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学习HJT电池产业

HJT概述:异质结(HJT)是一种特殊的PN结,由非晶硅和晶体硅材料形成,是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,属于N型电池中的一种。HJT电池,全称晶体硅异质结太阳电池,是采用HJT结构的硅太阳能电池,该技术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,是高转换效率硅基太阳能电池的热点方向之一。HJT电池(异质结电池)具有转换效率高、双面率高、无光衰、温度系数低、弱光响应高、工艺步骤少、易于薄片化等优势。HJT电池的实验室效率达到26%以上,现有主流厂商的平均量产效率在达到23%。从效率来看,的确比PERC电池要高出一个台阶。关键设备需要进口,国内只能提供部分设备,其他厂商还在进入阶段,没有完全国产化。如果是全进口方案,单位投资成本约10亿/GW,与PERC设备的2.5亿元/GW相比,性价比明显低很多,国产替代潜力和空间巨大。年之前,市场由铝背场电池主导,效率19%。年开始PERC(电池起量,效率达到21.5%。目前光伏产业大部分都是用的PERC电池或者PERC的各种plus版本。从降本节点看,设备厂商在国产化基础上不断升级,工艺成熟度持续提升,国产银浆、银包铜技术及SMBB技术的持续导入,预计HJT降本进一步突破,成为重要催化因素。HJT发展路线:技术进步的方式分为颠覆性创新与延续性创新,当光伏电池片技术从P型转向N型时代出现了较为明显的技术分流:一路以TOPCon为代表的延续性技术,工艺与P型时代主流的Perc技术一脉相承;另一路以HJT为代表的颠覆性技术,性能上具有众多优势,但产线、工艺与Perc时代互不相通。目前来看HJT与TOPCon技术在电池片制造端已进入实战对垒阶段,二者孰优孰劣,市场声音莫衷一是。TOPCon作为Perc的延续性技术其产业化之路是顺理成章之事,短期的确定性已然显现。而从中长期维度看,HJT电池技术未来有望在众多电池片技术中脱颖而出,并在一定时间内成为业内的主流技术。HJT发展现状:HJT作为颠覆性技术,当下时点产业化之路仍有一定阻碍。(1)从技术角度看:1、HJT电池制备的核心工艺发生本质性变化,对于电池片厂商而言,上一个技术代际累积的产能会变为技术转型的“包袱”;2、在位电池片厂商在新的技术方向上布局、以及等待HJT市场成熟需要一定时间的沉淀;(2)从成本的角度看:测算年达产的HJT电池(基于M6硅片)单瓦生产成本比主流PERC电池仍将高出0.1元,对主流电池片厂商而言,大规模投产暂不经济。这些因素共同导致当前主流电池片厂商暂不可能大规模扩产HJT。市场为什么会选择HJT?HJT技术工艺流程大大简化:完成HJT电池技术仅需四个步骤,包括:清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜沉积以及丝网印刷。而工艺流程的简化,主要受益于HJT电池的对称结构。HJT电池是在单晶硅片的两面分别沉积本征层、掺杂层、TCO以及印刷电极。这样的一种对称电池结构大大减少了工艺设备和步骤,相比较传统的PERC以及TOPCon等晶体硅太阳电池,HJT电池工艺步骤更少。HJT电池是以n型单晶硅片为衬底,PECVD设备采用I-IN-P分层高品质非晶硅钝化连续镀膜技术完成镀膜,其中又以第一层的i以及最后一层的N为核心步骤。工艺流程的简化,对电池片生产主要带来两方面的好处:1)良率可控。传统PERC电池技术需要9-10道工序,对应良率约98.5%;TOPCon由于添加LPCVD、硼掺杂以及绕镀清洗设备三道工序,工序环节数量进一步提升,尤其LPCVD环节,使最终电池片良率仅为90%-95%,与PERC良率差异较大。产业化转换效率高:HJT无论在理论转换效率、实验室最大效率还是量产最大效率,均具备相对优势。转换效率高是电池片技术优越性直接体现,深度理解HJT电池转换效率高的核心原因,更须要从HJT太阳电池的结构和制造工艺来理解:1、高开路电压。HJT电池由于在晶体硅和掺杂薄膜硅之前插入了本征薄膜a-Si:H(i-a-Si:H),它能有效钝化晶体硅表面的缺陷,因而HJT电池的开路电压比常规电池要高许多,从而能获得较好的光电转换效率。2、温度特性好。通常,太阳能电池的性能数据是在25°C的标准下测量的,但是电池组件所处的环节更为复杂,不同区域外界环境温度的变化差异也较大,因此高温下的电池性能也与转换效率密切相关。3、光照稳定性好。光衰一般发生在P型掺硼硅片中,同理于TOPCon电池,由于HJT电池采用N型单晶硅作为衬底,不含硼,不存在B-O对导致的光致衰减问题。4、双面发电。HJT电池的双面率较高,双面率在90%以上,甚至可到达到98%,而PERC双面率相比之下低5%~10%。附HJT电池概念一览(出自券商研报):设备:迈为股份、金刚玻璃、捷佳伟创、金辰股份、帝尔激光、奥特维银浆:苏州固锝、帝科股份切片:高测股份胶膜:赛伍技术、鹿山新材清洗:京山轻机储能投研

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