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2018年环球光伏设置装备排列电池片技术远景:海外电池片样式、PERC电池片、HIT电池技术综合[图]

2019年09月23日 13:42:13字号:T|T

    光伏作为一种环球遍布认可的清洁能源,近来几年来成长无比迅猛。把柄国家能源局数据,2018年中国光伏新增装机容量44.1GW,光伏累计装机到达了174.6GW。而2018年环球光伏新增装机约为104GW,累计装机容量达506GW。2018年中国新增装机容量占环球的42.4%,同时环球光伏财产弛缓会合在中国,其中多晶硅占57.8%,硅锭硅片占89.6%,光伏电池占72.6%,光伏组件占72.0%。因此,中国已经成了环球最大的光伏市场以及财产基地。

2000-2018年环球、中国累计装机容量及增速(单元:GW)

数据源头:公然质料整理

    只要当度电资源真正低于燃煤电价,新能源调换激进能源才会发作经济效应,也才会真正迎来行业内生式的成长,因此环球列国光伏行业的成长都陪同着度电资源的起飞。把柄查询走访数据表现,2010-2018年,各弛缓光伏成长国家度电资源起飞幅度都到达60%以上;而中国这一数字到达77%,幅度位于天下前线。

    由于光伏体系终日职为技术资源、非技术资源。技术资源主如果组件代价,而非技术资源包罗税收、租金、接网费等其余用度。未来平价上网的历程,依靠于技术资源以及非技术资源的起飞,使患上体系资源趋于最小。

2011-2018.7光伏组件代价走势(单元:美元/W)

数据源头:公然质料整理

    由于非技术资源的起飞更多在于政策、回报对于市场的范例,调度后可见较好了局,但降本后劲了始终大。预想,非技术资源在2018年之后表现水平直线,表现出资源的刚性,预计相对于于值降失去间了始终大;因此未来要实现平价上网,更多要依靠技术资源的起飞,而未来技术资源起飞更多的依靠于技术后退,使患上体系发电小时数大幅进步,从而实现度电资源起飞。

    一、电池片技术

    随着光伏行业倏地成长、技术倏地后退,光伏设置装备排列行业亦处于增长周期。据查询走访数据表现,2018年环球光伏设置装备排列市场范畴达48亿美元,同比增长7.62%。把柄查询走访数据表现,硅料及硅片生产设置装备排列、电池片生产设置装备排列、组件生产设置装备排列的市场空间占比约为1:2:1,因此2018年环球光伏电池片设置装备排列市场范畴约为24亿美元。

2013-2018年环球光伏设置装备排列市场范畴及增速(单元:GW)

数据源头:公然质料整理

    追念光伏行业的成长,焦点了始终停是通过历程技术后退鞭策度电资源起飞,到达平价上网的目的。从金刚线切割革命到PERC技术遍布以及半片、叠瓦等组件技术的运用,光伏行业技术近来几年来有分明晋级趋向。而电池片方面,2018年PERC电池已经成标配,同时新一代光伏电池片技术也正在预测。

2018年海外光伏设置装备排列公司排行

数据源头:公然质料整理

    当初光伏电池片生产工艺弛缓包罗制绒洗涤、疏散制结、刻蚀、制备减反射膜、印刷电极、烧结及自动分选等7道工序。

光伏电池片工序

生产工序
内容
关键设置装备排列
海外弛缓厂商
外洋弛缓厂商
制绒洗涤
用酸(或者碱)将硅片概况切割损
伤层拆除了,再用化学溶液在硅片
概况制备出减反射绒面
制绒洗涤设置装备排列
捷佳伟创、上海思恩、张
家港超声、上海釜川、北
方华创
-
疏散制结
把硅片放在管式疏散炉的石英
容器,在高温下运用氮气将掺杂
物质通过历程硅原子之间的空地向
硅片外部浸透疏散,造成PN结。
疏散炉
捷佳伟创、丰厚设置装备排列、中
电集团公司48所、南方
华创
TempressSystems,Inc.、
CentrothermPhotovoltaics
AG
刻蚀
通过历程化学腐败法去除了掺杂后的
硅片边际的PN结合概况的磷硅
玻璃层
刻蚀设置装备排列
捷佳伟创、苏州聚晶
Schmid、RENA
制备减反射膜
通过历程在电池侧面成长减反射膜
增多光的反射
管式PECVD
设置装备排列、间断式
PECVD设置装备排列
捷佳伟创、南方华创、丰
艳服备、中电集团公司48
CentrothermPhotovoltaics
AG、Roth&Rau、Tempress
Systems,Inc
印刷电极
通过历程“丝网印刷”制备先后电极
丝网印刷设置装备排列
迈为股分、科隆威
Micro-Tech、Baccini
烧结
通过历程高温烧结造成杰出的欧姆
打仗
倏地烧结炉
迈为股分、捷佳伟创
CentrothermPhotovoltaics
AG
自动分选
对于了始终同转换效力的电池片举行
分档
自动分选机
捷佳伟创、罗博特科、先
导智能、无锡江松
Jonas&Redmann、
Schmid、MANZ

