王文静-HJT电池发展现状及成本分析-1

HJT 电池技术发展现状 及成本 分析 王文静 中科院电工所 中国科学院大学太阳电池技术的演变过程 背面接触 变线接触 背面线接触变 无接触 背面无接触变 双面点接触 双面点接触变 双面无接触第3 页 HJT 电池 高效率 大尺寸 低衰减 双面率高 工艺简单 薄片化 无衰减 有增效 90~95% 5 步 160~100μm 24%~25% 直接加绒至 210mm 硅片 铜栅线 钙钛矿叠 层电池 HJT 电池的优势截止2021年国际上最高效率记录 4 国际认证 非国际认证 25.26% 25.26% 25.23% 25.11% 25.05% 24.61% 24.05% 24.68% 25.18% 25.36% 24.68% 24.73% 24.73% 24.20% 25.10% 24.70% 23.00% 23.50% 24.00% 24.50% 25.00% 25.50% 26.00%5 最新的HJT 电池效率 隆基公司2021年6 月1日发布最新 的HJT 电 池效率 Isc=39.48mA/cm 2 Isc=39.80mA/cm 2 华晟/ 迈为2021年7 月6日发布 最新的HJT 电池 效率汉能公司HJT 电池新的世界记录和历史进 程 徐希祥，Micro-crystalline Silicon Oxide Front ContactLayers for Silicon Heterojunction Solar Cells ，2ndInternational Workshop on SHJ Solar Cells, (2019) ，成都 6 Isc=39.61mA/cm 2 迈为2021.5结果 汉能2019结果 Isc=39.55mA/cm 2迈为公司苏州实验室最高效率认证 7中威公司2020年最新认证结果 8HJT 电池产线的效率更新 单位2019 效率(%) Voc(mV) Jsc (mA/cm 2 ) FF(%) 双面率(%) 尺寸(cm 2 ) 产线平均效率 时间 华晟迈为 25.26* 746.2 40.00 84.64 274.50 2021.7.9 隆基 25.26* 748.5 39.48 85.46 —— 244.55 2021.6.1 华晟迈为 25.23* 745.6 39.80 85.03 —— 274.3 24.17% 2021.7.2 汉能 25.11* 747.0 39.55 84.98 —— 244.45/Cz 23.5% 2019.12 迈为 25.05* 745.5 39.61 84.82 —— 274.3/Cz —— 2021.5 迈为 24.61* 746.0 39.12 84.33 —— 244.39/Cz —— 2021 中威 24.05* 744.6 38.60 83.67 244.43 24.1% 2020 上海微系统所 23.18* 739.2 38.57 (9.36A, M2) 81.3 87 242.7/Cz —— 2019 均石 24.68** 742.8 9.6445 84.21 — 24.1% 2020 华晟/迈为 25.36 741.0 39.90 85.77 90 274.12/Cz 24.17% 2021.5 华晟 24.73 745.2 39.28 84.50 90 274.12/Cz 24.17% 2021.4 东方日升 24.20 747.6 38.3 84.4 — 251.99/Cz 23.6% 2020 Kaneka 25.10 738.0 40.8 83.5 单面透光 151.9/Cz 2019 * 为ISFH标定 * * 为福建质量检测中心标定 9HJT 电池工艺流程 清洗制绒 丝印前后电极与烧结 测试 PVD制备双面TCO PECVD制备双面非晶硅掺杂层 Cat-CVD制备双面非晶硅掺杂层 RPD制备双面TCO 光注入退火增效24.5%效率结构 异质结电池的改进方向：效率24% → 26% 的 结构 25.5%效率结构 P nc-SiOx:H P nc-Si:H 11 25.0%效率结构24.9% 28.7% 28.7% 24.5% 24.9% 27.1% 24.5% 理论效率 实验效率 24.05% 理论效率：27.1% 实验效率：25.26% 25.8% 理论效率：28.7% 实验效率：22.5% P-Topcon 背结+前表面 局域Topcon晶体硅钝化技术之后的技术进步方向HJT 电池成本降低相关因素 HJT成本 设备 Ag浆料 工艺成 本 高效率 N型单 晶硅 ITO 国产化：15亿→9亿→4.5 → 4亿/1GW 接近P型单晶硅 价格高8% 22.5% →23% →23.5% →24.0% →24.5% 350mg/pcs 200mg/pcs 100mg/pcs 双面ITO→单面ITO →SiNx/ITO复合膜 银包铜（30%） 银包铜（50%） 电镀铜 5BB 9BB 12BB SMBB 0BB 2021年HJT 成本问题之一：高性能溢价 溢价 效率 多晶BSF电池 0.528 18.7% 单晶PERC电池 0.780 47.5% 21.9% 多晶组件 1.4 单晶组件 1.59 13.57% 2020年8月22日 HJT 电池效率24% ，PERC 电池22.5% ，相差1.5% ，估 计应该有电池端溢价25% 。 