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光伏电池:N型电池将成下一代主流方向
时光投研
高抛低吸的公社达人
2021-06-27 13:41:56
随着P型电池接近效率极限,N型电池技术料将成为未来发展的主流方向,其中TOPCon和HJT技术为产业投资和市场关注的重点。
晶硅电池技术是以硅片为衬底,根据硅片的差异区分为P型电池和N型电池。
P型电池(左)和N型电池(右)结构示意图:

 两种电池发电原理无本质差异,都是依据PN结进行光生载流子分离,但是由于扩散B元素和P元素在实际工艺上差异、以及晶体硅内部缺陷对光照的响应和对少子的捕获能力差异,导致二者在实际工业生产中面临不同的挑战和发展前景。

P型硅片制作工艺相对简单,成本较低,主要是BSF电池和PERC电池,为目前主流。
N型效率更高,但是工艺复杂,目前投入比较多的主流技术为HJT电池和TOPCon电池,2020年仅占比约3.5%。根据CPIA预测,2030年,N型电池的市占率或将达到56%左右,前景十分广阔。
光伏电池片技术路线:

 

P型电池:PERC电池为主流


传统单晶和多晶电池主要技术路线为铝背场技术(Al-BSF),目前主流的P型单晶电池技术为PERC电池技术,该技术制造工艺简单、成本低,叠加SE(选择性发射技术)提升电池转换效率。
PERC电池技术的推广主要得益于单晶硅片的大规模推广,设备国产化率快速提升等因素。根据CPIA数据,2020年新建量产产线仍以PERC电池为主,PERC电池市场占比达到86.4%。
从目前电池效率看,隆基24.1%的转换效率已经接近PERC电池24.5%的极限效率,电池厂商研发重心已经逐步转向新的技术,PERC技术正式进入变革后周期,市场存在明显的“效率焦虑”。


N型电池转换效率高,有望替代P型电池成为未来光伏电池主流技术。

理论上来说N型电池优势明显:与传统的P型单晶电池和P型多晶电池相比,N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好、载流子寿命更长等优点。

从目前技术发展来看,P型PERC电池已经迫近效率天花板,降本速度也有所放缓。而N型电池效率天花板较高,电池工艺和效率提升明显加快,未来转换效率提升空间更大。
根据光伏协会产业发展路线报告,N型高效电池2030年转换效率或超过25.5%,比P型电池高出1个百分点以上。
随着国产化设备成本不断降低,且N型电池效率提升空间具备优势,对更高效电池的追求也成为市场的选择,有望成为下一代电池技术的发展方向。

各种电池技术平均转换效率变化趋势:

 

N型电池主流技术:HJT电池和TOPCon电池

目前实现小规模量产(>1GW)的新型高效电池主要包括TOPCon、HJT和IBC三种。
HBC、叠层电池暂时还处于实验室研发阶段。同时,N型电池技术组成的叠层电池,转换效率将有进一步提升的空间。
HJT与PERC工艺路线完全不同,无法延伸,只能新投产线,且HJT与主流的PERC生产设备不兼容,因此PECVD等制膜和真空设备的投入会给企业带来较高的转换成本。

HJT电池设备企业及对应工艺环节:

 国内各大光伏企业均在积极布局N型电池。

根据隆基股份2020年以来的投产公告推测,其新建的电池项目中约有33GW将要布局TOPCon,包括银川5GW、西咸15GW、宁夏3GW、曲靖19GW。
通威股份金堂(一期)7.5GW高效太阳能电池片项目和眉山(二期)7.5GW高效太阳能电池片项目均预留了TOPCon新型高效电池技术升级空间。
晶科能源2021年1月7日宣布,其大面积N型单晶硅单结TOPCon电池效率达到24.9%,再破世界纪录。目前已有部分产能。
天合光能2015年开始布局公司i-TOPCon电池研发,2018年技术实现产业化,目前量产平均转换效率23%,2019年5月公司i-TOPCon电池转换效率还一度达到24.58%,打破了世界纪录。


声明:文章观点来自网友,仅为作者个人研究意见,不代表韭研公社观点及立场,站内所有文章均不构成投资建议,请投资者注意风险,独立审慎决策。
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隆基绿能
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通威股份
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晶科能源
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天合光能
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捷佳伟创
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真知无价,用钱说话
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  • 只看TA
    2021-07-01 15:10
    光伏电池:N型电池将成下一代主流方向
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  • 秦淮资本
    中线波段
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    2021-06-27 23:57
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    2021-06-27 15:48
    不错,转发了
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  • 只看TA
    2021-06-27 15:12
    HIJ居然不吹爱康?
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  • 职业投机
    超短追板的机构
    只看TA
    2021-06-27 21:18
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