数据源头:公然质料整理

    二、PERC

    PERC,即钝化发射极以及背面电池技术,最先在1983年由澳大利亚迷信家MartinGreen提出,当初正在成了太阳电池新一代的常规技术。由于常规产线晋级为PERC产线法式大略,且与其余技术兼容性好,可大幅提升体系发电效力等,PERC电池当初已经成了光伏行业电池片干流。

    PERC技术通过历程在电池的后侧上平添一个电介质钝化层来进步转换效力,其焦点在于为常规光伏电池增长全包围的背面钝化膜。钝化工序是通过历程起飞概况载流子的复合来减小缺陷带来的影响,从而保障电池的效力。比拟于常规光伏电池生产流程,PERC电池多出两个法式:会集背面钝化层、住口以造成背面打仗。

2018年市场干流晶硅太阳能效力水平

数据源头:公然质料整理

    PERC技术对于常规电池产线有很好的兼容性,只要在常规电池的底子上增长背面的氧化铝+氮化硅的工艺+激光开槽的工艺就可以够实现PERC电池的晋级。因此,该晋级只要较少的资源投入,就可得到电池效力较高的提升,其中单晶电池的转换效力提升高出超过1个百分点,而多晶电池仅为0.5-0.8个百分点。

    由于起伏效力电池片之间有公道价差,假设一块60片尺度组价的封装资源是230元,电站培养历程中的面积资源为500元,则可估算到60片PERC电池片、常规电池片之间的公道价差为0.116元/W。假设变革后PERC产线可用三年,则非硅资源可增长约0.033元/W。因此变革后,每一瓦电池片可能多挣到0.083元,1GW产线变革用度一年几乎便可能收回。因此财产对于PERC产线变革抱有极大的激情亲切。而假设PERC电池片、常规电池片之间价差超过0.116元,则可得到逾额收益。

    2019年头至8月7日,高效单晶电池片代价由1.22元/W下滑至0.98元/W,下滑幅度为22.76%。以前,高效单晶、常规电池片的价差了始终停维持在0.2元/W之上,享受较高的逾额收益。当初年以来,二者价差从最高时0.27元/瓦,增多至当初的0.12元/W,已经至公道价差为0.116元/W。预计PERC电池、常规单晶电池将连结合理价差,未来PERC逾额利润将消散失。

2018年末各关键的有用产能与产量(单元:GW)

数据源头:公然质料整理

2018-2021年PERC电池产能及预想

数据源头:公然质料整理

    2018年新开海外产线已经整个为PERC产线,原有产线也在减速PERC线晋级。把柄查询走访数据表现,2018年已经占到电池片产能超过54%的份额,2019年预计会间断回升,到达73%。在电池片行业有提供偏松气候下,PERC电池的片面遍布使患上产物差夹杂较小,同时行业样式较为区别,因此PERC电池逾额利润增多。

PERC电池产能较为区别

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2016-2022年下一代N型电池占比逐年提升趋向

数据源头:公然质料整理

    2018年PERC电池已经成标配,逾额收益正在消散失,因此下一代光伏电池片技术正在蠢蠢欲动。而激进的晶硅电池理论极限效力为29%,因此在晶硅电池路线上发作奸淫*性技术的概率在了始终时起飞。当初电池片技术正由P型向N型变迁,干流的技术路线包罗N-PERT、N-TOPCon、HIT以及IBC,2018年各项环球产能拆散约为2.1GW、2GW、3.8GW以及1.5GW,N型产能计较约9.4GW。

    三、HIT

    HIT作为一种具备行业远景的电池片技术,具备浩繁技术短处,其中工艺大略、双面发电、无衰减、可薄片化,使其具备较高的成长后劲。当初朝大范畴量产瓶颈弛缓在于设置装备排列资源高,技术管制难,状况恳求低等。

HIT技术短处及量产瓶颈

HIT技术短处
HIT技术短处
工艺大略,结构
设置装备排列资源高,暂未成熟
双面发电,提升转换效力
前道硅片概况清洁化恳求高
无光致衰减
浆料间断印刷波动性难管制
实用于薄片化
焊带拉力的波动性管制难
高温工艺,最高了始终超过200度
后道必须运用高资源高温工艺以及质料

数据源头:公然质料整理

    当初,HIT焦点设置装备排列仍弛缓由外洋厂商提供,国产化调换历程处于成长初期,当初可提供制绒、非晶硅会集、TCO设置装备排列,预计于往年年末实现HIT整线设置装备排列周天下产化,并投入客户端片面举行量产验证。

