2019光伏年度盤點之技術(shù)爭鳴

:歲末年終，又是一年總結(jié)時。今年光伏行業(yè)頗為熱鬧，繼單多晶之爭，大小機(jī)之爭后，行業(yè)又出現(xiàn)了新的爭論。正所謂百家爭鳴方成氣象萬千，在爭論中進(jìn)步未嘗不是行業(yè)幸事，今年光伏技術(shù)之爭有哪些？

硅片端：“大”字當(dāng)頭 烽煙再起

2019年硅片尺寸迎來大變革，在M2尺寸（156.75mm）一統(tǒng)江湖多年之后，“大尺寸”硅片亂戰(zhàn)正在上演。

大尺寸硅片的降本增效邏輯在于，提升硅片尺寸使得產(chǎn)品有更大的受光面積，從而提高單位時間產(chǎn)出的電池、組件功率，使得分?jǐn)偟矫縒p的配套設(shè)備、人工等其他成本減少，系統(tǒng)成本得到降低。

當(dāng)前大尺寸硅片包含三類：G1（158.75mm）,M6（166mm）和M12（210mm）。

G1尺寸，是當(dāng)前產(chǎn)線成熟應(yīng)用廣泛的大尺寸硅片，包括晶科，晶澳，天合，協(xié)鑫等企業(yè)均有布局。

158.75尺寸之外，今年隆基和中環(huán)相繼推出M6和M12產(chǎn)品，并在產(chǎn)能上下了大手筆。隆基表示，到2020年底隆基的電池、組件大部分產(chǎn)能都將切換成166mm尺寸，在建產(chǎn)線如銀川5GW單晶電池產(chǎn)線，將直接設(shè)計成適用于166mm尺寸。而中環(huán)則計劃2020年將產(chǎn)出16GW的 M12硅片。

兩大巨頭“神仙打架”，引發(fā)業(yè)內(nèi)關(guān)于M6和M12大硅片的討論。

隆基M6的立足點在于和現(xiàn)有產(chǎn)線的兼容性，M6已達(dá)部分設(shè)備允許的極限。例如當(dāng)前主流單晶爐熱屏內(nèi)徑約 270mm ，M6 硅片外徑為 223 mm，但是M12硅片的外徑接近300mm。

相對而言，M12需要全新的產(chǎn)業(yè)鏈配合，各環(huán)節(jié)設(shè)備都需要重建，這也是部分人認(rèn)為中環(huán)“激進(jìn)”的原因。對此，中環(huán)提出了折中方案，在M12之外還推出了 M10 和 M9 大硅片，分別對應(yīng) 200 毫米和 192 毫米邊長，較M2分別增加面積 45.9%和 46.2%。

大硅片的應(yīng)用勢必將影響下游電池和組件，據(jù)了解目前通威和愛旭兩大電池片廠商新產(chǎn)能將兼容166mm和210mm電池。組件企業(yè)中，東方日升率先行動，其500W高效組件采用了M12(210尺寸)單晶硅片,效率高達(dá)20．2%。

從成本到效率，隆基和中環(huán)通過數(shù)據(jù)證明產(chǎn)品優(yōu)勢的同時，也在不斷擴(kuò)大陣營。至于究竟哪種產(chǎn)品能夠笑傲江湖，還要靜待市場的反饋。

電池端：PERC之后，誰與爭鋒？

今年光伏電池領(lǐng)域最熱門的討論，便是PERC之后下一代電池技術(shù)是異質(zhì)結(jié)還是Top Con？（IBC：難道我不配有姓名？）

HJT/HIT/HDT有一個共同的名字——異質(zhì)結(jié)太陽能電池，它綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢，具備工序少、效率高、無光衰、溫度系數(shù)低、弱光響應(yīng)高等優(yōu)點，目前異質(zhì)結(jié)電池基礎(chǔ)效率為23%~23.5%，而這只是起步階段。

看中異質(zhì)結(jié)的發(fā)展?jié)摿Γ夥髽I(yè)紛紛發(fā)力。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至目前布局異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線的企業(yè)大概有 12 家，規(guī)劃產(chǎn)能超35 GW。

今年5月以來包括鈞石、愛康、山煤國際、金辰股份在內(nèi)的多家設(shè)備和電池企業(yè)規(guī)劃投資異質(zhì)結(jié)項目。首先實現(xiàn)量產(chǎn)的晉能科技預(yù)計今年年底異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)平均效率將達(dá)到24%；東方日升異質(zhì)結(jié)電池效率超過24%，已接到30MW組件訂單，預(yù)計2020年異質(zhì)結(jié)組件產(chǎn)能將達(dá)到500MW。

