皇冠上的明珠:BC路线的前世、今生与未来,皇冠上的明珠是指什么

新闻资讯2024-06-10 23:04小乐

皇冠上的明珠:BC路线的前世、今生与未来,皇冠上的明珠是指什么

简介:隆基上一次做出如此明确的表态已经是十多年前了。当时,多晶硅片凭借价格优势占据了绝大多数市场份额。但隆基却另辟蹊径,坚持走单晶路线。面对困惑的投资者和媒体记者,创始人从第一原理出发,不厌其烦地详细讲解了单晶硅片的降本路径和具体步骤。多年后,凭借这份坚持和毅力,单晶硅片取代了多晶硅片,成为市场的绝对主流。隆基也成为光伏行业新的领军者。 9月初,隆吉再次发声。半年度业绩交流会上,钟宝申董事长大声讲话:

“未来5到6年,BC电池将成为晶硅电池的绝对主流。” “高转换效率的BC电池将成为晶体硅技术皇冠上的明珠。”

此话一出,资本市场立即做出反应,相关标的股价直线上涨。隆基的影响力可见一斑。与此同时,与十年前类似,业内普遍存在不认可的声音。我们有理由相信隆基的选择是审慎的。其实,从隆基以往的布局中,我们也能看出此次官宣的端倪。接下来我们就来回顾一下BC电池路线的发展历史,看看它为何被称为“皇冠上的明珠”。

BC的诞生BC技术诞生于1975年,其独特之处在于电极网格位于电池的背面,因此电池的正面可以毫无遮挡地吸收整个区域的阳光。 1985年,斯坦福大学的斯旺森教授创立了SunPower公司,开发IBC电池。从此,SunPower成为推动IBC技术发展的主力军。 IBC中的“I”是指背面正负极网格线的布局,像交叉的手指;而“BC”是该技术的共同特征,背接触。由于太阳光照射在电池的正面,电极栅极位于电池的背面,因此BC电池要求硅片不能太厚,且少数载流子寿命较长,以利于光生载流子的收集。背面电极。同时,电极和背场位于电池的背面,这意味着更高的精度,当然也意味着更复杂的制造工艺。工艺的复杂性意味着直到2004年(公司成立近二十年后)SunPower位于菲律宾的工厂才首次量产第一代IBC电池,最高转换效率达到21.5% 。要知道,当时还是多晶电池占主导地位。多晶组件效率一直徘徊在16%至17%之间,而IBC组件初期效率超过20%。这真是一次“降维打击”。由于IBC电池对硅片的要求较高,当时的光伏硅片量产技术无法满足要求。因此,多采用小型半导体级硅片或由半导体拉杆设备改造而成的光伏级硅片。这导致最初的IBC组件只能使用125mm电池,因此大多是小型组件。成本高、外形美观、转换效率高的小型光伏组件市场在哪里?有这样的产品功能吗?答案是日本。日本作为发达国家,人均收入较高,可以接受较高的保费;住宅结构多为一户人家建造的独栋住宅,日本家庭都有自己的屋顶;既然是家庭使用,那么外观漂亮是一个优点;由于城市化高度发达,家庭屋顶的可用面积较小,而日本政府提供了丰厚的补贴。因此,单位面积的发电效率更加受到关注。占用空间更小、发电量更大的高效小型模块更受欢迎。最终,高价的IBC组件打开了日本家用屋顶市场。我想,颜值高、溢价高、效率高这三大特点,大概就是BC电池被称为皇冠上的明珠的原因吧。

除了将BC引入SunPower之外,夏普还大力开发IBC组件。这两家企业之所以能够在日本打开市场,离不开日本产业链的大力支持。 IBC背面的电极由于线路细、定位精度高,需要采用激光蚀刻技术来制备。日本的激光技术因其先进的透镜技术而在世界上独一无二。以存储器为代表的日本半导体产业在与美国的竞争中逐渐取得了压倒性优势。信越、大和等半导体硅片企业可以为IBC电池提供稳定可靠的优质硅片来源。半导体材料和设备企业也为IBC电池的制造提供了强有力的支持。此时,由于中国光伏企业的技术进步以及156mm大尺寸硅片的量产,小尺寸高效IBC组件的功率逐渐被大尺寸组件追平。成本的不断降低,进一步拉大了原本2元/W的价差。同时,随着黑色焊带、黑色边框和玻璃压花工艺的逐步完善,纯黑色元件和IBC元件在外观上逐渐接近。凭借性价比优势,阿特斯阳光电力、晶澳太阳能、天合光能等中国光伏企业已开始进军日本市场。迫于现实压力,夏普开始寻求与中国企业的合作。在此背景下,英利、中来和锦州阳光合作开展IBC电池及组件的OEM业务。通过技术磨合和探索,我国已逐步掌握了日本IBC电池的主要方面技术。与此同时,天合光能作为技术集团,在常州开始自主研发IBC电池,并开始尝试依托当地产业链替代日本产业链。通过天合光能的培育,以大族激光为代表的国内激光企业逐渐掌握了离子注入、激光刻蚀等关键技术。这样,中国光伏企业逐渐掌握了IBC电池技术并建立了配套产业链。