    由于转换效力高,高效电池片、PERC电池片肯定有公道价差。假设HIT电池片效力为23%,比拟PERC电池效力为21%,则公道价差大要在0.132元/W。当初,HIT电池入口设置装备排列约为8-10亿元/GW,设置装备排列投资是PERC的2-3倍。假设PERC产线的投资金额为3亿元/W,HIT产线投资金额为9亿元,BOS资源730元/60片,假设HIT产线生产3年,则非硅资源比拟PERC产线将高出超过0.20元/W,因此公道价差着实了始终能包围非硅资源的增量,于是在这种状况下HIT产线投资着实了始终具备经济效应。

预想HIT电池片相对于于PERC电池每一瓦多挣(单元:元/W)

-
HIT电池片
HIT产线投资金额(亿元/GW)
10
9
8
7
6
5
4
3
公道价差(元/W)
0.132
0.132
0.132
0.132
0.132
0.132
0.132
0.132
非硅资源变迁(元/W)
0.23
0.2
0.17
0.13
0.1
0.07
0.03
0.23
HIT电池片相对于于PERC电池多挣(元/W)
-0.1
-0.07
-0.03
0
0.03
0.07
0.1
0.13

数据源头:公然质料整理

    当HIT电池设置装备排列投资约莫在7亿元/GW,HIT产线的红利才气与PERC电池相称;而当HIT电池设置装备排列投资进一步起飞,每一起飞1亿元/GW,每一瓦电池片毛利可提升0.03元,若HIT电池设置装备排列与当初PERC产线投资额相同为3亿元/GW,则比拟PERC,可实现0.13元/W的逾额收益。

    由于高效硅片具备摊销BOS资源的效应,因此在高BOS成当地域,如美国、欧洲等发财国家,HIT高效电池将具备经济性,而对于成长中国家如非洲、西北亚等地域,常规产线如单晶、PERC更具代价。而公道价差跟BOS资源成正比,在BOS资源高的地域HIT产物可能卖出更高的代价,因此尽管当初HIT设置装备排列代价较高,仍旧在BOS资源高的地域已经有经济性,未来随着设置装备排列代价的起飞,预计HIT的市场份额将分明提升。

2018年中国7家HIT厂商现实产量(MW)

数据源头:公然质料整理

    预想,HIT技术有望成了未来N型电池中最弛缓的技术路线,预计到2023年N型电池产能将到达26.4GW,而HIT电池产能将到达14.5GW,比拟2018年HIT产能提升约4倍。

    光伏财产中电池片的生产历程与半导体无比相似,都是操纵硅质料的特色完身了始终同的电学应声。二者所用的基滥觞基本色料都是硅,了始终同的是纯度了始终同。半导体级硅质料纯度到达9-11个9品级,而光伏只要到达6个9品级。此外,二者情理无比相似,都是在硅片上构筑PN结,因此在疏散制结、刻蚀、薄膜会集关键较类似。

    在2000年后,技术方向方面,半导体已经进入成长成熟阶段,行业的鞭策更多源头于后退先辈制程工艺的提升,整体行业也在举行工艺提升较量。而对于光伏,行业已经成长到平价上网的前夜,因此整体行业的指标在于通过历程技术后退早日实现平价上网,使患上整体行业迎来内生驱动式成长。因此,在未来一段时间,预计整体光伏行业的把稳力在于如何通过历程技术晋级来鞭策发电量增长,到达度电资源的起飞。其中,设置装备排列国产化是一条行之有用,且行业成长的必由之路。

2018时日伏财产各关键中国产量占比

数据源头:公然质料整理

    比拟海外集成电路收支口逆差金额间断扩展,光伏财产通过多年剧烈的市场相助,以及国家政策的反对,当初环球光伏财产弛缓会合在中国。

    2018年海外各关键产物的产量占环球总产量的58%~90%之间。由于财产大部门在海外,卑鄙电池片厂商由于寻求降本,而有能源与海外电池片设置装备排列厂商相助研发实现设置装备排列国产化,因此对于设置装备排列厂商的研发状况更为友好,使患上电池片设置装备排列的国产化更为不便。

    假设入口产线投资额为8亿元/GW,而国产化后投资额为4亿元/GW。在投资生产1GW的光伏电池中,可节约6亿元投资。假设操纵小时数1200,假设产线能运用5年,则可计较出一共可收回60亿度电。则相对于于入口产线,国产化产线可使患上每一度电资源节约0.067元。而由于在临界光伏平价的前夜,起飞度电资源将变患上更加艰难,国产化设置装备排列毫无疑难是到达平价上网的最有用模式之一。

    光伏是半导体的降维运用,二者的外在驱能源中,技术后退因素都霸占相称弛缓的职位中央。由于行业会了始终停长期成长上来,因此任何技术后退带来的度电资源的起飞都将吸引投资商举行设置装备排列的更新,只要这样才气空虚操纵效力带来的报酬。因此,就当初大热的PERC到未来的HIT技术等,每一轮的技术更替都市拉动新的电池片设置装备排列需要,同时伊耸贾蔗对于设置装备排列龙头公司的技术当先性举行强化。

    干系报告:智研征询宣告的《2019-2025年中国电池片行业市场需要预想及投资未来成长趋向报告

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