智观察|创造绿色动能的光伏电池

2023-06-22 02:13:25    来源:联想控股微空间
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近年来,光伏发电正为我国绿色发展创造更强劲的动能。作为光伏发电的核心部件,电池片的技术路线和工艺水平直接影响着光伏系统的发电效率和使用寿命,也由此成为产业的聚焦点。那么,当前我国电池片现状如何?有哪些备受关注的技术路线?以下,enjoy:


(资料图片)

光伏产业,向光而行

绿色低碳转型成为全球共识,光伏发电凭借资源分布广泛、技术不断优化等优势成为清洁能源应用的主力军。经历二十年发展,我国光伏已经在世界范围内占据领先地位,光伏新增装机量连续10年位居全球第一。

迅猛发展的势头仍在延续。根据国家能源局统计,2023年第一季度,全国光伏新增并网装机3366万千瓦;全国光伏发电利用率98%,同比提升0.7个百分点;太阳能发电投资完成522亿元,同比增长177.6%。

产业蓬勃发展得益于两大重要因素的驱动:一是度电成本的不断下降,二是光电转化效率的持续提升。

●度电成本是指生产单位能源所需要的平均成本,是衡量一个光伏项目经济效益和是否可实现规模化的主要指标。随着光伏产业各个技术环节水平均有较大幅度的提升,光伏发电成本快速下降,逐步向常规能源发电成本靠拢。过去10年间,我国光伏发电度电成本下降超过80%。

●光电转换效率则是衡量光伏电池把光能转换为电能的能力。根据中国光伏行业协会数据显示,光电转换效率每提升1%,相应产能及收益提升,对应度电成本可下降5%-7%。

因此,要想推动光伏产业成本下降,实现规模化、长期发展,提升电池片的光电转化效率是必经之路。在此背景下,电池片的技术迭代成为光伏产业的角逐焦点。

技术迭代,动能澎湃

目前光伏领域主要应用硅基电池,其是通过将单晶硅或多晶硅片加工处理、可以将太阳的光能转化为电能的半导体薄片。

从衬底类型来看,可将电池片分为P型电池片(由硅材料掺杂硼元素制成)和N型电池片(由硅材料掺杂磷元素制成)两类。

P型电池主要包括BSF(常规铝背场电池)和PERC(钝化发射极和背面电池)。BSF电池在2016年之前占据市场主流(90%以上),随后逐步被市场淘汰。究其原因,则在于金刚线切割等技术突破,使得具备更高光电转换效率的PERC电池体现出绝对成本优势。由此PERC电池一路高歌猛进,成为当前最主要的量产类型,占据了90%以上的市场份额。

目前,P型PERC电池量产转换效率达23%,预计2023年将提升至23.3%,已经接近其理论转换效率极限(24.5%),导致很难再有大幅提升。

因此,技术替换的时间点又一次到来,凭借转换效率高、光致衰减低、温度系数低等优势,N型电池成为冉冉升起的明星。

N型电池目前较主流的技术为TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)和HJT(本征薄膜异质结)。据艾瑞咨询和甲子光年相关报告显示,TOPCon电池理论效率极限为28.7%,预计2023年转换效率可达25%,同时能够与现有PERC产线兼容,成本更加可控,未来1-2年将逐步成为主力技术类型。

HJT电池相比TOPCon电池可进一步提升0.2-0.3%的转换效率,同时具备工艺流程短、良品率高等优势,但由于其需要重新建设产线,且几乎所有环节的成本都高于PERC电池,目前量产仍受到一定限制,有待技术突破。

尽管当前P型PERC电池仍占据市场主流,但潜在技术迭代为产业注入了新动力。国内相关企业加速N型电池布局,助力产量提升,推动光伏产业降本增效和进一步规模化发展。

今年3月10日,联想控股成员企业正奇控股和马鞍山市政府签约落地20GW高效N型电池片智能制造产业化项目。4月10日,正奇光能科技有限公司在安徽马鞍山经济开发区迎来了成立暨揭牌仪式,并于5月28日正式开工建设。作为正奇控股的子公司,正奇光能的成立宣告着正奇控股正式进入光伏实体产业。

据介绍,该项目一期力争今年内建成投产。根据预测,一期达产的年产值为50亿元,年可新增绿电70亿千瓦时、节约标准煤87万吨、减排二氧化碳700万吨,将创造良好的社会价值和经济价值。

新能源是正奇控股聚焦的核心产业之一,其在光伏产业链上很早就投资了天合光能、祥邦科技等相关企业,多年来也服务了润阳股份、东方日升等多家光伏产业链客户,奠定了深度参与光伏产业的基础。

随着相关企业积极规划布局,以TOPCon电池为代表的N型电池将实现产能释放。根据知名有色金属行业网站SMM数据显示,今年1月TOPCon电池月度年产能为54.3GW,3月底月度年产能为74.9GW,预计4-6月月度年产能分别为:79.7GW、114.4GW、123.9GW。预计2023年项目陆续投产后12月月度年产能将达到517.6GW。

随着更高转换效率的N型电池产能逐步提升,光伏产业度电成本有望进一步下降,从而推动光伏规模化发展,积极赋能“双碳”战略,助力我们走向一个更加清洁、绿色、可持续的未来。

参考链接

> 光伏电池的技术之争,谁将在万亿市场中脱颖而出?

>艾瑞咨询:《光伏产业观察:探索光伏利润变化及未来发展空间》

>甲子光年:《2023新能源电池材料发展概览报告》

>东亚前海证券:光伏电池片:N型电池片技术迭代拉开序幕,引领行业降本增效

>中国光伏为啥能畅销海外?

>市占率3年超80%,技术迭代势在必行!一文看懂2023年电池片市场格局!

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