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HIT

【淘股吧原创   2021-08-26 15:59 只看楼主(-1) 浏览/评论  335/0
异质结是什么?

异质结一种太阳电池。

太阳电池是利用光生伏特效应将太阳能转化为电能的装置,其核心为半导体PN结。(太阳能如何发电?PN结是什么?百度搜索“光伏混子说”)根据基体材料不同,可以分为晶体硅电池和薄膜电池。其中晶体硅电池发展成熟,是目前市场的主流。

太阳能电池最关键的指标就是电池转换效率。2015年之前,市场由铝背场(BSF)电池主导,效率19%。2015年开始PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)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。

随着PERC电池的各种plus版本都开发完了,再怎么搞也突破不了22%的效率。大家开始盯上了下一代技术——异质结电池

异质结(HIT)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。HIT(Heterojunction with Intrinsic Thinfilm)电池最早由日本三洋公司于1990年成功开发,因HIT已被三洋注册为商标,因此又被称为HJT、HDT、或SHJ。看到这几个单词别晕,都是指同一个东西。

HIT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。

HIT电池长啥样呢?

HIT电池怎么做的?

前面说到,HIT电池在1990年就研发出来了,而且效率这么高,为什么还没有产业化呢?原因很简单——

太贵了!

HIT电池的工艺流程比PERC电池要少,只需要4步,即制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、导电膜沉积、丝网印刷电极。

但是用到的设备却很贵。关键设备需进口,国内钧石能源能提供部分设备,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。

1)制绒设备:主要厂商有日本YAC、德国Singulus、德国RENA。捷佳伟创的清洗设备已完成样机并交付;

2)非晶硅薄膜设备-PECVD:壁垒最高,价值占到全部设备的60%。目前主要以进口设备为主,包括日本松下、瑞士Meyerburger、应用材料等,国内有钧石能源、迈为股份、理想能源、捷佳伟创

3)TCO薄膜设备-PVD或RPD:瑞士Meyerburger、德国Vonardenne、德国Singulus、日本住友等;捷佳伟创通过与日本住友合作也具备了RPD设备的供应能力,工艺成熟;

4)丝网印刷机:迈为股份占主导地位,捷佳伟创也推出了相关产品。

HIT电池成本有没有下降空间呢?

有!未来可以通过以下几个方面来提高性价比:

1)提高转换效率:由23%提高至25%及以上,发电量上去了,平均成本也就降下来了。

2)把硅片做薄:从上面的电池结构图可以看到,HIT电池采用的是N型单晶硅片。它与 P 型单晶硅片不同,即使薄片化也不影响发电效率。PERC硅片厚度在170-190μm,而HIT电池硅片厚度可以减薄至 120 μm甚至100 μm左右,从而降低硅片成本;

3)浆料减量及国产化:HIT的浆料采用的是低温银浆,生产工艺难度高,同时需要冷链运输,价格较常规银浆要高 10-20%。最初只有几家外企提供,如杜邦、贺利氏、京都电子,目前国内常州聚合、苏州晶银已经突破。随着技术发展以及国内生产商增多,未来可以通过减少银浆用量和国产化来降低成本。

4)设备国产化: PERC 只需要 2.5-3 亿元/GW,而HIT 电池进口设备约为 8-10 亿元/GW,国产设备约为 5-8 亿元/GW。目前钧石能源、捷佳伟创、迈为股份等公司已经在清洗、TCO、丝印等不同的环节具备了产品能力,随国产设备成熟,HIT 设备的成本有望大幅降低。

产业化情况

HIT电池成本太高,所以一直没有产业化。PERC电池的产能预计已突破100GW,而全球HIT现有产能仅4.1GW。国内约1.3GM,主要厂商有钧石、汉能、中智、通威

但PERC的造富模式,引发各路资金对HIT电池的追捧,产业中新老玩家纷纷加快HIT电池产线的投产。目前已有10多家企业参与到异质结电池研发生产中,规划总产能已超过30GW。

2019年7月25日,山煤国际公告称,与钧石(中国)能源有限公司已签署战略合作框架协议,双方拟共同建设总规模10GW的异质结电池生产线项目。2020年是HIT产业“元年”,预计将有4-7GW的新增产能投放。虽说这点产能与PERC相比是小巫见大巫,但若HIT成本能明显下降,替换PERC是大势所趋的事情。

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