光伏发电产业的发展史,就是一部围绕降低度电成本而不断进行技术变革的演变史,就是提高发电效率、降低发电成本的变迁史,从多晶硅到单晶硅的替代、PERC到TOPCON或HJT的迭代、组件大功率化的升级,都是围绕这一目标而进行的技术创新和迭代升级。
其中,电池片领域的TOPCON和HJT技术路线之争,是目前最受市场关注,也是影响光伏发电产业未来发展的最关键技术竞争。
本文将从转换效率、发电成本等视角出发,分析两者的优劣和未来发展趋势。
一、转换效率 光电转换效率决定了光伏组件的发电效率,是光伏发电领域最核心的指标。
目前,市场主流的PERC技术的转换效率在23%+,非常接近理论上的转换效率上限24%,上升空间已经很小,这也是其之所以被认为将被加速替代的主要原因。
目前,HJT和TOPCON是最有可能替代PERC的两种技术,理论转换上限都高达28%+,目前转换效率也已经突破25%,无论是目前的转换效率还是未来的增长空间来看,相对PERC都具有显著的优势。
从理论上的上限来看,HJT和TOPCON相差不大,TOPCON甚至具有略微的优势,但HJT在双片率、叠加钙钛矿等方面具有特殊优势,特别是与钙钛矿的叠加,可以将光电转换效率突破至30%以上,同时HJT由于具有薄片的特点,在双面率上天然比TOPCON更具优势。
因此,TOPCON和HJT在自身光电转换效率上可谓势均力敌,TOPCON稍占上风。
但要综合考虑双面率、钙钛矿等因素,那么HJT更具竞争力。
总体而言,在光电转换效率这一指标的比拼中,个人更看好HJT技术路线。
二、发电成本 发电成本是影响光伏发电的另一核心指标。
对于电池片环节来说,其主要有生产成本和设备成本两大块。
在生产设备上,TOPCON设备由于可以从原有的PERC设备基础上进行改装升级而来,因此成本相对更低。
一般来说,PERC电池片1GW 设备投资成本1.5-2亿元,改造成TOPCON的话需要费用1亿元左右,而采购HJT新设备1GW大约要4亿元左右,远高于TOPCON改造所需费用,也高于新安装TOPCON的成本。
因此,单看设备这一环节,TOPCON明显更具性价比。
再看生产成本,HJT的最大优势在于只需要四道程序,而TOPCON与PERC一样,需要十道程序左右,程序量的巨大差异也决定了未来HJT的潜在降本空间更大,这也是看好HJT技术的人最雄厚的底气所在。
但理想很美满,现实很骨感。
目前,HJT技术的生产成本受到几个关键因素的制约,一个是HJT技术所需的银浆量大幅提升,且所使用的是高度依赖进口的低温银浆,成本和产能都受到负面影响,需要依靠帝科股份、苏州固锝等国内银浆产商加快创新提质步伐,加快进口替代和成本压降,同时银包铜等技术替代也在持续研发推进当中;另一个是HJT电池生产过程中需要用到靶材,其主要原材料为铟,而铟是一种非常稀缺的金属材料,全球可开采量才1万多吨,供给量稳定且有限,HJT电池规模化生产所带来的巨大需求将推高铟的价格。
据测算,铟价如上涨到600万每吨,将提高0.15分每瓦的电池成本。
此外,由于HJT技术对于我们来说属于全新的电池技术,技术的成熟性、设备的精细化和工艺的熟练度都还处于磨合提升阶段,导致电池片的良品率还有待进一步提升,也间接推升了成本。
因此,目前来看,在发电成本方面,HJT与TOPCON相比还存在差距,更远高于PERC,但综合考虑发电效率和未来降本空间,HJT和TOPCON已经体现出了经济性,这也是目前国内大量电池片厂商加快向HJT和TOPCON电池转型的核心逻辑。
而对于下一代电池技术哪家更好?我个人还是更看好HJT电池,毕竟理论上的效率提升空间和成本降低空间都更大,而TOPCON的核心优势在于可以在PERC设备基础上改装而来,未来几年内的成本优势明显,但这种具有显著过渡技术性质的优势具有不可持续性,当这波旧设备改装红利随着时间推移、设备的报废而消亡后,TOPCON将需要与HJT技术在新采购设备成本与光电转换效率两个方面进行正面对决,从目前来看,这种胜算并不大。
总而言之,TOPCON短期内更具有综合性价比,而HJT更有可能成为未来的胜者。
这也是为什么各大老牌电池厂商目前都倾向于上TOPCON产线,而同步也在HJT技术上进行研发和试产。
与此同时,新进入的电池片玩家,则普遍选择了HJT技术,如华润在舟山投资建设12GW异质结电池片生产线、金刚玻璃投资兴建2GW异质结产线等。
据测算,我国今年 HJT产能有望扩张到10-15GW,2022年有望攀升到30GW,2025年更是可能达到百GW级别,增长潜力巨大。