钙钛矿电池和HJT电池谁更现实?
光伏电池片技术发展史:铝背场BSF电池(1代,2017年以前)→PERC电池(2代,2017年至今)→PERC+/TOPCon(2.5代)→HJT电池(3代)→HBC电池(4代,可能潜在方向)→钙钛矿叠层电池(5代,可能潜在方向)。
技术创新是光伏产业下半年胜负手,关注颗粒硅与新型电池。光伏永恒的核心在于降本增效,顺应降本增效的产业趋势是关键,历史上的大投资机会大多来源于此。下半年新技术主要关注两方面:
(1)即将接棒PERC的N型电池,包括已具经济性的TOPCon、发展空间更广的HJT、IBC;
(2)工艺跑通+成本优势显著的颗粒硅(协鑫科技、天通股份)。
至于说钙钛矿:追求更高的光电转换效率是整个太阳能行业一致的内在使命。不管用硅晶还是完全不用硅晶,在一次转换的基础上,涂覆一层钙钛矿,都是提高转换的关键。将来电厂选址成本越来越高,意味着对效率要求越来越高。钙钛矿的上游,原料都便宜,也就意味价格成本优势长期明显。不管你怕不怕设备技术路线演进,怕不怕订单兑现的曲折,国产钙钛矿设备将是支撑中国光伏引领世界的关键。
01 什么是钙钛矿电池
钙钛矿目前有一个致命的缺点就是,在转化效率很高的前提下面,大规模场景运用的技术还远远没有出现,如果没有非常大的技术突破,那么钙钛矿的产业化会受到巨大的限制,可能性和成功率也非常低。
钙钛矿的效率可以大幅提升光伏电池的效率,因此用钙钛矿做电池,一定是非常完美的idea。然而钙钛矿做电池的问题就在这里。
第一、钙钛矿所达到的“最高效率”忽略了很多问题。论文所报道的高效钙钛矿电池,往往都是实验室条件下的效率。举个典型的例子,在实验室做的,搞科研用的电池可能大小也就是大拇指指甲盖那么大。但是,我们在生活中常见的太阳能电池,是这个样子的。
要做太阳能发电,需要把许多不同的电池块链接起来。虽然钙钛矿材料效率很高,但是把它做进组件里面效率会不会依然很高?这个是不确定的。就像是炒菜,两种食材都很好,但是炒出来的菜好不好吃,就两说了。
第二、钙钛矿电池本身的问题。钙钛矿,作为一种材料,相比具有很高化学,和机械惰性的硅来说,并不是一种很稳定材料。钙钛矿材料遇到水就会分解、失效,很难适合于户外的天气状况。
第三、太阳能电池,作为一种器件,有一个非常神奇的效应。那就是发电的效率会不断地下降,但是慢慢也会区域一个稳定值,往往不至于下降的太厉害。其实这也是热力学定律在太阳能电池这个领域下的体现。Stabler-Wronski效应(随着光的入射和电流的通过,器件的发电效率不断降低)对所有太阳能电池都是存在的。这个和材料的结构有关。晶体硅电池的S-W效应,就远远没有多晶硅的S-W效应那么强。钙钛矿的结构更为不稳定,所以从理论上么来说,类似于S-W效应这样的逐渐失活效应,在钙钛矿中应该是体现会比较明显的。
因此钙钛矿从理论层面走向现实,还有相当长远的路要走,炒作归炒作,但离真正产业链出现,实现利润收益,任重而道远。
02 HJT电池更容易实现
比起于钙钛矿电池来说,HJI是先阶段更容易实现的新一代电池技术。
HJT电池,也叫HIT电池,俗称异质结电池,都是第三代电池片,全称为晶体硅异质结太阳电池,是一种采用HIT结构的硅太阳能电池,该技术是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜。综合了晶体硅电池与薄膜电池的核心竞争力,能提高光电转换效率,是高转换效率硅基太阳能电池的热门朝向中的一种:100个太阳光,预计能抓取发电预计达28个,一代电池片仅能抓取13个左右。在25年的全生命周期综合发电量较PERC高15%-20%。