BC的困境2015年,隆基股份上市后首次成功募资20亿,开启了单晶硅片产能的首次大规模扩产。同时,国家光伏领跑者工程的高新技术指标也为单晶的普及奠定了政策导向。为了加快单晶的普及,隆基独辟蹊径,通过收购太阳能光伏公司,进军单晶电池及组件领域。此后,隆基持续推动PERC单晶电池技术的发展。随着行业规模扩大和每瓦组件成本不断下降,国家及时启动集中电站建设,并通过电价补贴促进行业快速发展。这时,市场的力量开始显现。日本家居市场虽然利润丰厚,但规模正在逐渐缩小。集中式电站更加注重发电量和双面效率,这使得P型单晶和双面PERC技术逐渐成为主流。具体来说,在转换效率方面,PERC技术已逐步实现了23.5%的量产效率,填补了多晶电池与IBC电池之间原本巨大的差距。另一方面,通过加大P型硅片的尺寸,可以以更低的成本实现高功率组件。换句话说,剩余的转换效率差异可以通过使硅晶圆变大来轻松消除。这样一来,IBC电池就不再那么受欢迎了。天合光能是IBC 研发领域的本土领导者,已转向扩大PERC 产能。曾经雄心勃勃,计划投资建设10GW IBC产能的中来,最终不得不面对市场现实,转而与国家电投旗下黄河水电在IBC组件上进行合作,以保持持续不断的发展。该技术的研究和开发。尽管如此,所有的努力都没有白费。在这个过程中,通过企业研发积累的技术、人才、设备、材料等,为整个光伏产业的下一步发展积累了力量。

BC回归隆基董事长钟宝申在接受采访时透露,隆基研发团队从2018年开始关注HPBC技术。2018年,光伏行业恰逢“5·31新政”。补贴大幅削减让整个行业遭遇旋风。自此,“买得起上网”成为光伏行业商业模式转型的转折点。不再依赖补贴,意味着光伏发电可以在更大的空间范围内,依靠市场的内生力量持续增长。通过观察历年光伏新增装机数据,我们可以清晰地看到分布式装机占比持续提升,近三年已经占据了一半以上的市场份额。

在分布式市场中,有大量的工商业场景采用“自用、余电上网”的商业模式。由于我国工商业电价普遍高于电网标杆电价,这也让工商业电站相比集中式电站具有更大的利润空间。在此背景下,隆基对BC电池技术的偏爱具有真正的市场驱动力。 2022年11月,隆基正式发布了全新组件产品Hi-MO6,并公布了其搭载的HPBC电池的详细信息。据时任隆基股份中央研究院副院长、HPBC电池技术负责人李华博士介绍,

标准版HPBC电池量产效率超过25%,采用氢钝化技术的PRO版本效率超过25.3%。未来该产品效率可达26.5%以上,组件效率可达近24%。

在隆基股份主导的P型BC电池技术HPBC逐步走向量产的同时,爱旭也在大力布局N型ABC电池技术。 N型ABC技术受益于目前光伏电池技术从P型向N型的转换,因此可以获得N型硅片供应链的大力支持。 ABC技术中的“A”代表Full Back junction,即电池结构中的PN结、隧道结等全部分布在电池的背面。此外,ABC电池还采用无银金属涂覆技术,不仅降低了银浆成本,还解决了热点和裂纹问题,将产品寿命延长至30年。在今年的SNEC展会上,爱旭推出了“黑洞”和“白洞”两大系列组件产品。黑洞模组正面全黑,美观度很高。更适合中高端家庭配电。白孔模块并非全黑,正面有反光材料,但没有网格线。适合工商业及中低端家庭配送。转换效率方面,公司披露的数据为:

