电池片江湖风云再起!HJT阵营正准备向TOPCon发起一场总攻?

赶碳号 2023-08-28 16:08:26

当前TOPCon、HJT两条技术路线孰强孰弱,一目了然:TOPCon一骑绝尘,是当前绝大多数企业的共同选择,甚至已成N型电池代名词。反观HJT,据SOLARZOOM统计,自2022年1月份至2023年8月中,前后近40家企业曾轰轰烈烈地公告,超过合计600GW的HJT异质结电池项目。

但是,HJT阵营目前分化严重,有些企业已经半途而废,有的则在资金、技术、成本等压力下苦苦挣扎,只有极少数企业,孤勇前行,继续扩张……

今天,我们聚焦一场HJT的大聚会,以期能够窥一斑而见全豹。

图为通威太阳能HJT电池

2023年8月25日,“2023HJT异质结&叠层技术产业峰会”在上海举行。这次少数派HJT阵营底气有点儿硬:降本增效实现突破性进展,通威、阿特斯等头部企业有望加入HJT阵营。

01头部企业的艰难选择

HJT拥趸、明阳光伏研究院院长罗骞经常感慨:

“一直以来,在HJT阵营缺乏晶科能源这样的引领者。但是,现在这种局面可能将要改变。”和明星企业扎堆的TOPCon相比,HJT阵营显得有些孤单。2022年,光伏组件出货量TOP10企业,没有一家纯HJT技术路线的企业。但是,TOP10中,没有一家缺席TOPCon。纵使隆基绿能在HJT创造了多项电池转换效率的纪录;天合光能HJT技术已经研发布局10年之久,通威股份、阿特斯均宣布同时布局了TOPCon、HJT两大技术路线……但是上述这几家企业,均没有旗帜鲜明地举起过HJT技术路线的大旗。

阿特斯技术研究院院长蒋方舟讲了一通大实话:

“对于跨界干光伏的企业来说,HJT进入门槛很低,只要能盈利,就可以做;但是对于头部企业来说,门槛却很高,至少要达到Level2,甚至要达到Level3,在效率、成本、产品溢价三项指标上做得更好,投资回报不能低于TOPCon。”注:以上仅指运营利润(售价减去成本),不含研发费用和管理费用通威股份光伏首席技术官邢国强也认同上述观点,头部企业要考虑的因素实在太多了。HJT的前景即使再好,也要回到现实。企业放着正在赚钱的TOPCon不做,而去做不怎么赚钱的HJT,怎能向投资者交代呢?

经历数次光伏周期屹立不倒的大企业们都知道:稳健更重要。在一条技术路线还没有成熟时,姑且让跑得快的企业先行先试。先行者不断试错,交够了学费,找到一条正确的道路之后,自己再跟进其实也不迟。无论是PERC还是TOPCon,都是因循着这样的逻辑。

但是现在,HJT量产的条件似乎已经逐渐成熟,头部企业对HJT的态度,也正在发生微妙的变化。阿特斯,是市场中极少数能够同时提供TOPCon和HJT组件产品的企业。当然,阿特斯的HJT组件的出货量还很少,其iHero系列产品主推54片半片规格,组件最高功率达到445W,组件效率可达22.8%。

阿特斯在刚刚发布的中报中,披露了HJT的喜讯:

目前阿特斯的 HJT 中试线已经量产,电池量产效率达到25.6%。公司通过双面微晶改造技术,实现效率的进一步提升,预计今年四季度量产效率提升至26%。不过,阿特斯官网上的主力产品均是TOPCon和PERC,并不见这款产品的身影。

通威股份今年在HJT方面亦有重大突破。

2023年6月,通威太阳能启动210半片微晶技改,搭配THC技术(全称:Tongwei HJT Cell,使用HJT技术路线的通威电池片产品),预测组件功率达到710瓦,比PERC高出55瓦,成本进一步降低。

2023年8月,通威210半片双面微晶技改完成,量产效率最高达26.49%,2023年四季度THC将开启GW级量产验证。

据了解,另外还有两家TOP10的组件企业亦有可能布局GW级HJT量产组件。

如果说之前TOPCon一统江湖,大企业并未真正参与HJT,那么现在,几家头部企业HJT的量产计划和行动,算是打开了一个缺口。这将极大提振HJT阵营的企业以及投资者们的信心。毕竟,对于大多数人而言,在自己看不明白的时候,可以相信头部企业的选择与判断。

