù)成為了中國(guó)光伏電池的標(biāo)配。PERC 電池成本大幅 下降繼續(xù)蠶食多晶硅電池市場(chǎng)，隨后多晶硅電池利潤(rùn)逐漸被壓縮， 最后退出終端市場(chǎng)?！敖当驹鲂А笔枪夥袠I(yè)技術(shù)發(fā)展的核心。我們認(rèn)為量產(chǎn)技 術(shù)前進(jìn)的第一步是“

3、降本”：成本降低至和前一代幾乎一致的程度， 舊技術(shù)效率提升和降本空間受限，新技術(shù)起步階段效率提升想象 空間大，吸引企業(yè)入場(chǎng)；第二步是“增效”：大部分企業(yè)的量產(chǎn)效 率提高，使上一代技術(shù)利潤(rùn)被嚴(yán)重壓縮，最終上一代技術(shù)退出市 場(chǎng)。2.為什么 N 型電池是未來(lái)？P 型電池達(dá)到轉(zhuǎn)換效率瓶頸。太陽(yáng)電池效率提升 1%，促使光 伏發(fā)電成本下降 7%以上，電池的轉(zhuǎn)換效率是被大規(guī)模商用的決定 性因素之一。少子壽命是決定晶體硅太陽(yáng)電池性能的重要參數(shù)，P 型電池少子是電子，光照后形成的硼-氧對(duì)形成復(fù)合中心導(dǎo)致功率 衰減；N 型電池沒(méi)有硼-氧對(duì)形成復(fù)合中心得損失使得電池幾乎無(wú) 光致衰減，少子壽命比 P 型要高。2021

4、 年國(guó)內(nèi)新建 PERC 產(chǎn)線量 產(chǎn)效率超過(guò) 23%，接近 24%的效率天花板，P 型單晶電池正在面 臨轉(zhuǎn)換效率的瓶頸。而 N 型電池正因?yàn)橛猩僮訅勖L(zhǎng)、無(wú)光致衰減等優(yōu)點(diǎn)，同等光照條件下轉(zhuǎn)換的光能更多，轉(zhuǎn)換效率更高，適 合制作高效低成本電池。N 型電池潛在效率接近晶硅電池極限。N 型電池技術(shù)路線主要 包括 TOPCon、HJT 和 IBC 三類。當(dāng)前 TOPCon、HJT 起步效率 在 24%-24.5%，HJT 疊加微晶化可以做到 26%，同時(shí)理論潛在效 率 28%-29%，基本接近晶硅電池理論效率極限。N型電池降本空間很大，降本路徑主要包括減少銀漿用量以及 硅片薄片化。TOPCon和HJT正

5、反面均使用銀漿，根據(jù)PV Infolink 數(shù)據(jù)，典型 M6 TOPCon 電池使用銀漿約 130mg 相較 PERC M6 電池高出約 60mg；HJT M6 使用銀漿約 200mg, 高出 PERC M6 使 用銀漿量約 130mg。市場(chǎng)正在探索電鍍、激光轉(zhuǎn)印以及銀包銅等 技術(shù)降低銀漿用量技術(shù)。根據(jù)帝爾激光數(shù)據(jù)，激光轉(zhuǎn)印在 PERC 上驗(yàn)證能夠節(jié)約銀漿耗量 30%， TOPCon 和異質(zhì)結(jié)減少總量會(huì)比 PERC 多。另外，硅片薄片化可以降低硅成本，硅料價(jià)格上漲正在 加速，19 年大尺寸推進(jìn)以來(lái)主流硅片厚度為 170-180m，21 年 硅料短缺加速薄片化進(jìn)程，目前 P 型 M10 主流厚度

6、降至 160-165 m，目前不論在硅片端還是電池端，G12 160m 厚度切換正在 加速。3.N 型電池大幅擴(kuò)產(chǎn)的拐點(diǎn)何時(shí)到來(lái)？我們認(rèn)為 N 型電池單瓦生產(chǎn)成本和 PERC 幾乎一致時(shí)對(duì)市場(chǎng) 才具備足夠吸引力。N 型電池硅片的驅(qū)動(dòng)因素將來(lái)自于降本結(jié)合高 轉(zhuǎn)換效率帶來(lái)的高性價(jià)比。根據(jù) PV Infolink 數(shù)據(jù)，當(dāng)前 TOPCon 非硅成本仍與 PERC 有約 0.07-0.12 元/W 的差距。類比多晶向單 晶轉(zhuǎn)換的過(guò)程，我們認(rèn)為只有 N 型電池單位成本和 PERC 同價(jià)甚 至略低于 PERC 時(shí)，拐點(diǎn)才能出現(xiàn)。根據(jù) CPIA 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，23 年前后 N 型 TOPCon 和異質(zhì)結(jié)電池 市

7、占率將迎來(lái)較快增長(zhǎng)，預(yù)計(jì) 2028-2029 年 N 型太陽(yáng)電池將超越 PERC 電池。我們認(rèn)為，參考光伏歷史發(fā)展規(guī)律，技術(shù)發(fā)展一般 會(huì)快于預(yù)期，所以 N 型電池成為技術(shù)主導(dǎo)的時(shí)間點(diǎn)或許會(huì)提前至 2025-2026 年前后。4.TOPCon 還是異質(zhì)結(jié)？TOPCon、異質(zhì)結(jié)和 IBC 是 N 型電池未來(lái)三個(gè)主要發(fā)展方向。 IBC 因?yàn)榧夹g(shù)難度大以及成本過(guò)高的原因目前無(wú)法大量擴(kuò)產(chǎn)，主流 廠商主要在 TOPCon 和異質(zhì)結(jié)兩種技術(shù)中抉擇。根據(jù) PV Infolink 的預(yù)測(cè)，TOPCon 的產(chǎn)能擴(kuò)張將快于異質(zhì)結(jié)。PV Infolink 預(yù)測(cè) TOPCon 產(chǎn)能將會(huì)從 2021 年約 14.7GW