異質(zhì)結(jié)雖然優(yōu)點眾多，但缺點也不可忽視，如成本較高，產(chǎn)線不兼容等。這也是很多企業(yè)信心滿滿推出擴(kuò)產(chǎn)計劃，而實際產(chǎn)線寥寥的原因之一。

與異質(zhì)結(jié)爭奪下一任“幫主”的TOP Con,其電池轉(zhuǎn)換效率介于PERC單晶電池與異質(zhì)結(jié)之間，TOP Con的工藝設(shè)備與常規(guī)PERC電池的兼容性較好，雙面衰減率低。當(dāng)前PERC電池規(guī)模龐大，業(yè)內(nèi)人士預(yù)測未來兩年內(nèi)PERC仍將穩(wěn)居電池一哥的地位，相較于重鑄產(chǎn)線的異質(zhì)結(jié)技術(shù)，TOP Con只需加一些設(shè)備就可以兼容產(chǎn)線，其優(yōu)勢不言而喻。

國內(nèi)企業(yè)中來、天合光能，林洋，英利是TOP Con的擁護(hù)者。今年天合和中來相繼宣布TOP Con產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)，天合72版型N型i-TOP Con組件正面功率最高可達(dá)425W，組件轉(zhuǎn)換效率高達(dá)20.7%。中來7柵線高效半切電池TOP Con組件，功率輸出達(dá)到或超過了440Wp。

當(dāng)然TOP Con的缺點也很明顯：工藝復(fù)雜，工藝步驟明顯增加；成本高;效率提升有限。這些因素導(dǎo)致只是原有廠商在擴(kuò)充產(chǎn)能，未見新企業(yè)入局。

相信在新一代技術(shù)發(fā)展成熟之前，TOP Con和異質(zhì)結(jié)的“一哥”之爭將持續(xù)存在。而市場上還有另一種聲音，TOP Con和異質(zhì)結(jié)不一定是非此即彼，還有可能殊途同歸。用異質(zhì)結(jié)的方法做TOP Con，不失為一種兩全其美的方式。至于究竟何時可以實現(xiàn)，還要打一個問號。

競爭者IBC

除了上述兩個明星產(chǎn)品外，IBC（交叉背接觸）電池是可量產(chǎn)的高效晶體硅電池技術(shù)方向之一，也是“幫主”候選人。IBC電池因其全背電極結(jié)構(gòu)設(shè)計而得名，在其結(jié)構(gòu)設(shè)計中導(dǎo)出電流的正、負(fù)電極金屬化柵線設(shè)計在電池背面，外形美觀適用于光伏建筑一體化項目。

IBC是目前商品化晶體硅電池中難度最高的技術(shù),曾一度被認(rèn)為難以量產(chǎn)。國內(nèi)天合光能一直致力于IBC電池的研發(fā)，2018年其自主研發(fā)的大面積6英寸(243.2cm2)N型單晶硅IBC電池效率達(dá)到25.04%。今年11月由黃河公司投資建設(shè)的國內(nèi)首條量產(chǎn)規(guī)模的IBC電池和組件生產(chǎn)線成功下線，這是我國首條量產(chǎn)規(guī)模IBC電池和組件生產(chǎn)線。12月黃河公司宣布其量產(chǎn)IBC電池平均效率達(dá)到23%，并獲得意大利FuturaSun公司50兆瓦訂單。

而國外企業(yè)SunPower堪稱IBC的領(lǐng)導(dǎo)者，3月SunPower上線大尺寸硅片IBC組件，量產(chǎn)效率超過22%。前不久中環(huán)和道達(dá)爾、SunPower的收購案再次引發(fā)業(yè)內(nèi)熱議，業(yè)內(nèi)評論中環(huán)的加盟，將極大增強IBC電池的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，從而令其它與之競爭的技術(shù)路線陷入劣勢。

攪局者—鈣鈦礦太陽能電池

鈣鈦礦電池是繼晶體硅、薄膜之后的第三代太陽電池技術(shù)，堪稱光伏電池屆的黑馬。10年之前其轉(zhuǎn)換效率只有3.8%，如今已經(jīng)攀升到25.2%，而且即將實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。