HJT电池片,其生产工艺流程能缩减到4道工艺,相比PERC(8道工艺)、TOPCon(9到12道工艺),可以说大大减少工艺投入、维护费用;另外其光致衰减相比另外两种更低,10年衰减率小于3%,25年衰减率仅为8%,也就是同样老化程度下,可用发电能力提高。HJT电池技术大概率成为未来光伏电池片的主流技术。
异质结HIT电池的优点:
1、应用范围广泛:大量利用在太阳能板、城市公共交通、通讯设备、电力安装工程、国防科技或是在远洋航行、国内航空不同经济领域,HIT电池都具有了不能缺失的重要作用。
2、效率提升潜力高:HIT电池采用的N型硅片具有较高的少子寿命,非晶硅钝化处理的对应结构同样也可以取得较低的表面复合型速率,以至于硅异质结太阳能电池的开路电压远高于传统式单晶硅太阳能电池,其效率潜力比当前利用P型硅片的PERC电池大至更是高达2%。
3、成本费用低、生产工艺简单不复杂:HIT电池融合了薄膜太阳能电池超低温的生产制造优点,规避了传统式的高温工艺。HIT工艺流程相比简单化,所有生产工艺流程只需四个部分就可以实现。
4、高稳定性,高效率:HIT电池的光照稳定性好,异质结中的非晶硅薄膜并没有发现Staebler-Wronski(光疲劳)效应,也就代表着电池转换效率不会因光照而出现衰退的迹象。
5、正反两面电池:HIT电池是非常好的正反两面电池,正面和背面基本上无色调差距,且双面率(指电池背面效率与正面效率之比)可达到90%以上,极高可以达到98%,背面发电的核心竞争力明显。
所以如果从增量空间的考虑,未来HJI取代上一代的电池只是时间问题,一段时间后,HJI一定会成为最主流的光伏电池,这个细分的赛道可以持续关注。
03 都有哪些股票受益
1、迈为股份:光伏丝网印刷设备龙头公司主营光伏电池丝网印刷生产线成套设备,用于电池片制造后道工序中。目前公司丝网印刷设备在国内增量市场份额已超过70%,居于首位。
2、金辰股份:光伏组件设备龙头公司为全球光伏组件设备龙头,市占率达50%,客户覆盖隆基、晶澳、东方日升等一线龙头。近年来,公司逐步向电池片设备产业链延伸,市场空间几倍于组件设备,且客户大部分趋同,有望在HJT+TOPCon电池片设备“弯道超车”。
3、捷佳伟创:光伏电池设备龙头光伏电池片设备龙头,受益新型高效电池产能扩张:公司主营光伏制绒设备、扩散炉、抛光设备、淀积炉、自动化设备、丝印设备等六大系列,产品市占率超50%。
4、上机数控:薄片化切片机龙头公司切片机业务国内市占率45%左右。公司在行业内与大连连城(隆基股份关联方企业)、青岛高测(科创板上市)形成三方寡头垄断。光伏单晶硅趋向大尺寸化。主流光伏组件厂商纷纷布局210、182等大尺寸组件,带动210、182等大尺寸单晶硅需求,从而带来光伏切片机迭代需求。
(特别说明:文章中的数据和资料来自于公司财报、券商研报、行业报告、企业官网、百度百科等公开资料,本报告力求内容、观点客观公正,但不保证其准确性、完整性、及时性等。文章中的信息或观点不构成任何投资建议,投资人须对任何自主决定的投资行为负责,本人不对因使用本文内容所引发的直接或间接损失负任何责任。)
$迈为股份(300751)$$金辰股份(603396)$$捷佳伟创(300724)$$上机数控(603185)$
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