8、擴(kuò)張至 2025 年 106.1GW； 異質(zhì)結(jié)產(chǎn)能將從 2021 年 6.9GW 增長(zhǎng)至 2025 年 42.3GW。TOPCon 優(yōu)勢(shì)：可以從 PERC 產(chǎn)線升級(jí)而成，初期投資 成本低，是傳統(tǒng)電池廠商首選。TOPCon 與現(xiàn)有 PERC 產(chǎn)線兼容度高。TOPCon 由于導(dǎo)入 3 項(xiàng)新的工藝，因此需要新增 3 臺(tái)新的設(shè)備，同時(shí)升級(jí)換代其他部分 設(shè)備，目前 Topcon 單 GW 的生產(chǎn)線投資在 2 到 3 億元，產(chǎn)線升級(jí) 費(fèi)用在 5000 萬(wàn)元至 1 億元之間。但是 HJT 和目前主流的 PERC 產(chǎn) 線并不兼容，如果現(xiàn)有 PERC 產(chǎn)線的廠商升級(jí) HJT 產(chǎn)線需要替換 全部 PERC 產(chǎn)線，

9、由于一些設(shè)備還沒(méi)有完全國(guó)產(chǎn)化，單 GW 的投 資需要 4 到 5 億元。所以 TOPCon 就成為傳統(tǒng)電池廠商的優(yōu)先選 擇。HJT 優(yōu)勢(shì)：轉(zhuǎn)換效率更高，工藝步驟少，后期成本較低 極限轉(zhuǎn)換效率較高。根據(jù)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線 2020 版 數(shù)據(jù)，異質(zhì)結(jié)的轉(zhuǎn)換效率始終高于 TOPCon，對(duì)于沒(méi)有 PERC 產(chǎn) 線的新進(jìn)入廠商來(lái)說(shuō)，HJT 更具備想象力。Topcon 電池的極限轉(zhuǎn) 換效率在 28%-28.7%，異質(zhì)結(jié)通過(guò)疊加鈣鈦礦技術(shù)等，轉(zhuǎn)換效率 能達(dá)到 29%左右，極限效率高出 Topcon 電池約 0.5%。當(dāng)前異質(zhì) 結(jié)生產(chǎn)效率基本在 24%以上，根據(jù) PV Infolink 數(shù)據(jù)，22 年量產(chǎn)效

10、 率有望實(shí)現(xiàn) 25%+。異質(zhì)結(jié)電池核心工藝只有制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO 制備、電極制備等 4個(gè)步驟，后期降本更有優(yōu)勢(shì)。由于異質(zhì)結(jié)生產(chǎn) 設(shè)備依然主要為進(jìn)口設(shè)備，所以初始投資成本高昂。隨著設(shè)備逐 漸國(guó)產(chǎn)化，設(shè)備投資成本降幅較大。TOPCon 電池面臨的挑戰(zhàn)效率目前未與 PERC 拉開(kāi)明顯差距。目前 TOPCon 主流電池 量產(chǎn)效率約23.7-23.8%，中來(lái)量產(chǎn)效率可以實(shí)現(xiàn)24%+，但是今年 PERC 電池效率提升明顯，TOPCon 電池效率沒(méi)有和 PERC 拉開(kāi) 明顯差距。另外在成本方面，TOPCon 依然略高于 PERC， TOPCon 的度電成本沒(méi)有比 PERC 有明顯吸引力，這是目

11、前 TOPCon 沒(méi)有大幅量產(chǎn)的原因之一。繞鍍問(wèn)題造成良率偏低。TOPCon 引入隧穿氧化層+摻雜薄多 晶硅層，主流工藝為通過(guò)熱氧法生長(zhǎng)約1.5-2nm的隧穿氧化層，同 時(shí)通過(guò) LPCVD 方法沉積 150-200nm 的薄多晶硅層，再輔之磷擴(kuò) 進(jìn)行摻雜，但是此方法由于繞鍍?cè)黾宇~外的清洗流程且清洗采用 濕法清洗，良率會(huì)因此降低，目前采用的良率僅為 90-95%。為了 解決該問(wèn)題，設(shè)備廠商開(kāi)始嘗試 PECVD、PVD 等路線。雙面銀漿造成成本居高不下。TOPCON 采用高溫雙面銀漿， 單片耗量在 150mg 左右，而 PERC 是正面銀漿背面銀鋁漿，銀漿 耗量較低。高銀漿耗量是目前 TOPCon 成本較高的原因之一。5.我們?yōu)槭裁纯春?TOPCon 電池的發(fā)展？N 型電池還沒(méi)有大幅擴(kuò)產(chǎn)的關(guān)鍵在于效率和 P 型沒(méi)有拉開(kāi)明顯 差距，非硅成本高出 PERC 30%-40%。但是 PERC 效率已到天花板，降本空間受限。TOPCon 電池效率提升還有很大空間，同時(shí) 相較于異質(zhì)結(jié)是最快能夠?qū)崿F(xiàn)與 PERC 成本接近的技術(shù)方案。 根據(jù) PV Infolink 數(shù)據(jù)，目前 TOPCon 電池非硅成本接近 0.3 元/W，對(duì)比 PERC 大尺寸電池片 0.21-0.2