光伏電池技術大變局
通威和愛旭在光伏電池上的擴產計劃令業界印象深刻，但事實上，光伏電池的擴產是一線電池廠商的普遍行為。01、擴產不停歇上個月初，隆基股份在西安的5GW單晶電池項目正式投產，這只是隆基三年擴產計劃（20192021）中電池產能布局的一個項目。按照隆基規劃，2021年PERC電池產能將達到20GW。從2019年以來，
02、技術大變局
PERC技術的量產效率在7月初到達了一個新的高度，隆基西安5GWPERC電池項目投產，PERC電池的平均量產效率超過了23%。
據中國光伏行業協會的最新統計，今年上半年，PERC單晶電池平均量產效率為22.4-22.5%，最高量產效率接近23%。
去年1月份，隆基曾宣布PERC電池實驗室轉換效率達到了24.06%，刷新了PERC電池轉換效率的世界紀錄。
業內普遍認為，23%的量產效率已經接近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，來提供更低度電成本的電池、組件產品。對下游電站來說，電池、組件轉換效率的提升，對降低度電成本至關重要。
從2015年起，提升電池、組件的轉換效率就成為光伏行業的中心邏輯。其背后，是組件成本在光伏電站系統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成本的收益越來越小。
通過提升電池、組件的轉換效率，可以在同等面積、重量的組件產品上，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，由于輔助系統成本在電站系統成本中的比例已經突破了50%，這使得轉換效率提升相比降低組件成本，能為電站系統帶來更大的度電成本降低。
由于PERC電池技術轉換效率提升已經接近天花板，整個光伏制造業開始在硅片端進行革新，通過推出更大尺寸硅片產品，帶動電池、組件產線生產效率提升，降低生產成本。同時，大硅片也推動著組件向更大功率發展。
大硅片帶來的更大功率組件產品，與提高轉換效率具有相同的效應，即降低輔助設備所需的數量，從而更有效降低度電成本。
硅片尺寸的提升在不斷突破現有產業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、組件舊有產線也僅需微調即可，最終電池、組件產線提升了效率，組件產品提升了功率，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品普遍突破了500W。兼容182mm硅片需要新建電池、組件產線，但這一尺寸考慮到了產業配套的成熟度，比如現有運輸用的集裝箱、逆變器、支架的匹配度。
中環股份推出的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相匹配的新產品。
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新產品的新階段，這實際意味著通過增大硅片尺寸提高電池、組件產線生產效率，推動更大功率組件進一步降低度電成本逼近了現有光伏產業鏈水平的極限。
一位不愿具名的業內資深技術專家表示，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化向后推遲了。
今年5月29日，工信部發布《光伏制造行業規范條件（2020年本）》，要求新增單晶電池片轉換效率需大于23%，這個效率是目前PERC電池量產效率的最高值。
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規劃中，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，來進一步提高轉換效率，還是屬于PERC電池技術范疇，TOPCon和HJT電池技術則是業內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技術的最高量產效率已經達到了23.6%；晉能科技則公開表示，其HJT技術量產平均效率已經達到了23.85%,并計劃在今年底突破24%。
但制約TOPCon和HJT技術產業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線長周期穩定運行方面，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，PERC電池技術都將是市場的絕對主流。這也是光伏業內的主流觀點。
上述資深技術專家表示，目前比較穩妥的一種技術升級路線是投資PERC產線，為后續的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電池產線上升級改造，而HJT電池技術則必須新建電池產線，而且TOPCon電池的投資成本要遠低于HJT電池，因此多位業內人士均看好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商。拉普拉斯總經理林佳繼認為，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，現有的電池生產商完全沒必要在PERC+技術上繼續投入精力，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產能已達6GW，為應對即將到來TOPCon電池產能建設，拉普拉斯位于無錫的TOPCon設備生產基地將在年底投產，該基地的設備產能可供應每年20GW以上的TOPCon電池生產設備。
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技術產業化進入了快車道。
“HJT技術和TOPCon技術在賽跑，現在TOPCon技術跑得稍微領先一點，但不代表會先到終點。”上述技術專家表示，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電池產能還將是新增電池產能的絕對主流，包括HJT、TOPCon、HBC在內的N型電池技術，將合計不足10%的市場裝機規模，其中TOPCon技術占據6成份額。
作者：沈小波 來源：能源雜志 責任編輯：jianping
太陽能發電網|m.www-944427.com 版權所有