TopCon电池率先一步量产,一年产能有望超 60GW,设备和材料站上隐形“风口”
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- 来源:工业热回收网
近日,TOPCon电池(隧穿氧化钝化电池)受到A股市场关注。
相比起现有的P型光伏电池技术,TOPCon电池转换效率更高,且相比于同为N型电池的HJT,TOPCon电池的量产成本更低。
TopCon量产先赢钙钛矿
在光伏电池中,现有的P型PERC(发射极钝化和背面接触)光伏电池技术已经非常成熟,其2021年的市场占有率高达91.2%,规模化发电效率23.1%,已接近极限值24.5%左右,产品日渐利薄,未来效率优化空间极小。
在晶硅电池的潜力路线中,转换效率比P型更高的N型电池(主要包括TOPCon和HJT电池)已经登场。TOPCon、HJT电池理论发电效率均可达到27%以上,实际量产平均转换效率分别为24%、24.2%。而钙钛矿单层电池的理论转化率达到了33%,如果是叠层电池,其理论转化率可达43%以上,并且转化率可随着叠层数量增加而继续提升。
目前,对HJT电池,已有多个头部企业入局,利好政策也不断推出。在5月13日,腾讯投资领投了主营钙钛矿电池的昆山协鑫光电材料有限公司的B轮融资,规模达数亿元。
政策方面,今年4月,国家能源局已发布《“十四五”能源领域科技创新规划》,要求推动高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术,研发大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池。
6月1日,政策上再迎利好,国家发改委、能源局等九部委联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》,其中要求在新型光伏电池领域加大技术创新攻关力度,推动行业进一步降本增效。规划明确提出,要加强前瞻性研究,开展新型高效晶硅电池和钙钛矿电池等应用示范。
记者从天合光能处了解到,虽然理论上钙钛矿电池的极限转化效率最高,但目前实验室测试效率仍未达到极限效率水平。该公司负责人指出:“对于公司商业化目的而言,我们既要考虑技术的成熟度,还要考虑量产成本。相比之下,TOPCon电池更适合作为当前的量产选择。”
一位私募基金分析师对记者表示,2022年以来,TOPCon是行业扩产重点,且在面临大规模PERC产线设备资产折旧计提压力下,升级为TOPCon电池,拉长设备使用周期,降低沉没风险,是未来2年到3年具备性价比的路线选择之一。HJT方面,在中长期也还有降本与应用空间,而钙钛矿电池,其极限转换率仍处于实验室阶段,量产仍需假以时日。
TOPCon 产业化进程持续加速,2022年产能有望超 60GW
TOPCon 工艺趋于稳定,具备产业化基础条件。
TOPCon 早期存在的问题主要有三点:一是硼扩替代磷扩后工艺温度更高;二是氧化隧穿及多晶硅层后容易出现绕镀,且镀膜均匀性较差;三是离子注入设备相对较贵。随着 LPCVD、硼扩散设备成熟、二次磷扩替代离子注入、通过 RCA 清洗或单面掩膜等方式控制绕镀后,TOPCon 的工艺趋于稳定,且良率从早期的 70-80%提升至 95%以上。TOPCon 产业化进程持续加速。
2021Q1~2022H1,晶科、晶澳、中来、一道、钧达等多家企业都宣布了 GW 级的 TOPCon 产能扩充计划,近期新增的 PERC 产能也基本上都预留了升级 TOPCon 的空间,以备后续升级。根据 PV InfoLink 统计,截至 2021 年底,各家厂商宣布布局 N 型 TOPCon 电池的产能已超 130GW。
根据我们统计,截至 2022 年 7 月1日,主要厂商的TOPCon电池已有产能约28GW、在建产能约78GW、规划产能约 41GW。我们预计 2022 年国内 TOPCon 电池累计产能有望超过 60GW,2023年总产能有望超过 80GW。
TOPCon 单 GW 投资额约 2 亿元,设备厂商各有所长。