ABC电池平均量产转换效率达到26.5%; ABC黑洞组件转换效率达到23.6%-23.8%,白孔组件转换效率达到23.8%-24%,相比目前主流N型组件优势明显。

此外,ABC组件还具有热点效应低、抗衰减能力更强、温度系数低等优点,可以进一步提高真实环境下的发电量。其他龙头企业虽然不主攻BC路线,但大多都有BC技术储备。

BC隆吉的未来官宣一石激起千层浪。纵观未来电池技术路线,五家领先组件企业中,隆基以BC为主,通威以TOPCon和异质结为主,晶科以TOPCon为主,天合和晶澳以TOPCon为主并积极储备异质结。前五名之外,爱旭在BC,日升东方和华盛新能源重点关注HJT,其余重点关注TOPCon。隆基对TOPCon的评论:

“TOPCon是一个过渡性产品,与传统PERC电池相比,效率提升太小。行业技术同质化程度较高,很容易出现过剩而不赚钱的情况,而这种情况现在已经发生了。”

大力倡导TOPCon的晶科能源给出了积极的回应:

“TOPCon是龙头企业的主要产能布局路线,也将是未来的主流。目前BC电池技术成熟度仍有待提高,成本和经济性与TOPCon相比仍有较大差距。”

事实上,通过回顾IBC电池的发展历史,我们可以发现目前的情况似曾相识。上一轮,P型单晶PERC电池依靠“效率提升+高双面比+更大尺寸+更低成本”超越IBC电池。新一轮中,N型TOPCon电池凭借“效率提升+高双面比”,成功取代P型单晶PERC电池,成为行业扩产首选。至于BC电池,作为后来者,能否夺回王座取决于以下牌:

转换效率:从领先厂商公布的最优数据来看,BC电池略有领先,但差距并不大。双面比:BC型电池有天然的短板,肯定追不上。实际目标是缩小差距。更大尺寸:根据晶圆尺寸,两者平分秋色。成本更低:目前TOPCon优势较多,但BC类仍需努力。这样拆解之后,我突然明白了,天合光能这几年带头配套产业链,积极推动210mm大尺寸组件的量产。事实上,它吸取了IBC电池失效的历史经验。纵观半导体产业发展史,硅片尺寸和工艺精度是产业转型的两个关键要素。硅片尺寸增大,元件有效面积增大;工艺精度对应转换效率的提高,从而提高单位面积的发电量;两者相乘即可确定组件的有效功率。当转换效率处于劣势时,增加硅片尺寸且功率不落后成为新的差异化途径。这时,我想起了隆基股份创始人李振国先生的观点:

随着光伏应用场景的多元化发展,利用单一技术和产品服务所有市场的商业模式将成为过去。 '

按照这个思路,结合光伏新增装机量,TOPCon和BC技术更有可能找到最适合自己的场景。

后记:仍有变数。继十多年前的“单多晶之争”之后,中国光伏产业再次面临关键技术路线的岔路口。 (图片来源:中国证券报)

几个月前,李振国先生在2022年股东大会上就隆基在电池领域的战略规划回答道:

“在电池领域,我们追求的最终目标还没有实现,包括HPBC电池,这也是一个过渡性技术,还没有达到我们的最终目标。公司还需要一些时间。我可以给大家透露的是就是我们会在今年之内,将技术彻底完善。”

同时,晶科能源在近期的浦江夜话中表示有信心在未来几年内以“0.5%/年”的速度推动TOPCon技术的转换效率提升:

“公司的TOPCon技术今年已实现量产25.8%,明年推出的双面TOPCon产品可实现26.5%的量产效率(中试线已达到),更可达到27% 2024年和25年-27.5%(通过生产材料的优化,此外还有新型激光器等技术储备)。”

按照李振国先生的观点,单节晶硅的量产极限效率是27%。在此基础上,低成本是关键。之后就是双电芯时代。对于双电芯电池而言,目前来看,异质结叠片很可能是未来的主要方向。在隆基与晶科的激烈路线争夺战中,其他巨头是否会选择效仿,还是聚焦剩下的HJT,让我们拭目以待。或许,不久的将来,我们会听到通威、晶澳太阳能、天合光能给出他们的最新方向。参考

隆基股份2022年年度股东大会纪要、2023年半年度报告交流会纪要。四月鹿,《IBC太阳能电池往事及展望》,雪球。晶科能源2023浦江夜话交流纪要。

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