鈣鈦礦＆異質(zhì)結(jié)專題深度報(bào)告：光伏電池新技術(shù)新機(jī)遇

異質(zhì)結(jié)：效率突破是關(guān)鍵

HJT優(yōu)勢(shì)突出

HJT即具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)技術(shù)（Heterojunction Technology），核心結(jié)構(gòu)是晶硅層與非晶硅薄膜。 異質(zhì)PN結(jié)一方面可以形成更高的開(kāi)路電壓，另一方面能實(shí)現(xiàn)更好的鈍化效果，因此更易提升轉(zhuǎn)換效率。 HJT優(yōu)勢(shì)明顯，有望成為N型主流： 1）抗光衰能力更強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)25年功率衰減不超過(guò)8%，明顯優(yōu)于PERC的20%和TOPCon的13%； 2）兩側(cè)均具有透光能力，雙面率最高可達(dá)95%，高于PERC與TOPCon電池； 3）雙面均有晶硅+非晶硅結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)雙面鈍化，其鈍化選擇率可達(dá)14.0（PERC電池僅11.7）； 4）適應(yīng)能力強(qiáng)，較雙面PERC，溫度升高后效率降低幅度小，溫度系數(shù)僅為-0.26%/℃（PERC約0.35%/℃，TOPCon約-0.3%/℃）； 5）結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布更均衡、更穩(wěn)定，易提升良率且后續(xù)運(yùn)維壓力小。

HJT前景廣闊

國(guó)際光伏技術(shù)路線圖（ITRPV）預(yù)測(cè)2025年/2030年全球HJT市場(chǎng)份額約9%/13%； 中國(guó)光伏協(xié)會(huì)對(duì)HJT發(fā)展前景更樂(lè)觀，預(yù)測(cè)2025年/2030年其市場(chǎng)份額約18%/32%。

HJT爆發(fā)在即

HJT大訂單簽訂，市場(chǎng)驗(yàn)證加速。2022年9月，華晟新能源和中電建華東院正式簽署采購(gòu)合作框架協(xié) 議，2022年至2025年華東院將從華晟采購(gòu)10GW異質(zhì)結(jié)光伏組件，這成為迄今為止行業(yè)內(nèi)N型電池最 大訂單，成為HJT產(chǎn)業(yè)化里程碑。 據(jù)CPIA預(yù)測(cè)，2023年HJT市占率有望或達(dá)3%，對(duì)應(yīng)裝機(jī)有望超過(guò)10GW 。華晟擴(kuò)產(chǎn)領(lǐng)跑。華晟新能源目前除了宣稱總部，還擁有合肥、無(wú)錫、大理三個(gè)基地。華晟宣城規(guī)劃共 5期，目前1-3期已經(jīng)投產(chǎn)，合計(jì)5GW，4-5期預(yù)計(jì)分別將于2023年6月和第四季度設(shè)備搬入。公司 2022年實(shí)現(xiàn)銷售收入17個(gè)億，對(duì)應(yīng)約900MW異質(zhì)結(jié)組件的出貨。預(yù)計(jì)2023年電池/組件產(chǎn)能分別達(dá)到 22.5GW/18.6GW。華晟M6-144常規(guī)版型組件功率已突破500W，G12-132常規(guī)版型組件功率突破 730.55W，組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.5%。 根據(jù)公司披露信息不完全統(tǒng)計(jì)，目前全行業(yè)已公布HJT電池產(chǎn)能超過(guò)200GW，已投產(chǎn)約8GW，在建 約53GW。預(yù)計(jì)2023/2025年底國(guó)內(nèi)HJT產(chǎn)能有望實(shí)現(xiàn)68GW/97GW。