2020年之后的 PERC 产能在预留机位的情况下能够改造升级为 TOPCon,工艺各环节设备投资额及占比如图表 16 所示,其中核心的路线差别是 PECVD、LPCVD,单 GW 投资额约为 2 亿元。TOPCon 设备主要玩家包括拉普拉斯(LPCVD 成熟方案供应商)、捷佳伟创(PECVD、LPCVD、硼扩等均有布局)、普乐(LPCVD)、帝尔激光(N 型激光掺杂设备)、奥特维(N 型激光掺杂设备)、金辰股份(PECVD)。
三大细分赛道迎需求高峰
1.TOPCon 设备
TOPCon 技术路线具备高效率和低成本的性价比,并且能承接原有 PERC 产线改造升级,TOPCon 电池厂商加速扩产,产业链利好刺激持续催化,将推动相关设备环节发展。TOPCon 相较于 PERC,已经具备明显的发电效率提升(1.5%-2.0%),预计未来一年的成本优势也将显现。
按照国内外电池厂商投资规划,预计 2022 年开始,TOPCon 有望进入产能爆发期,TOPCon 产能主要来自于新增投产和 PERC 产线改造,随着设备国产化、材料与工艺成熟度提升,假设单 GW 的设备投资额如下表,预计 2025 年 TOPCon 设备投资超 240 亿元,四年合计投资超 700 亿元。
TOPCon 电池的设备中沉积设备的选择一直是备受关注的方向。一方面,已经有厂商在量产中采用了 LPCVD 设备;另一方面,PECVD 在经历了半年试用后预计也将逐步获得验证。LPCVD 设备和 PECVD 设备都将成为 TOPCon 电池产能扩张中的选择,且 PECVD 设备在扰度问题解决和成本上都具有优势。
2.银浆
TOPCon 扩产持续推进,银浆低耗量和国产化进程加速。导电银浆属于电子材料行业中工艺与辅助材料,具有导电性强、稳定性高、固化温度低等性能。银浆可分为正面和背面银浆,正面银浆主要起到汇集、导出光生载流子的作用、常用于 P 型电池受光面及 N 型电池双面;背面银浆主要起到粘连作用、对导电能力要求相对低、常用于 P 型电池背光面。
对于 TOPCon 电池而言,银浆成本占电池非硅成本 40%以上,目前单 W 银浆耗量 15-21mg,仍显著高于 PERC 电池,银浆降本成为 TOPCon 量产发展重要的环节。一方面,通过细线化+多主栅降低银浆耗量,目前龙头企业已经具备超细栅+SMBB 工艺技术;另一方面,银浆国产化已在持续降本,目前 TOPCon 银浆国产化进程已经超 20%,预计这一进程会随着国内 TOPCon 电池产能投产而实现加速。
作为市场主流,高温银浆近年对进口依赖降低。国内厂商通过高性价比以及优质及时服务开始逐渐替代海外厂商,根据各家公司规划,预计于 2022 年,前四名国产银浆厂商正面银浆产能可能超过 2200 吨。2020 年我国正面银浆消耗量为 1763 吨,预计于 2022 年,前三名厂商的产能可充分覆盖国内正面银浆市场需求,成为主要银浆供应商,未来光伏银浆行业集中度将进一步提升。
3.POE 胶膜
1)TOPCon 产能扩张,带动 POE 胶膜需求量增加
目前来看,TOPCon 电池的组件封装上主要采用 POE 胶膜(包括共挤型胶膜),主要是得益于 POE 胶膜更好的水汽阻隔性和抗 PID 特点。TOPCon 组件产能的扩张也将增加对于 POE 胶膜的需求。在双玻组件渗透率提升的情况下,POE 胶膜的占比超过 30%,而叠加 N 型产能扩张后,预计 POE 胶膜的渗透率有望进步一提高,POE 胶膜不管是销售价格上还是在毛利率上相较于普通的 EVA胶膜都有所增加,从而带动有工艺优势的企业收入和毛利率的提升。
2)2025年全球全球胶膜需求将达 43.93 亿平米
根据测算,预计 2021 年全球有望实现装机 160GW,对应全球胶膜需求约18.14 亿平米,同比增加约 21.74%;2022 年全球有望实现装机 210GW,对应全球胶膜需求23.56亿平米,同比增加约29.84%;2025年全球有望实现装机400GW,对应全球胶膜需求 43.93 亿平米,年均复合增速约 24.13%。
文章来源:三观红日,银柿财经,远瞻智库
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