2023年光伏行業(yè)研究報(bào)告

2023年光伏行業(yè)爭(zhēng)論報(bào)告2023年光伏行業(yè)爭(zhēng)論報(bào)告一、PERC迫近理論效率極限，N1.1“降本增效”推動(dòng)技術(shù)迭代，PERC流光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng)，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。其發(fā)電原理是太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體P-NP-N結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，〔正電荷由N區(qū)流向P〔負(fù)電荷〕由P區(qū)流向NNPP端電勢(shì)上升，N端電勢(shì)降低，接通電路后就形成P到N太陽(yáng)能電池依據(jù)半導(dǎo)體材料的不同分為晶硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池，晶硅太陽(yáng)能電池在太陽(yáng)能電池中份額95%，類型。晶硅電池依據(jù)用料的不同可分為單晶硅電池和多晶硅PN剛線切片等環(huán)節(jié)大幅降本，已成為行業(yè)的主流選擇。單晶P型電池和NPN+/PN型電池硅片基底摻磷，通過(guò)集中硼形成P+/N結(jié)構(gòu)，集中工藝難度大，但少子壽命長(zhǎng)，且沒(méi)有硼氧復(fù)合和硼鐵復(fù)合，從而避開(kāi)了形成復(fù)合中心的光致衰減損失，是將來(lái)的技術(shù)迭代方向。型電池技術(shù)拐點(diǎn)已至，單晶P型PERC電池最具經(jīng)濟(jì)性仍為行業(yè)主流。第一代電池技術(shù)〔2023年之前〕為常規(guī)Al-BSF鋁背場(chǎng)電池〔AluminiumBackSurfaceField〕，在電池P-N背場(chǎng)電池效率損失來(lái)自于反面全金屬的復(fù)合，背鈍化電池結(jié)PERC2023BSF5%，根本面臨淘汰。其次代電池技術(shù)〔2023〕為單晶P型PERCPERC+電池，PERC〔PassivatedEmitterandRearContact〕，在電池片反面形成氧化鋁鈍化層作為背反射器，增加長(zhǎng)波光的吸取，同時(shí)降低背外表電P-N2023-2023年P(guān)ERC電池加速迭代，市占率從15%上升至86%，4滲透率提升近6倍。隨著近兩年大尺寸PERC釋放，202391.2%PERC+SE、堿拋、光注入/電注入等，延長(zhǎng)了技術(shù)生命周期，202323.3%，是目PERC效率迫近理論極限24.5%，大尺寸PERC賽將是高效率的比拼。第三代電池技術(shù)〔開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)化元年〕為N型高效電池技術(shù)，其鈍化接觸技術(shù)大幅削減金屬電極和電池的接觸復(fù)合，從PERCTOPCon隧穿氧化層鈍化接觸電池〔TunnelOxidePassivatedContact〕、HJT〔Hetero-JunctionwithIntrinsicThin-layer〕、IBC交指式背接觸電池〔InterdigitatedBackContact〕等。N型電池相對(duì)本錢較高，2023年市場(chǎng)占比約為3%，2023年產(chǎn)業(yè)化元年正式啟動(dòng)。隨著國(guó)內(nèi)外需求開(kāi)頭轉(zhuǎn)向高效產(chǎn)品以及“降本增效”提速，N1.2NLCOE終端目標(biāo)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)向高功率高效率組件轉(zhuǎn)換。高效晶硅電池?fù)Q效率〔η=FF*Voc*Jsc/Pin〕需要高的填充因子〔FF〕、開(kāi)路電壓〔VOC〕〔JSC〕。