光伏電池技術大變局
通威和愛旭在光伏電池上的擴產(chǎn)計劃令業(yè)界印象深刻，但事實上，光伏電池的擴產(chǎn)是一線電池廠商的普遍行為。01、擴產(chǎn)不停歇上個月初，隆基股份在西安的5GW單晶電池項目正式投產(chǎn)，這只是隆基三年擴產(chǎn)計劃（20192021）中電池產(chǎn)能布局的一個項目。按照隆基規(guī)劃，2021年PERC電池產(chǎn)能將達到20GW。從2019年以來，
02、技術大變局
PERC技術的量產(chǎn)效率在7月初到達了一個新的高度，隆基西安5GWPERC電池項目投產(chǎn)，PERC電池的平均量產(chǎn)效率超過了23%。
據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的最新統(tǒng)計，今年上半年，PERC單晶電池平均量產(chǎn)效率為22.4-22.5%，最高量產(chǎn)效率接近23%。
去年1月份，隆基曾宣布PERC電池實驗室轉(zhuǎn)換效率達到了24.06%，刷新了PERC電池轉(zhuǎn)換效率的世界紀錄。
業(yè)內(nèi)普遍認為，23%的量產(chǎn)效率已經(jīng)接近PERC電池技術的極限，未來還可以向24%效率提升，但將會是投入大、提效小的局面，和過去通過較少的投入，就可以獲得比較明顯的效率提升不同了。
光伏發(fā)電正處在普遍平價的前夜，光伏電站更低的度電成本意味著更高的投資收益，這也倒逼整個光伏制造業(yè)，來提供更低度電成本的電池、組件產(chǎn)品。對下游電站來說，電池、組件轉(zhuǎn)換效率的提升，對降低度電成本至關重要。
從2015年起，提升電池、組件的轉(zhuǎn)換效率就成為光伏行業(yè)的中心邏輯。其背后，是組件成本在光伏電站系統(tǒng)成本中的比例不斷降低，這意味著，僅僅降低組件成本對降低整個電站系統(tǒng)成本的收益越來越小。
通過提升電池、組件的轉(zhuǎn)換效率，可以在同等面積、重量的組件產(chǎn)品上，輸出更大的功率，這意味著光伏電站將需要更少的逆變器、電纜、支架等輔助設備，由于輔助系統(tǒng)成本在電站系統(tǒng)成本中的比例已經(jīng)突破了50%，這使得轉(zhuǎn)換效率提升相比降低組件成本，能為電站系統(tǒng)帶來更大的度電成本降低。
由于PERC電池技術轉(zhuǎn)換效率提升已經(jīng)接近天花板，整個光伏制造業(yè)開始在硅片端進行革新，通過推出更大尺寸硅片產(chǎn)品，帶動電池、組件產(chǎn)線生產(chǎn)效率提升，降低生產(chǎn)成本。同時，大硅片也推動著組件向更大功率發(fā)展。
大硅片帶來的更大功率組件產(chǎn)品，與提高轉(zhuǎn)換效率具有相同的效應，即降低輔助設備所需的數(shù)量，從而更有效降低度電成本。
硅片尺寸的提升在不斷突破現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)及配套供應鏈的邊界條件。硅片尺寸從156.85mm提升到158.85mm，利用了組件的冗余面積，電池、組件舊有產(chǎn)線也僅需微調(diào)即可，最終電池、組件產(chǎn)線提升了效率，組件產(chǎn)品提升了功率，158.55mm硅片很快成為主流。
接下來是隆基推出的166mm硅片，組件面積增大，功率顯著提高，電池、組件產(chǎn)線升級改造就可以兼容166mm硅片。
相比166mm硅片更大的182mm硅片，同樣增大了組件面積，大幅提高了功率，讓組件廠商的組件產(chǎn)品普遍突破了500W。兼容182mm硅片需要新建電池、組件產(chǎn)線，但這一尺寸考慮到了產(chǎn)業(yè)配套的成熟度，比如現(xiàn)有運輸用的集裝箱、逆變器、支架的匹配度。
中環(huán)股份推出的210mm硅片則突破了各項邊界條件。兼容210mm硅片需要新建電池、組件產(chǎn)線。天合光能、東方日升基于210mm硅片推出了600W+的組件設計方案，為匹配這一大功率組件，逆變器、支架等輔助設備廠商正在研發(fā)相匹配的新產(chǎn)品。
光伏組件在短短的半年里，就從500W+躍升到600W+，進入了供應鏈需圍繞大功率組件研發(fā)新產(chǎn)品的新階段，這實際意味著通過增大硅片尺寸提高電池、組件產(chǎn)線生產(chǎn)效率，推動更大功率組件進一步降低度電成本逼近了現(xiàn)有光伏產(chǎn)業(yè)鏈水平的極限。