15PERC 与HJT 电池的成本对比 测算成本溢价25% 16HJT 成本问题之二：规模效应 组件 价格(W/元) 产量/产能 PERC 1.58~1.65 100GW/200GW Topcon 1.8 ? /4GW HJT 2.0 ? /4GW  PERC电池产能达到200MW， 导致价格大幅下跌。  但是并没有拉开与HJT电 池的价格差距。  HJT电池产能只有4GW 17 HJT 电池目前制造成本0.93~0.98 元/瓦，对 比PERC 技术，HJT 除人力成本外，其他所有 成本支 出目前 均高于PERC ；  同PERC 成本构成一 致，80% 成 本支出 来自于硅 片和BOM成本；  人力配置上，但由于HJT 核心 工序仅4 步，工 序流程 短，人 力 成本相比PERC 可减少；  设备成本，HJT 设备价格虽然 已大幅 下降， 但GW 级总价 目前 仍然是PERC 的2 倍以上；  设备价格高，相应机物料 及备品 备件的 制造成 本也增 加。 49% 32% 7% 2% 4% 6% 58% 22% 9% 4% 2% 5% HJT 成本分布 PERC 成本分布 名称 硅片 BOM 动力 人力 设备 制造 HJT ↑7% ↑84% ↑2% ↓47% ↑109% ↑72% 成本问题之三：降本潜力 18化学品 10% 气体 10% 靶材 14% 银浆 59% 网版 7% HJT PERC 银浆 5BB 350mg/ 片 90mg/ 片( 正) 50mg/ 片( 背) 9BB 200mg/ 片 (Super)12BB 130mg/ 片 0MM 100mg/ 片 银包铜MBB 100mg/ 片 （银含量） 铜栅线 0mg/ 片 非硅材料成本占比 190.95 0.74 0.75 0.03 0.05 0.01 0.006 0.005 0.11 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 2020E 硅片 BOM 动力 设备 机物料 2021E PERC 元/ 瓦 - - 20 HJT 15% 价差 HJT 运营费用预测—— 华晟 如上分析： • HJT 当前的制造成本通过对硅 片、BOM 、动 力、设 备等方 面的解 析，依 据已明 确的降 本路线 方案， 保守预 测2021 年底 实现制 造成 本低于0.85 元/瓦，考虑HJT 高效 率所带 来的组 件成本 摊薄以 及增益 发电优 势带来 的下游 电站BOS 成本 的节省 ，假设HJT 电池段15% 的价差，将15% 计算到成本 ，2021 年底HJT 电池制 造成本 将同主 流PERC 打平甚至低 于PERC 成本。 • 一旦HJT 的规模效应进一步放 大，设 备、尤 其材料 的降本 效应还 会有进 一步不 同程度 的体现 ，伴随 着转换 效率的 进一步 提升，HJT 将正式进入第二阶段“稳 步提升 ”，不 考虑溢 价部分 可与PERC 在电池段 直接PK ；第三 阶段的 “爆发 式”增 长有望 提前到 来！国内HJT 电池新进企业 企业 HJT产能 效率 地点 已建 待建 批次平均 最高 金石能源 600MW 1GW 24.1% 24.68% 福建泉州 爱康中智 160MW 1.5GW 24.0% 24.3% 江苏泰兴 山西晋能 220MW 2GW 23.8% 24.04% 山西太原 中威 200MW 0.8GW 23.73% 24.6% 四川双流 国家电投 100MW 1GW 汉能 120MW 23.7% 25.11% 四川双流 上彭 70MW 22.3% 浙江嘉兴 合肥通威 250MW 1GW 24.4% 25.18% 安徽合肥 华晟新能源 500MW 2GW 24.3% 25.26% 安徽宣城 阿特斯 200MW 24% 浙江嘉兴 爱康科技 捷佳伟创 500MW 1.5GW 浙江长兴 东方日升 60MW 1GW 23.6% 江苏常州 隆基股份 60MW 25.26% 陕西咸阳 联合再生 100MW企业 HJT产能 效率 地点 已建 待建 批次平均 最高 航天机电 0.4GW 上海 山煤集团 10GW 山西太原 比太科技 6GW 安徽颍上 晋锐能源 5GW 中利股份 1GW 江苏常熟 爱旭股份 0.25GW 浙江义乌 嘉寓股份 2GW 朝阳市龙城区 水发集团 山东高登赛 1GW 辽宁阜新市 国投电力 花园电力 金石 能源 1.5GW 张家口 金刚玻璃 5G 苏州 中建材 5GW 江阴（2021.6 ） 中苏湖广实业 5GW 上饶/ 衢州（2021.7.10 ） 合计 2950MW 51.95GW 国内HJT 电池新进企业 预计2021年底之前将再有5GW产线的建设：华晟2GW、金刚玻璃1.2GW，爱康2GW。结论 1. HJT电池的产线平均效率已经达到24%左右，产线良率在96%左右。 2. 截至2021年底产能将达到3GW左右，并可能另外签约5GW的产能。2022年HJT电池 的产能或将达到10GW左右。 3. 现有HJT产线平台的效率有望提升到24.5%~25%。 4. 产线效率在25%以上的技术路线已经非常明确，即在前后表面使用掺杂纳米晶硅、掺 杂微晶硅、掺杂微晶氧化硅、掺杂微晶碳化硅取代现有的掺杂非晶硅，可以进一步 提升效率。 5. 但是目前面临的挑战是产业链与HJT电池特性的适配性问题，这需要一定的时间。谢 谢