相應(yīng)地，電池技術(shù)演進(jìn)的規(guī)律是：用更低本錢的規(guī)?；に囀侄?，削減電池載流子的復(fù)合，提高開(kāi)路電壓、短路電流和轉(zhuǎn)換效率，最終降低度電本錢LCOE，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)降本增效。早期第一代Al-BSFPERC內(nèi)背反射、降低了復(fù)合。而NTOPCon隧穿氧化層和摻雜多晶硅層形成鈍化接觸構(gòu)造，形成了良好的界面鈍化，降低金屬接觸區(qū)域的復(fù)合；HJT綜合了晶體硅電池優(yōu)異的光吸取性能與薄膜電池的鈍化性能優(yōu)勢(shì)，利用本征非晶硅層將N開(kāi)，實(shí)現(xiàn)了晶硅/路電壓；IBC電池將P+摻雜區(qū)域和N+摻雜區(qū)域均放置在電池反面，受光面無(wú)任何金屬電極遮擋，從而有效增加電池的短路電流，使電池的能量轉(zhuǎn)化效率得到提高。NN備轉(zhuǎn)換效率高、溫度系數(shù)低、光致衰減低、弱光響應(yīng)好、雙P機(jī)構(gòu)德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能爭(zhēng)論所測(cè)算，PERC、HJT、TOPCon三24.5%，28.5%，28.7%〔雙面〕。隨著P型PERC趨緩步入薄利時(shí)代，光伏企業(yè)圍繞“降本增效”爭(zhēng)先布局N型高效型技術(shù)路線。估量2023年N超過(guò)8%，2023年有望超過(guò)20%。其中，能兼容PERC線的TOPCon電池量產(chǎn)領(lǐng)先一步，N前，多樣化的終端應(yīng)用市場(chǎng)推動(dòng)著多種NNTOPCon量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性顯著，HJTP型IBC受一體化龍頭力推，三類電池處于進(jìn)展導(dǎo)入期；此外，IBC有望與TOPCon和HJT結(jié)合成下一代TBC及HBC鈦礦疊層電池極具遠(yuǎn)期進(jìn)展?jié)摿?，技術(shù)前沿方案不斷優(yōu)化。將來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間，多種NTOPConN2.1兼容PERC產(chǎn)線，TOPCon強(qiáng)化鈍化接觸工藝PERC電池構(gòu)造方面，與常規(guī)鋁背場(chǎng)電池相比，PERC電池反面增加了氧化鋁AlOx，氧化硅SiOxSiNxALD/PECVD鈍化及鍍膜、激光開(kāi)槽等三道工藝，在反面鈍化PERCTOPCon〔電子通過(guò)，〔空穴隧穿氧化層與高摻雜的n型多晶硅薄層Poly-Si了鈍化接觸構(gòu)造，使電極不接觸硅片就完成電流傳輸，降低反面金屬?gòu)?fù)合，提升電池的開(kāi)路電壓和轉(zhuǎn)換效率。TOPCon產(chǎn)線與PERC產(chǎn)線兼容，工藝流程在PERC根底上增加了硼擴(kuò)、隧穿氧化層和摻雜多晶硅層沉積等步驟，需要集中爐和沉積設(shè)備等。TOPCon多晶硅沉積及多晶硅摻雜。在硼擴(kuò)環(huán)節(jié)中，盡管硼擴(kuò)與磷擴(kuò)導(dǎo)致硼擴(kuò)相較常規(guī)的磷擴(kuò)較難。在隧穿氧化層及多晶硅沉積LP+集中/離子注入、LP+原位摻雜、PE+原位摻雜、PVD+原位摻雜等幾種方式。依據(jù)隧穿氧化層和多晶硅層的不同制備方式，薄膜沉積主要包括LPCVD、PECVD、PEALD、PVD等作為核心設(shè)備的制1.5-2nm隧穿氧化層，同時(shí)通過(guò)LPCVD方法沉積150-200nm的薄多較慢，或伴隨繞鍍、石英件沉積和良率偏低等問(wèn)題。目前，晶科等企業(yè)承受LPCVDPERC線，如PECVD/PEALD/PVD。