楊興杰
一、光伏電池片行業(yè)規(guī)模情況
2012年至2023年，全球光伏電池片產(chǎn)量持續(xù)增長，由38GW增長至644GW，其中中國光伏電池片產(chǎn)量由21GW增長至591GW，全球光伏電池片產(chǎn)量增長的主要來自于中國。
2012年至2023年，我國光伏電池片產(chǎn)量逐年上升，復(fù)合增長率達35.45%，我國光伏電池片生產(chǎn)規(guī)模自2007年開始已連續(xù)17年居全球首位。
圖表：2012-2023年全球及我國光伏電池片產(chǎn)量情況
數(shù)據(jù)來源：CPIA
二、光伏電池片行業(yè)發(fā)展趨勢
①各類電池市場份額情況
從各類電池的市場占有率看，2019年P(guān)ERC電池片技術(shù)超過BSF電池，占據(jù)了65%的市場份額，2020年，PERC電池片市場占比達到86.4%，2021年進一步提升至91.2%，從2022年開始則處于下降趨勢。
圖表：2016-2022年我國各類電池市場份額情況
數(shù)據(jù)來源：CPIA
根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，以TOPCon、XBC以及HJT為代表的新型高效光伏電池片從2022年處于快速發(fā)展階段，市場份額不斷擴大，PERC的市場占比則不斷下降。
圖表：2023-2030年我國各類電池市場份額情況
數(shù)據(jù)來源：CPIA
根據(jù)CPIA近年來的《中國光伏產(chǎn)業(yè)年度報告》以及《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》，總結(jié)2021-2023年以來光伏電池片技術(shù)和市場發(fā)展趨勢如下：
A、2021年下半年開始，新型高效光伏電池片（尤其是TOPCon）新建產(chǎn)能呈現(xiàn)爆發(fā)的趨勢，但受新產(chǎn)能建設(shè)到投產(chǎn)、量產(chǎn)時間影響，市場份額處于很低的水平；
B、2022年是中國光伏產(chǎn)業(yè)化歷史上非常重要的一年，技術(shù)迭代加速，BSF基本退出歷史舞臺，PERC技術(shù)新建產(chǎn)能大幅下降；在突破設(shè)備、工藝、材料等瓶頸后，憑借較高的性價比，當(dāng)年新建量產(chǎn)產(chǎn)線主要以TOPCon為主，主流廠商基本均有所布局或建設(shè)，TOPCon成為繼PERC之后市場占有率最大的一種技術(shù)；
C、隨著TOPCon產(chǎn)能的持續(xù)釋放，2022年TOPCon電池出貨量接近20GW，占據(jù)8.3%的份額，PERC電池片市場占比進一步降低至88%；2023年N型TOPCon市場占比提升至23.00%，其他新型高效光伏電池片技術(shù)路線市場占比也顯著提升，PERC市場占比進一步下降。
D、其他新型高效光伏電池技術(shù)路線方面，針對分布式市場，隆基綠能和愛旭股份在XBC方面進行了較大力度的布局；HJT相對成本較高，市場占比仍然不多，總量遠小于TOPCon。
②PERC電池片技術(shù)面臨轉(zhuǎn)換效率理論極限值
PERC技術(shù)背面鈍化工藝是在硅片背面沉積Al2O3和SiNx，Al2O3由于具備較高的負電荷密度，可以提供良好的場鈍化，SiNx主要作用是保護背部鈍化膜，保證電池正面的光學(xué)性能，并釋放氫原子提升界面鈍化效果。背面鈍化可實現(xiàn)兩點價值，一是顯著降低背表面少數(shù)載流子的復(fù)合速度，從而提高少子的壽命，增加電池開路電壓；二是在背表面形成良好的內(nèi)反射機制，增加光吸收的幾率，減少光損失，提高短路電流。
圖表：P型PERC制備工藝流程圖及對應(yīng)設(shè)備
根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)顯示，PERC電池的理論極限值為24.5%，現(xiàn)有的主流PERC技術(shù)量產(chǎn)發(fā)電效率面臨理論極限，因此以TOPCon、XBC為代表的轉(zhuǎn)換效率更高的新電池片技術(shù)在突破設(shè)備、工藝、材料等瓶頸后逐步開始規(guī)模化應(yīng)用，可以預(yù)期未來PERC的資本化開支將會顯著下降。