鈣鈦礦電池被譽為是光伏電池的顛覆者，集原料豐富、光電性能佳等優(yōu)勢于一身，今年更是吸引了大玩家入場。3月，風(fēng)機(jī)制造企業(yè)金風(fēng)科技以戰(zhàn)略投資者身份，領(lǐng)投英國牛津光伏D輪融資，投資金額2100萬英鎊，強勢布局鈣鈦礦太陽能電池。4月，三峽資本以戰(zhàn)略投資者身份注資纖納光電，投資金額5000萬人民幣，而纖納光電目前是全球鈣鈦礦太陽能組件光電轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄的保持者。

更加轟動業(yè)內(nèi)的是協(xié)鑫集團(tuán)旗下協(xié)鑫納米率先建成10兆瓦級別大面積鈣鈦礦組件中試生產(chǎn)線，并已開始100兆瓦量產(chǎn)生產(chǎn)線的建設(shè)工作，計劃于2020年實現(xiàn)鈣鈦礦光伏組件的商業(yè)化生產(chǎn)。協(xié)鑫納米表示，其100兆瓦量產(chǎn)線制造的鈣鈦礦光伏組件的制造成本預(yù)計將低于1元/瓦，量產(chǎn)組件的工作壽命將達(dá)到25年以上。

鈣鈦礦電池的劣勢在于穩(wěn)定性差，含有有毒物質(zhì)鉛，大面積應(yīng)用難度較大，假如搬走這三座大山，鈣鈦礦電池或許可一躍成為光伏電池的“帶頭大哥”。

組件端：MBB半片來勢洶洶,疊瓦伺機(jī)而動 拼片希聲

多主柵、半片、疊瓦、拼片組件可以稱得上今年光伏市場的爆款產(chǎn)品，與電池片打法不同，組件技術(shù)可以疊加打組合拳，助推組件功率走向400W+。

多主柵技術(shù)的應(yīng)用由來已久，它在提升電池光學(xué)利用的同時降低了封裝組件的電學(xué)損耗并提高了組件功率，并同時減少了電池片銀漿的耗量。早在2015年便有企業(yè)在展會上推出多柵組件，而今年SNEC的風(fēng)向是在多柵技術(shù)上疊加半片技術(shù)。

半片技術(shù)即采用激光劃片機(jī)沿著垂直于電池主柵線的方向?qū)㈦姵仄谐沙叽缦嗤膬蓚€半片電池片，然后將其封裝成組件。半片技術(shù)可以大幅度提高組件功率，與相同片數(shù)的全片組件相比，其功率可以提升5~10W左右。

某種程度上，多主柵+半片可以看做是自然而然的結(jié)合，MBB半片組件仍舊可具備MBB整片組件的全部優(yōu)勢，還可進(jìn)一步提高組件功率，減少材料消耗。據(jù)測算，在PERC電池上疊加半片技術(shù)功率增益可達(dá)到5~10W，在PERC+半片電池基礎(chǔ)上疊加MBB技術(shù)功率增益可擴(kuò)大到最高15W。

疊瓦技術(shù)將電池片切片用導(dǎo)電膠互聯(lián)，省去焊帶焊接，減少遮光面積和線損，節(jié)省空間，比常規(guī)60型組件多封裝13%的電池片，功率提升超20W以上，市場潛力巨大。EnergyTrend預(yù)計2019年疊瓦組件的產(chǎn)能達(dá)17GW，市占比越過10%。但疊瓦技術(shù)和現(xiàn)有組件封裝技術(shù)的兼容性較低，將會增加一定的成本，同時還存在專利風(fēng)險。

拼片技術(shù)指通過特殊的焊接方式來實現(xiàn)片間距縮小與三角焊帶互聯(lián)焊接，對電池及其他物料的利用率都達(dá)到了極致。與疊瓦相比拼片技術(shù)并無專利糾紛，而在效率上甚至可以趕超疊瓦。拼片是業(yè)內(nèi)看好的技術(shù)之一，此前有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測拼片將成為未來2-3年的主流產(chǎn)品。然而反觀今年的企業(yè)動態(tài)，除了中南光電和嘉寓光能兩家企業(yè)有量產(chǎn)外，拼片幾無發(fā)聲，是否在醞釀放大招？

（不完全統(tǒng)計）

上述表格統(tǒng)計了目前布局多主柵半片、疊瓦和拼片產(chǎn)品的企業(yè)，可以看出很多企業(yè)都是“多條腿”走路。在光伏平價上網(wǎng)之路上高效組件將成為重要助力，至于哪種技術(shù)路線能成為真正的贏家，仍需要時間予以驗證。