PECVD協(xié)作原位摻雜，可以實(shí)現(xiàn)同一臺(tái)設(shè)備一次性完成氧化硅、多晶硅膜的沉積并摻雜，工LPCVD速率快、繞度易去除、無(wú)石英耗材、設(shè)備與運(yùn)維本錢較低等GWLP2023成膜不穩(wěn)定、良率較低等問(wèn)題，待客戶端數(shù)據(jù)驗(yàn)證后有望逐TOPCon降本提效，現(xiàn)各工藝路線并行存在，技術(shù)路線的設(shè)備需量LPCVDPECVDPECVD-Poly實(shí)現(xiàn)了隧穿層、Poly效率與本錢優(yōu)勢(shì)顯著，支撐著TOPConPERC時(shí)代領(lǐng)先占據(jù)擴(kuò)產(chǎn)高點(diǎn)。TOPConPERC較于其他NGW設(shè)備投資低于HJT和IBC電池，且可通過(guò)改造升級(jí)PERC產(chǎn)線〔費(fèi)用約0.5/GW〕拉長(zhǎng)原有設(shè)備生命周期。此外，TOPCon24.5%+，晶科制造雙面。TOPCon用選擇性放射極/激光硼摻雜技術(shù)降低放射級(jí)鈍化區(qū)域的復(fù)漿替代、設(shè)備降價(jià)等途徑進(jìn)一步降本。后續(xù)，TOPConIBCTBC〔POLO-IBC〕技術(shù)，量產(chǎn)效率達(dá)26%-28%，還可實(shí)現(xiàn)與鈣鈦礦結(jié)合的疊層電池，迭代升級(jí)空間寬闊?！病砊OPCon產(chǎn)TOPCon打算及量產(chǎn)進(jìn)度，截止目前國(guó)內(nèi)規(guī)劃產(chǎn)能超百GW，TOPConNTOPCon2023TOPCon10GW，伴隨效率、良率和規(guī)?；a(chǎn)性價(jià)比的提升，其市占率將逐步提升，2023年TOPCon電池產(chǎn)能規(guī)模有望超過(guò)50GW，2023年產(chǎn)能或達(dá)80GW。TOPCon晶科能源海寧與合肥16GW182TOPCon產(chǎn)能已經(jīng)滿產(chǎn)，海寧電池量產(chǎn)效率已達(dá)24.75%，可用良率與PERC持平，晶科成為行業(yè)首家建成10GW以上規(guī)模N型產(chǎn)品生產(chǎn)線的企業(yè)。62811GW15GW25%以上。晶澳科技2023年末將形成6.5GWN2023估量增15GW8GWTOPCon2023平均效率突破24.5%。阿特斯210N型TOPConGW690W765W。中來(lái)股份在山西基地規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)16GW工廠，一期8GW6月30日中來(lái)山西一期首批4GW的182/210TOPCon續(xù)4GW及二期8GW工程建設(shè)。鈞達(dá)股份在2023TOPCon技術(shù)路線的研發(fā)驗(yàn)證，將在安徽投資112億建設(shè)16GW高效TOPCon電池片工程，估量一期8GW規(guī)模在2023年下半年投產(chǎn)爬坡。TOPCon經(jīng)濟(jì)性提升，技術(shù)迭代紅利將兌現(xiàn)N持續(xù)驗(yàn)證。依據(jù)正泰海寧研發(fā)基地實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，由于TOPConNTOPConPERC4%。在輻照度低的條件下，NTOPConLCOEPERC一道能等主要TOPCon廠商已經(jīng)在國(guó)內(nèi)大型地面電站招標(biāo)過(guò)程中批量中標(biāo)，晶科全年N10GW。與此同時(shí)，華能集團(tuán)、中廣核、國(guó)家電投、中國(guó)華電、大唐集TOPCon大唐選購(gòu)量分別達(dá)1.5GW和1GW，華能在2023工程設(shè)置了針對(duì)N型組件的獨(dú)立標(biāo)段。