隨著PERC電池技術(shù)在效率提升上難度的增加，再加上市場對更低度電成本、更高轉(zhuǎn)換效率的需求日益高漲，以及來自于平價的壓力，行業(yè)亟需一種新的高效技術(shù)來引領(lǐng)電池轉(zhuǎn)換效率再上一個臺階。而異質(zhì)結(jié)技術(shù)正成為晉能科技、東方日升、山煤國際、鈞石、中智電力等多家企業(yè)競相追逐的對象。
進(jìn)軍：總投資超400億元爭搶“蛋糕”
光伏們統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)已有10多家企業(yè)參與到異質(zhì)結(jié)電池研發(fā)、生產(chǎn)中，規(guī)劃總產(chǎn)能已超過20GW。
作為異質(zhì)結(jié)領(lǐng)域較早的“拓荒者”之一，晉能科技早在2017年就已實現(xiàn)中試線投產(chǎn)，現(xiàn)有產(chǎn)能100MW，異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)最高效率達(dá)23.85%，量產(chǎn)平均良率達(dá)98.29%，未來的規(guī)劃產(chǎn)能為1GW，設(shè)備正在采購中。
2018年5月，通威股份宣布與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、三峽資本控股有限責(zé)任公司，共同建設(shè)規(guī)劃2GW異質(zhì)結(jié)太陽能電池產(chǎn)能項目。第一片超高效異質(zhì)結(jié)電池片已在2019年6月成功下線，電池片轉(zhuǎn)換效率達(dá)23%。三峽資本作為參股方進(jìn)入，意味著國資對異質(zhì)結(jié)技術(shù)的看好。
2019年8月19日，東方日升年產(chǎn)2.5GW高效異質(zhì)結(jié)電池與組件生產(chǎn)項目正式開工。該項目計劃形成年產(chǎn)2.5GW電池片、2.5GW組件的生產(chǎn)能力。預(yù)計該項目將在2021年實現(xiàn)竣工。
此外，山煤國際近期也宣布與鈞石共同投資建設(shè)10GW異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)線項目;彩虹集團(tuán)、愛康科技也將投資建設(shè)2GW和5GW的異質(zhì)結(jié)項目。
異質(zhì)結(jié)是否會成為高效電池技術(shù)的新賽道？
國內(nèi)異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能情況(部分企業(yè))
優(yōu)勢：量產(chǎn)效率最高、生產(chǎn)制程最短、電池性能最優(yōu)
多家企業(yè)爭先布局異質(zhì)結(jié)組件，并非充當(dāng)“吃螃蟹的人”，而是順勢而為。
“異質(zhì)結(jié)電池已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展近10年，就現(xiàn)階段的異質(zhì)結(jié)技術(shù)水平相比2011年已成熟很多。正因如此，很多光伏企業(yè)、資本方都把目光瞄準(zhǔn)了異質(zhì)結(jié)。”中智電力副總經(jīng)理徐昕告訴光伏們，PERC價格的廝殺及產(chǎn)能大量釋放也為異質(zhì)結(jié)電池提供了成長機(jī)會，下一個增長點(diǎn)目前看異質(zhì)結(jié)電池最具優(yōu)勢。
“異質(zhì)結(jié)電池是產(chǎn)業(yè)界公認(rèn)的最具發(fā)展?jié)摿Φ腜ERC后主流高效技術(shù)，主要是其具有量產(chǎn)效率最高、生產(chǎn)制程最短及電池性能最優(yōu)的特點(diǎn)。”東方日升產(chǎn)品管理高級經(jīng)理宋毅鋒詳細(xì)解釋道，對于目前主流的高效電池技術(shù)單晶PERC來說，23%左右是可見的量產(chǎn)瓶頸。而異質(zhì)結(jié)電池當(dāng)前量產(chǎn)平均效率普遍在23%以上，產(chǎn)線最高效率甚至達(dá)到24%，未來更有望達(dá)到25%。同時，異質(zhì)結(jié)電池整個生產(chǎn)過程僅需四個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，最高工藝溫度不超過200℃，可使用130μm甚至更薄的硅片，在設(shè)備和材料上降本空間大，未來將最更具成本優(yōu)勢。