一位不愿具名的業(yè)內(nèi)資深技術專家表示，通過增大硅片尺寸，來提高組件功率，降低系統(tǒng)度電成本，是一條較低投入較高回報的技術路徑，因為硅片在尺寸上的革新，新型電池技術的商業(yè)化向后推遲了。
今年5月29日，工信部發(fā)布《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件（2020年本）》，要求新增單晶電池片轉(zhuǎn)換效率需大于23%，這個效率是目前PERC電池量產(chǎn)效率的最高值。
政策的推動，以及硅片向大尺寸演進接近極限，使得光伏電站降低度電成本的壓力再次來到了電池端，光伏電池制造業(yè)面臨著提高效率的壓力。
各家電池廠商都在儲備相應的電池技術，以保證在下一輪的電池技術革新中不至于掉隊。比如在通威的四年擴產(chǎn)規(guī)劃中，提到通威在PERC+、TOPCon、HJT新型電池技術上均有重點布局。
PERC+是在PERC電池技術上在加入其它工藝，來進一步提高轉(zhuǎn)換效率，還是屬于PERC電池技術范疇，TOPCon和HJT電池技術則是業(yè)內(nèi)公認最有潛力的下一代電池技術。
TOPCon和HJT技術公認相比Perc更具有轉(zhuǎn)換效率的增長潛力。中國科學院微電子研究所研究員賈銳表示，TOPCon技術的最高量產(chǎn)效率已經(jīng)達到了23.6%；晉能科技則公開表示，其HJT技術量產(chǎn)平均效率已經(jīng)達到了23.85%,并計劃在今年底突破24%。
但制約TOPCon和HJT技術產(chǎn)業(yè)化的關鍵在于投資成本�？紤]到投資成本，PERC電池技術仍然是目前最具性價比的電池技術路線。
賈銳表示，同為1GW電池產(chǎn)線，TOPCon技術要比PERC技術高出30-40%的投資成本，而HJT技術則為PERC電池技術投資成本的3倍以上。此外，不管在電池片的良品率以及產(chǎn)線長周期穩(wěn)定運行方面，TOPCon和HJT技術都難以比肩成熟的PERC電池技術。
江亞俐認為，至少在三年之內(nèi)，PERC電池技術都將是市場的絕對主流。這也是光伏業(yè)內(nèi)的主流觀點。
上述資深技術專家表示，目前比較穩(wěn)妥的一種技術升級路線是投資PERC產(chǎn)線，為后續(xù)的PERC+、TopCon技術預留升級空間，等待技術成熟，先升級PERC+技術，再升級TOPCon技術，相對風險比較低。
TOPCon技術可以在PERC電池產(chǎn)線上升級改造，而HJT電池技術則必須新建電池產(chǎn)線，而且TOPCon電池的投資成本要遠低于HJT電池，因此多位業(yè)內(nèi)人士均看好TOPCon技術成為PERC的替代技術。
深圳拉普拉斯能源技術公司是專注TOPCon電池技術的設備生產(chǎn)商。拉普拉斯總經(jīng)理林佳繼認為，PERC+技術也正在研究之中，并未成熟，并不一定是現(xiàn)有PERC技術到TOPCon技術的中間過渡技術路線，如果TOPCon技術成本進一步降低，現(xiàn)有的電池生產(chǎn)商完全沒必要在PERC+技術上繼續(xù)投入精力，可以直接升級到TOPCon技術。
林佳繼透露，今年拉普拉斯接到的設備訂單對應的TOPCon產(chǎn)能已達6GW，為應對即將到來TOPCon電池產(chǎn)能建設，拉普拉斯位于無錫的TOPCon設備生產(chǎn)基地將在年底投產(chǎn)，該基地的設備產(chǎn)能可供應每年20GW以上的TOPCon電池生產(chǎn)設備。
一家光伏電池上市公司的原首席技術官表示，他更看好HJT電池技術的前景，HJT技術多年來進展緩慢，主要原因是HJT電池技術專利擁有者日本三洋的專利壁壘，2015年三洋專利保護期滿后，HJT技術產(chǎn)業(yè)化進入了快車道。
“HJT技術和TOPCon技術在賽跑，現(xiàn)在TOPCon技術跑得稍微領先一點，但不代表會先到終點�！鄙鲜黾夹g專家表示，未來隨著技術突破，HJT技術的成本會大幅降低，就好像金剛線切割技術成熟，推動單晶成為主流一樣。
江亞俐認為，至少在2023年之前，PERC電池產(chǎn)能還將是新增電池產(chǎn)能的絕對主流，包括HJT、TOPCon、HBC在內(nèi)的N型電池技術，將合計不足10%的市場裝機規(guī)模，其中TOPCon技術占據(jù)6成份額。
作者：沈小波 來源：能源雜志 責任編輯：jianping
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