下游電站對(duì)TOPCon組件的選購(gòu)意愿漸漸增加，估量四季度TOPCon滲透率有望到達(dá)10%，1-2TOPConPERC高約0.03-0.05/W，M10尺寸TOPConPERC溢價(jià)約0.03-0.1/W。目前在導(dǎo)入地面電站初期有讓利開(kāi)拓市場(chǎng)狀況，對(duì)終端電站廠家的吸引力較大，技術(shù)迭代紅利正在兌現(xiàn)。估量隨著國(guó)產(chǎn)化銀漿降價(jià)、銀耗量下降、效率良率提升，TOPConHJT化HJT工藝步驟相對(duì)簡(jiǎn)化，但工藝精度要求嚴(yán)苛HJTHJT以N型單晶硅為襯5-10nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和摻雜的P型非晶硅薄p-a-Si，并與硅襯底形成P-N通過(guò)沉積厚度為5-10nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和摻雜Nn-a-Si薄膜的兩側(cè)沉積透亮導(dǎo)電氧化物薄膜〔TCO〕，再通過(guò)絲網(wǎng)印刷在TCO于超薄本征非晶硅層i-a-Si，該薄層將N側(cè)的從而HJT電池中長(zhǎng)期進(jìn)展優(yōu)勢(shì)顯著，到2023年底國(guó)內(nèi)HJT產(chǎn)能規(guī)?！埠诮ā郴虺^(guò)15GW，HJT電池〔1〕本征非晶硅鈍化，開(kāi)路電壓較大，理論效率高達(dá)28.5%；〔2〕核心工藝流程僅4步，相對(duì)PERC與TOPCon流程簡(jiǎn)化；〔3〕自然雙面發(fā)電電池，雙面率>95%，增加發(fā)電增益；〔4〕摻磷N型硅片，無(wú)硼氧復(fù)合、硼鐵復(fù)合，無(wú)光衰；〔5〕電池對(duì)稱構(gòu)造和低溫工藝，適于薄片化降本；〔6〕高。HJT工藝流程方面，HJT產(chǎn)線與PERC不兼容，需增配非晶硅與導(dǎo)電膜沉積設(shè)備，增加靶材需求。具體工藝中，清RCA法的化學(xué)品耗量和廢料處理本錢更低，應(yīng)用更廣泛。非晶硅鍍膜有等離子增加沉積PECVD與熱絲鍍膜沉積HWCVD設(shè)備，其中PECVDVHF-PECVD推動(dòng)“微晶-HJT”技術(shù)變革。微晶工藝有助進(jìn)一HJT〔碳〕能，同時(shí)降低摻雜層的電阻，增大HJTHJT〔TCO〕PVD〔磁控濺射〕RPD〔反響等離子體沉積〕兩種方法制備，PVD工藝用直流磁控濺射制備TCO，較為成熟，量產(chǎn)性更好；RPD承受蒸發(fā)鍍膜法制備IWO導(dǎo)電薄膜〔氧化銦摻鎢〕，薄膜導(dǎo)電性好，但設(shè)備價(jià)值量更高，且靶材尚未規(guī)模量產(chǎn)。金屬化絲網(wǎng)印刷工序因低溫銀漿需兩次印刷，對(duì)印刷線的精度有較捷佳偉創(chuàng)均具備全套設(shè)備供給力量。HJT2023年6〔ISFH〕測(cè)試，隆基硅HJTM6〔274.4c㎡〕光電轉(zhuǎn)換效26.5界紀(jì)錄。當(dāng)前，HJT電池平均效率約24.5-24.7%，本錢是制約HJT產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展的核心因素，HJT與PERC正面競(jìng)爭(zhēng)仍需設(shè)備端、材料端等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)助力降本增效，進(jìn)一步提HJT3.0三個(gè)階段。1.0階段承受非晶硅制備異質(zhì)結(jié)，目前HJT主流企業(yè)M6-12BB電池單片銀耗約150mg〔每瓦銀耗量22.3mg〕，130-135μm2.0微晶硅代替非晶硅，平均效率約24.5%-24.7%，目標(biāo)效率為25%-25.2%，厚度或可降至120μm，承受鋼板印刷+SMBB120mg。3.0階段承受雙面微晶PECVD設(shè)備，量產(chǎn)效率有望到達(dá)25.5%，同時(shí)應(yīng)用接近100μm將來(lái)，利用電鍍銅技術(shù)或可全面取代含銀漿料，同時(shí)HJT30%。