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電池提效是光伏降本必經之路 N 型電池組件溢價空間可期

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電池提效是光伏降本必經之路 N 型電池組件溢價空間可期

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雙碳目標指引下,光伏產業前景可期,但因上下游產能不匹配造成的短期供應鏈失衡,仍然是行業面臨的挑戰。在近日財聯社蜂網專家電話會議上,中國科學院電工研究所太陽電池技術組組長王文靜圍繞光伏電池產業的變革與機遇,進行了解讀。

降本是光伏產業一以貫之的追求,面對硅料價格上漲、產業鏈成本抬升等,王文靜認為,電池提效是降本的根本性措施。在 N 型電池組件爆發元年,王文靜分析了 TOPCON、異質結等主流技術路線差異,認為高效電池淘汰低效電池是必然趨勢。

能源危機推進清潔能源發展

王文靜認為,光伏發展動力來源于對化石能源替代和環境危機。

據機構預測,2040 年化石能源消耗將迎來頂峰,此后消耗量將會下降,由可再生能源替代,因此能源轉型是大勢所趨。在能源安全方面,近期歐洲天然氣價格因俄羅斯斷供而導致暴漲,歐洲為了擺脫單一能源依賴大力發展可再生能源。

今年 3 月,德國經濟部提出一份待立法的草案,該國計劃加速風能和太陽能基礎設施的擴張,將 100% 可再生能源供電目標提前 15 年(至 2035 年)實現,法國目標 2050 年至少開發 100GW 光伏電站。

今年以來,國內光伏建設同樣超預期推進。國家能源局最新數據顯示,截至 5 月底,光伏發電在建項目 121GW,預計全年光伏發電新增并網 108GW,同比上年實際并網容量增長 95.9%。據國家能源局和發改委文件,旨在錨定到 2030 年我國風電、太陽能發電總裝機容量達到 1200GW 以上的目標,加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系。

王文靜認為,世界各國對光伏建設雄心勃勃,對制造業而言是重要利好。價格方面,長遠來看光伏產業鏈價格毋庸置疑是逐漸走低,但是近兩年因下游擴張導致供應鏈不平衡等情況發生,因此價格出現短期波動。

2021 年以來,大宗商品輪番漲價對光伏產業鏈影響明顯,硅料目前 25.5 萬元 / 噸的價格,較 2021 年 5 月之前 17.8 萬元 / 噸漲幅明顯,并引發下游硅片和電池跟漲。此外,光伏玻璃、背版材料、POE 粒子等商品普漲,加上電力價格上漲,上游拉晶、切片環節又是高能耗產業,硅料硅片必然上漲,抬高產業鏈成本。

目前,產業鏈的價格博弈仍有發生。硅料、硅片的價格上漲,對中下游電池片和組件環節沖擊顯著,而電池片和組件又受制于終端電站的接受程度,組件價格維持在單瓦 1.8 到 2 元之間,漲幅不及上游。在復雜的背景下,降本預期加速受到產業鏈矚目。

N 型電池降本空間可期

降本的需求期待著太陽電池制造各個環節的技術進步。值得注意的是,光伏產業并不缺少創新突破,其中電池片擔綱重要角色。從 BSF 到 PERC,到 TOPCON 和異質結,以及 IBC、TBC、HBC 等各種背接觸技術電池,不同的路線各有差異,其最終追求的都是發電效率的提升,從而到來成本的進一步下降。

對于目標市場的 TOPCON 和異質結兩種 N 型電池技術,王文靜分別作出分析。下一代電池的邏輯,是將金屬和半導體盡量隔開,不接觸。TOPCON 做了第一步,在電池背表面用二氧化硅,將金屬和二氧化硅隔離開,但是其局限在于正表面沒有做金屬半導體隔離技術,和 PERC 同樣存在較強的金屬和半導體復合,因此目前結構的 TOPCON 電池在技術上只是過渡。如果 TOPCON 正表面也做二氧化硅鈍化,才能真正提高效率。

從工藝步驟來看,BSF(鋁背場電池)、PERC 和 TOPCON 是一套繼承式技術進步,漸變式發展,因此現有 PERC 產能的大廠傾向于通過 TOPCON 實現 N 型電池組件的快速放量。不過,也因工藝疊加等原因,其良率也存在不穩定的可能。

異質結方面,由于其顛覆此前設計,工藝步驟只有 4 步,包括非晶硅薄膜沉積、透明導電薄膜沉積等。工藝簡單帶來良率的提高,同時效率也提高了。王文靜表示,異質結可以使用銀包銅漿料來大幅降低電極成本,以及容易和鈣鈦礦疊層,近年來在業內公司的共同努力下,性價比提升迅速。

異質結電池的另一個降本因素在工藝設備的降價。王文靜表示,如果使用非晶硅電池,異質結單 GW 投資成本今年在 3.5 億元。如果使用單面微晶硅,甚至雙面微晶硅,設備價格會高一些。今年 4 億元左右能拿下單面微晶硅,明年 4 億能拿下雙面微晶硅。

N 型溢價被看好

今年以來,N 型組件開始在央國企光伏電站招標中嶄露頭角。從簽單情況,N 型組件較 P 型有較為明顯的溢價。王文靜介紹,目前電站對 TOPCON 組件接受單瓦 0.1 元左右溢價,異質結組件在 0.2 元 -0.25 元左右,國內外市場會有所區別。

異質結電池組件的溢價空間來自于電站 BOS 的下降和發電量的增加。王文靜表示,N 型組件有溫度系數低,雙面率好,衰減少等特點,在長期使用中會增加業主的收入。此外,組件功率密度的提升可以降低電站 BOS 成本,從而使得電站投資有所下降。這一升一降,使得異質結組件的光伏電站的 LCOE 顯現出競爭優勢。

事實上,降本增效是光伏產業主旋律,并滲透在各個環節中。2021 年,p 型單晶硅片平均厚度在 170 μ m 左右,較 2020 年下降 5 μ m,異質結電池所用 N 型硅片厚度已經降到 140 μ m,且不排除近期仍有進一步變薄的可能。此外,電池銀漿耗量下降等,均是降本的方向。

王文靜認為,最關鍵的降本手段就是效率提升。提效或許會增加電池加工成本,但是節省了硅料、硅片、組件加工和 BOS 等其他成本。同時,電站使用環節還存在一定的發電量增量收益,同樣是考量因素。

以異質結組件為例,其雙面率高和溫度系數低的特點,需要結合到電站安裝方式、地形條件、背面輻照量、環境溫度等條件具體評估,并結合使用壽命和衰減條件等影響因素,具體增加的發電量與電站建設的條件有關,將在電站使用過程中逐漸體現。

來源:科創板日報

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