基于無B-O光衰減、無LeTID，較低的溫度系數(shù)(基本只有晶硅同質(zhì)結(jié)電池的一半左右)、高雙面率、弱光響應(yīng)優(yōu)異等特點(diǎn)，異質(zhì)結(jié)電池可實現(xiàn)更高的發(fā)電量和更低的度電成本(LCOE)。宋毅鋒進(jìn)一步說，“根據(jù)實測數(shù)據(jù)，在使用同是22%效率的PERC電池組件和異質(zhì)結(jié)電池組件，異質(zhì)結(jié)雙面組件發(fā)電量比高效單晶PERC單面組件發(fā)電量高20-30%左右，比高效單晶PERC雙面組件發(fā)電量還要高10%，由此帶來的LCOE比PERC雙面電池組件要低7%左右。隨著市場對LCOE關(guān)注度的日趨增加，異質(zhì)結(jié)電池組件的優(yōu)勢將會更加突出。”
2019年8月，東方日升投資33億元新建2.5GW高效異質(zhì)結(jié)電池及組件項目啟動的消息引發(fā)了業(yè)界關(guān)注，這也顯示出東方日升在異質(zhì)結(jié)領(lǐng)域的雄心。宋毅鋒說：“該新建項目是分階段建設(shè)，預(yù)期在2021年底完成。為滿足市場需求，東方日升首期的異質(zhì)結(jié)電池組件產(chǎn)品會以最快的速度推向市場。高端市場和BOS及軟成本較高的地區(qū)以及一些環(huán)境比較惡劣的地區(qū)將會是東方日升異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品的目標(biāo)市場，隨著異質(zhì)結(jié)電池組件生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大和成本的不斷下降，未來將會取代PERC進(jìn)入光伏應(yīng)用普遍適用的主戰(zhàn)場。”
晉能科技總經(jīng)理楊立友也持同樣觀點(diǎn)，他認(rèn)為從產(chǎn)品成本、性價比、效率提升空間、工藝復(fù)雜程度等角度來看，單晶PERC之后的主流高效技術(shù)是異質(zhì)結(jié)技術(shù)。楊立友向光伏們介紹道，目前晉能科技異質(zhì)結(jié)電池平均效率23.85%，最高效率24.73%。經(jīng)第三方測試，異質(zhì)結(jié)組件雙面率達(dá)到93%，未使用大硅片、半片等疊加技術(shù)的72片組件正面功率達(dá)406.6W。“目前異質(zhì)結(jié)組件主要銷往國內(nèi)和日本，日本是比較成熟的市場，對高效、超高效產(chǎn)品非常認(rèn)可。”
對于越來越多的企業(yè)進(jìn)軍異質(zhì)結(jié)領(lǐng)域，受訪企業(yè)均表示，一方面說明異質(zhì)結(jié)的技術(shù)壁壘已基本突破，另一方面，異質(zhì)結(jié)電池正在從行業(yè)共識走向企業(yè)快速行動，逐步形成的規(guī)模效應(yīng)將非常有助于成本的快速降低，更有利于異質(zhì)結(jié)電池競爭力的提升。
門檻：成本較高、規(guī)模化不夠、設(shè)備兼容較難
但猶如硬幣的兩面，異質(zhì)結(jié)電池紅火背后仍有亟待邁過的門檻。
“推廣異質(zhì)結(jié)技術(shù)的主要障礙之一是價格。”楊立友說，目前異質(zhì)結(jié)電池還是非常高端的產(chǎn)品，產(chǎn)量相對較小，成本還比較高，尚未在市場上直接參與競爭。“當(dāng)行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)幾條GW級生產(chǎn)線時，如果異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)品的價格可以達(dá)到不高于單晶PERC產(chǎn)品15%的水平，異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)品將會非常受歡迎。”
宋毅鋒也認(rèn)為，異質(zhì)結(jié)電池最大的挑戰(zhàn)是如何持續(xù)降低成本。
徐昕談了個人看法，“以異質(zhì)結(jié)量產(chǎn)經(jīng)驗測算產(chǎn)業(yè)化成本模型來判斷，基于GW級平臺的規(guī)?；?yīng)，目前應(yīng)該最少有7-8成的把握，企業(yè)可以將異質(zhì)結(jié)電池成本做到與單晶PERC接近甚至更低的水平，比如電池<0.8元/kWh(含稅)。但歸根到底，異質(zhì)結(jié)電池發(fā)展現(xiàn)在所缺的還是規(guī)模，異質(zhì)結(jié)項目的成功最關(guān)鍵點(diǎn)也是如何控制和降低成本的問題。”