③TOPCon和XBC是已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)的N型光伏電池片技術(shù)
新型高效電池片技術(shù)主要包括TOPCon、XBC和HJT三種，其中TOPCon、XBC因技術(shù)成熟、成本和性能可平衡，已率先量產(chǎn)；相較于TOPCon和XBC，目前主流廠商在HJT領(lǐng)域產(chǎn)能布局尚不廣泛，HJT電池片投產(chǎn)和量產(chǎn)規(guī)模仍較小。相關(guān)情況如下：
A、TOPCon
TOPCon是一種基于選擇性載流子傳輸原理的隧穿氧化鈍化接觸電池片技術(shù)，相較于PERC，其在電池的背面采用了鈍化接觸技術(shù)，結(jié)構(gòu)包括隧穿氧化和摻雜多晶硅層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，為電池的背面，尤其是金屬接觸區(qū)域提供了優(yōu)異的表面鈍化，從而提升轉(zhuǎn)換效率。
圖表：N-TOPCon制備工藝流程圖及對應(yīng)設(shè)備
最近幾年，經(jīng)過行業(yè)內(nèi)主流企業(yè)持續(xù)的產(chǎn)業(yè)化探索，憑借成本和性能的有效平衡，TOPCon在設(shè)備端、材料端以及生產(chǎn)端均已達到較為成熟的階段，在新型高效光伏電池片中率先完成量產(chǎn)，量產(chǎn)效率已突破25%。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會編制的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》，N型TOPCon電池的市場占比將從2023年的23%，快速提升至2024年的60%。目前，TOPCon技術(shù)仍處于持續(xù)的優(yōu)化和迭代過程中，量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率和產(chǎn)能在過去一段時間均呈現(xiàn)出較為顯著的提升趨勢；由于TOPCon量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率仍有較大的提升空間，加之大產(chǎn)能持續(xù)發(fā)展趨勢，市場及眾多行業(yè)主流廠商預(yù)計未來TOPCon將持續(xù)保持和提升技術(shù)競爭能力。
B、XBC
XBC電池最大的特點是PN結(jié)和金屬接觸都處于電池的背面，正面沒有金屬電極遮擋的影響，因此具有更高的短路電流，同時背面可以容許較寬的金屬柵線來降低串聯(lián)電阻從而提高填充因子，加上電池前表面場以及良好鈍化作用帶來的開路電壓增益，使得這種正面無遮擋的電池擁有了高轉(zhuǎn)換效率。
鑒于XBC電池在外觀（表面無柵線）、發(fā)電增益等方面具有競爭優(yōu)勢，適用于對價格接受度更高的中高端分布式市場和BIPV市場。隆基綠能和愛旭股份分別推出HPBC電池片以及ABC電池片，截至本招股說明書簽署日，隆基綠能和愛旭股份是XBC技術(shù)路線的主要參與者，進行大規(guī)模的產(chǎn)能布局，此外，根據(jù)公開披露信息，多個其他主流廠商也開始參與或布局XBC技術(shù)路線。
C、HJT
根據(jù)CPIA的相關(guān)報告，HJT電池片中同時存在晶體和非晶體級別的硅，非晶硅的存在能夠更好地實現(xiàn)鈍化。HJT電池的制備工藝步驟簡單，且工藝溫度較低，可避免高溫工藝對硅片的損傷，并有效降低碳排放，但是工藝難度大。相較于TOPCon和XBC，目前主流廠商在HJT領(lǐng)域產(chǎn)能布局尚不廣泛，HJT電池片投產(chǎn)和量產(chǎn)規(guī)模仍較小。
想了解更多光伏發(fā)電及光伏電池片發(fā)展前景和發(fā)展趨勢相關(guān)內(nèi)容，可關(guān)注中研網(wǎng)《2024年版光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)劃專項研究報告》。
研究院服務(wù)號
中研網(wǎng)訂閱號