另外,包括HJT在内,任何一条技术路线,只有参与的人多了,通过技术进步不断地提质、降本才会更为迅速。

按照蒋方舟、邢国强的逻辑,现在一些企业加大布局HJT的力度,或许是因为HJT在市场竞争力方面,已经达到或赶超TOPCon,至少是有把握在未来能够赶超TOPCon。

这些观点,都可以视为HJT阵营尝试发起反攻的一个积极信号。

02降本压倒一切

HJT为什么不及TOPCon受欢迎?

原因大家都清楚:转换效率没有明显提升,成本高出一大截。HJT电池技术研发的核心就是“提效降本”。

HJT工艺仅有四步:清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜制备和丝网印刷。HJT降本路线也非常清晰,业内基本达成共识——“三减一增”。具体包括:

“减银:银包铜解决方案”、“减栅:0BB工艺解决方案”、“减硅:硅片薄片化”以及“一增:UV转 光胶膜增效延寿命”。

除此之外,“低铟”、“电镀铜”等技术均为重要的HJT提效降本方案。

现在HJT降本的成果非常显著。

东方日升异质结事业部总经理杨伯川举例说:“降低金属化成本为例,东方日升异质结团队通过0BB技术、低银浆料、电镀铜等多种手段,看到了将银浆成本从之前2毛/W降至5分/W以下的巨大可能。”

杨伯川根据东方日升现有的进度和数据,预测这一目标在2024年上半年就能实现,届时异质结电池的单瓦银耗将达到惊人的7mg/W。

“减银”、“减栅”是HJT电池研发该做的事情,“减硅”似乎有点超出电池企业主业了。但是现在HJT的企业研发趋势就是向上游拓展——做硅片。

其中,华晟新能源旗帜最为鲜明,不仅布局了硅片产能,且又开发CCZ(单晶连续直拉技术)等。

通威股份在发布中报的同时也宣布在乐山的峨眉山市、五通桥区各投建16GW拉棒、切片、电池片项目。

阿特斯中报披露,基于 N 型(掺磷)硅片热处理吸杂技术,在晶体端导入多拉棒、使用 P 型单晶原料等技术,在切片端导入半棒切片、超薄硅片等技术,目标是做出适合HJT的低成本硅片。

企业做HJT电池,现在延伸到硅片,是基于HJT的独特性:

第一,硅片减薄不影响HJT电池转换效率,HJT天然适合薄硅片。HJT电池低温工艺减少了硅片受热发生翘曲的可能,所以相比TOPCon电池,HJT电池的硅片薄片化优势更为明显。目前HJT已经导入110μm厚度的量产,未来有望降低至100μm甚至90μm,而TOPCon目前主流厚度在125μm-135μm之间。

究竟将来HJT硅片能多薄,硅片和电池片企业估计还没有完全计划好,但是做切片设备的高测股份已经向50μm的厚度去研发了。

不过,硅片也不是越薄越好。去年,隆基绿能钟宝申在杭州就曾公开表示,硅片无限度地薄会增加隐裂等风险,毕竟光伏组件是一个需要使用二三十年的产品。这个观点也代表了行业对于硅片薄片化的普遍担忧。

第二,由于HJT电池对硅片的氧含量并不敏感,因此可以采用剩余的边皮料直接切割成半片,可直接降低成本。

TOPCon对硅片氧含量更为敏感,因此对边皮料切割的硅片适用度低于HJT电池。也因此,华晟能源现在可以100%使用价格更有竞争力的颗粒硅,且技术上实现了连续直拉,通过工艺改进,降低生产成本。

硅片双龙头之一的TCL中环,宣称可以生产几百种硅片,自然也是可能满足HJT电池所需要的硅片。但是现实是:TCL中环可以提供更薄硅片、较低要求的氧量硅片,但价格并不美丽。

由此,HJT企业为了降本,只能自己亲自下场做硅片。

0326%,只是HJT的起点?