作為一種新技術(shù)路線，異質(zhì)結(jié)技術(shù)對其他高效技術(shù)的設(shè)備兼容性也存在一定難度。“除絲網(wǎng)印刷等小部分設(shè)備可以升級改造外，總體設(shè)備兼容性還比較有難度。”楊立友說，異質(zhì)結(jié)電池進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)需要同時滿足三個要求：轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.5%，成本不能高于單晶PERC的15%，設(shè)備初始投資不能超過單晶PERC的1.25倍。
攻堅：規(guī)模化、實驗突破、技術(shù)升級
面對難題，迎難而上、主動攻克是企業(yè)的選擇。
在成本控制方面，宋毅鋒認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、高產(chǎn)能是異質(zhì)結(jié)的發(fā)展關(guān)鍵。尤其是大力推動異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品應(yīng)用和制造的大規(guī)?；?。在技術(shù)提升上，“除了在電池技術(shù)方面的改進(jìn)和突破外，特別是在PECVD/PVD鍍膜、金屬化和氫鈍化等關(guān)鍵制程方面，東方日升已經(jīng)形成了自己的獨(dú)特技術(shù)。同時東方日升結(jié)合半片、多主柵等技術(shù)推動異質(zhì)結(jié)組件的大規(guī)模量產(chǎn)，我們在浙江寧海的實證電站數(shù)據(jù)表明，我們的第二代異質(zhì)結(jié)電池組件的發(fā)電量相較第一代的發(fā)電量提升4%。”宋毅鋒進(jìn)一步解釋道。
針對設(shè)備兼容性問題，晉能科技選擇通過實驗突破。楊立友說，“現(xiàn)階段，異質(zhì)結(jié)電池設(shè)備的初始投資還比較高。但是經(jīng)過兩年多的研發(fā)，晉能科技通過小型可行性實驗，在某些工藝環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)降低對設(shè)備的要求。目前晉能科技也在與國內(nèi)的部分設(shè)備廠商進(jìn)行深度的戰(zhàn)略研究，如果技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)，設(shè)備初始投資達(dá)到不高于PERC的1.25倍的水平還是非常有希望的。”
值得一提的還有，2019年8月，漢能與成都珠峰永明科技有限公司合作研發(fā)的高效硅異質(zhì)結(jié)電池的轉(zhuǎn)換效率經(jīng)認(rèn)證達(dá)到24.85%，打破日本Kaneka公司保持的原世界紀(jì)錄。漢能副總裁徐曉華此前在接受媒體采訪時表示，漢能自主研發(fā)的高效硅異質(zhì)結(jié)薄膜電池，已經(jīng)在四川雙流實現(xiàn)量產(chǎn)，其具有高效和低成本優(yōu)勢，核心薄膜沉積設(shè)備已經(jīng)完全實現(xiàn)國產(chǎn)化。
“2020年及未來幾年，隨著異質(zhì)結(jié)電池的產(chǎn)能得到逐步釋放，其經(jīng)濟(jì)性將不斷顯現(xiàn)。”中信建投機(jī)械分析師呂娟表示，目前全球規(guī)劃產(chǎn)能超10GW，實際產(chǎn)能約2-3GW，其中已經(jīng)有小規(guī)模量產(chǎn)或計劃量產(chǎn)異質(zhì)結(jié)電池的企業(yè)有接近20家，但大多尚處于中試階段。預(yù)計規(guī)劃產(chǎn)能在未來2-3年內(nèi)逐步落地，隨著異質(zhì)結(jié)電池設(shè)備投資額的進(jìn)一步下降，銀漿、靶材等原材料實現(xiàn)國產(chǎn)化及異質(zhì)結(jié)電池的薄片化，異質(zhì)結(jié)產(chǎn)業(yè)鏈成熟度將快速提高，推動單瓦發(fā)電成本下降，從而使異質(zhì)結(jié)電池比單晶PERC電池的經(jīng)濟(jì)性更高。
光伏行業(yè)發(fā)展依托的基礎(chǔ)正是技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破，隨著越來越多企業(yè)布局異質(zhì)結(jié)領(lǐng)域，有望加快突破異質(zhì)結(jié)技術(shù)面臨的降本門檻，引領(lǐng)光伏電池效率進(jìn)入新賽道。