HJT的具體提效降本進(jìn)度仍HJT技術(shù)降本提效的過(guò)程中，電池設(shè)備企業(yè)主導(dǎo)工藝革，較大程度確定電池轉(zhuǎn)換效率與本錢的基準(zhǔn)水平，主要通過(guò)大產(chǎn)能PECVD、半棒薄片技術(shù)、電鍍銅設(shè)備、鋼板印刷及激光轉(zhuǎn)印、SMBB；電池企業(yè)則通過(guò)溫度濕度等環(huán)境把控、材料配比、氣體速率、高精度工藝手法提升效率上限?！病尺M(jìn)者與央國(guó)企運(yùn)營(yíng)商布局發(fā)力，HJT始終以來(lái)，光伏龍頭企業(yè)是技術(shù)革與應(yīng)用的引領(lǐng)和主導(dǎo)者，但從HJT布局進(jìn)展來(lái)看，主流一體化龍頭對(duì)HJT的大1GW方日升主推大尺寸異質(zhì)結(jié)組件。而業(yè)外進(jìn)者如華晟能源、金剛玻璃、明陽(yáng)智能等，和下游央國(guó)企運(yùn)營(yíng)商如華潤(rùn)電力、國(guó)電投等則加速擴(kuò)產(chǎn)布局。作為目前產(chǎn)能最大的HJT廠商，華晟能源于6月26日公布了喜馬拉雅G12HJT24.73%，組件全面積轉(zhuǎn)化效率超過(guò)23%。估量到2023年三季度華晟將形成總計(jì)2.7GW的HJT4.8GW工程建設(shè)，2023年華晟合計(jì)HJT7.5GW，并有望到達(dá)10GW。金剛玻璃將在原有的1.2GWHJT4.8GW國(guó)家電投擬與福建鉅能電力共同建設(shè)5GW異質(zhì)結(jié)工程；華潤(rùn)電力在舟山規(guī)劃布局12GW的HJT包招標(biāo)。當(dāng)下HJT的合計(jì)產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)6GW，伴隨技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化與市場(chǎng)成熟度提升，后續(xù)具備進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)潛力。本錢與溢價(jià)空間方面，目前HJT與PERCW本錢端差距約0.2/W左右，國(guó)內(nèi)M6尺寸HJTPERC約0.2-0.3/W。HJT轉(zhuǎn)換效率已步入24.6%+時(shí)代，隨著設(shè)備和工藝的不斷升級(jí)，今年HJT25.00%+的量產(chǎn)效率。待微晶替代非晶、省硅省銦省銀等降HJT來(lái)越多，技術(shù)迭代的超額利潤(rùn)也會(huì)加速兌現(xiàn)。IBCIBC工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，兼容性優(yōu)越IBC金屬柵線穿插排列在電池反面的構(gòu)造。電池構(gòu)造方面，IBCPN了金屬柵線電極對(duì)光的遮擋，而金字塔絨面構(gòu)造和減反層組失，具有更高的短路電流。電池前外表無(wú)遮擋，提高轉(zhuǎn)換效光伏建筑一體化BIPV，具有較大的商業(yè)化前景。從工藝制程來(lái)看，IBC、開(kāi)槽、刻蝕以及PN區(qū)的制備。離子注入環(huán)節(jié)需承受精度PECVD或APCVD設(shè)備，刻蝕使用濕法設(shè)備，PN區(qū)的制備使用PECVD，開(kāi)槽使用激光開(kāi)槽設(shè)備。IBC的關(guān)鍵工藝在于在電池反面形成穿插排列pnIBC池的制作需要實(shí)行局部摻雜法，利用光刻或者激光形成所需p型區(qū)和nIBC度問(wèn)題和印刷重復(fù)性問(wèn)題，因此對(duì)電池反面圖案和柵線的設(shè)計(jì)要求非常高。作為產(chǎn)業(yè)化IBCSunpower研發(fā)的第三代IBC電池最高效率已經(jīng)到達(dá)25IBC電IBCI