面对现在形形色色的降本途径,通威股份邢国强反复强调:“所有以降低效率为代价的降本,都是短期的。随着技术的进步,效率的杠杆作用将越来越大。未来还就是把效率提上去,用效率胜于市场。”

HJT和TOPCon相比,效率如何?之前HJT不被看好的原因在于,转换效率没有较TOPCon有明显提升,但是成本却高出不少。从各家公司披露的电池转换效率上,暂时没有看到HJT在效率上明显领先。

之前赶碳号就已经关注到:各家企业披露的TOPCon转换效率普遍较高。几乎所有企业披露的效率均在25%以上,大多数企业在25.5%以上。晶科、捷泰、天合头部企业预计年底电池转换效率在25.8%。HJT电池的转化效率情况如下:

今年3月,华晟三期导入i-HJT3.0工艺,有望迅速将华晟182异质结电池片量产平均效率提升至25.5%以上;阿特斯披露,通过双面微晶改造技术,实现效率的进一步提升,预计今年四季度量产效率提升至26%;通威股份披露,2023年8月,210半片双面微晶技改完成,量产效率最高26.49%,2023年四季度THL将开启GW级量产验证。

从数据上看,两条技术路线差距有一些,但是并不大。但是TOPCon普遍存在电池转换效率降档的问题,一般需要降两档:TOPCon25.4%的电池转换效率,相当于PERC或是HJT的25%。

据一位不愿透露姓名的HJT研发人员介绍:“假如TOPCon的实际效率达到25%,那么700W+组件应成为主流。”

根据InfoLink数据,以TOPCon M10 双玻组件144 版型主流档位570-575W 为例,实际效率约为24.2%。这种TOPCon电池转换效率虚高的现象,有少部分属于企业自己虚假披露 ,有的则是客观原因造成的,是TOPCon电池效率计算方法和其在组件中的应用决定的。

因此,一些TOPCon电池片成品,要标注两个转换效率:电池名义转换效率和实际效率。

东方日升全球市场总监庄英宏大胆预言:26%的转换效率可能是TOPCon的天花板,但它只是HJT的起点。这种说法虽然夸张,但展示了他对HJT未来的信心,也不无道理。

首先,HJT的理论转换效率更高。若与钙钛矿叠层可以达到30%以上。虽然,这看上去貌似仍很遥远。

其次,HJT中试线效率不断创新高,转换效率提升更快。

有一种未经证实的传闻,现在一些企业能够“轻松”地在HJT中试线上做出来26%、27%以上的效率,实验室最高效率已达到29%。

不过,这些转化效率尚未经过第三方机构的验证。现在经第三方验证的纪录仍是去年隆基绿能创造:转换效率达26.81%。如果上述传闻属实,那么隆基的这个世界纪录将被轻松击破。

不管怎样,HJT方面的效率提升给外界的印象,要比TOPCon更容易一些,也更快。

通威股份去年年报披露N型TOPCon电池平均转换效率达到24.5%,HJT电池平均转换效率达到24.6%(部分新建TOPCon和HJT产线效率更高)。

天合光能披露:N型i-TOPCon电池量产效率提升至25.3%;同步积极投入研发新型HJT电池,实验室效率达到25.6%。

HJT企业未广泛披露中试效率的另一个原因,仍然在于成本过高。在实验室条件下,HJT电池叠加了许多新技术,是在高成本下做出的高效率,尚不能实现商业价值,也没有现实意义。

尾声

一家尚未布局HJT的头部企业研发高管表示:

“我们希望看到其他企业在HJT技术上的突破。只要一家企业能做出来,就能证明技术路线可以走得通,其他企业很多就能复制。一家企业的成功,就是整个行动的成功。”

该企业一直在研发,一直在观望,随时准备着。

华晟新能源的掌门人徐晓华就说,“异质结已经过了需要摇旗呐喊的时候,现在到了需要闷头干出来的时候。”HJT需要企业用行动证明自己。TOPCon路线成为N型技术的主流仅用了几个月,HTJ若要“迎头赶上”可能也只需要一个契机,比如量产电池效率的新突破、成本的大大压缩。

现在HJT玩家越来越多,现在通威、阿特斯已经释放出了积极的信号,未来若隆基、正泰等头部企业跟随,那么HJT的降本增速之路将会更快。

END

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