提效—單面→雙面微晶

相較于傳統(tǒng)非晶硅薄膜，微晶硅薄膜透光率更優(yōu)、缺 陷密度更低、摻雜效率更高、導(dǎo)電率更高，從而獲得 更高的轉(zhuǎn)換效率。微晶工藝難點(diǎn)在于解決生產(chǎn)節(jié)拍較 慢及一致性問(wèn)題。 單面微晶基本開(kāi)發(fā)完成，開(kāi)始挑戰(zhàn)雙面微晶。2022年 頭部企業(yè)與設(shè)備商攜手完成了微晶技術(shù)的初步落地， 華晟采用邁為VHF-PECVD設(shè)備的單面微晶HJT2.0電 池首片效率達(dá)到24.68%，目前宣城二期平均效率約 25%，預(yù)計(jì)今年雙面微晶導(dǎo)入后平均效率有望達(dá)到 25.5%。 東方日升雙面微晶產(chǎn)品“伏羲”電池效率中試效率已 達(dá)25.5%，組件效率達(dá)23.89%。通威采用納晶工藝， 年底完成雙面納晶導(dǎo)入有望突破25.5%+的效率。 為實(shí)現(xiàn)極致的鈍化、吸光等效果，在i層、a層、p層、n 層硅基礎(chǔ)上演變出的多層結(jié)構(gòu)或?qū)⒊蔀橹髁?，?duì)工藝 掌控、設(shè)備性能等方面提出更高要求。

提效—改進(jìn)封裝工藝

光轉(zhuǎn)膜或成標(biāo)配。HJT微/非晶硅中的硅氫鍵會(huì)被紫外光破壞，導(dǎo)致功率、壽命降低。傳統(tǒng)解決方案為使用 UV截止膜來(lái)阻擋紫外光，但吸收到的光能量會(huì)降低。而光轉(zhuǎn)膠膜能將紫外光轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光再被電池吸收， 從而提升組件發(fā)電量，實(shí)證數(shù)據(jù)表明其能提升1-2%的組件功率。目前行業(yè)頭部企業(yè)基本完成導(dǎo)入。 高阻水性材料進(jìn)一步保障產(chǎn)品壽命，提升長(zhǎng)期效率。此外，HJT特殊的材料、結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其極易受水氣影響， 常規(guī)封裝材料無(wú)法應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。目前行業(yè)正在導(dǎo)入丁基膠作為HJT封裝材料，預(yù)計(jì)年底有望實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入。

降本—薄片化

雖然硅片越薄短路電流會(huì)越少，但是HJT非晶硅層可以幫助形成更高的開(kāi)路電壓，即原理上HJT硅片減薄不會(huì) 明顯影響效率。此外HJT生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單且使用低溫環(huán)境，不易產(chǎn)生碎片。 目前頭部企業(yè)已做到110~130μm厚度，行業(yè)正在沖擊100μm厚度，TaiyangNews研究報(bào)告顯示HJT已有80微 米厚度的實(shí)現(xiàn)路徑。硅料價(jià)格為150元/kg時(shí)，硅片厚度每減薄10微米可以帶來(lái)單瓦硅成本0.01元左右的降低。

降本—硅片

半棒半片：硅棒開(kāi)方后再將其分成兩個(gè)半棒。技術(shù)上，整片厚度難突破120μm，而半片更易實(shí)現(xiàn)薄片化， 2023年5月高測(cè)股份首次展示利用半片工藝制造的60μm超薄硅片。 邊皮切割：HJT對(duì)硅棒的邊皮料利用率更高，可提高硅棒使用率，可助力硅成本下降約15%。 氧含量容忍度更高：HJT較TOPCon可使用更高氧含量的頭尾料，可進(jìn)一步降低約30%硅成本。

降本—銀耗

方法一：優(yōu)化柵線?？梢愿倪M(jìn)印刷工藝，結(jié)合鋼板印刷等方法將細(xì)柵細(xì)化；可以采用SMBB技術(shù)（增加主柵 數(shù)、降低主柵寬度），既能提高電流傳輸效率也能直接降低銀耗，還能增強(qiáng)電池應(yīng)變能力；可以采用無(wú)主柵 （0BB）技術(shù)，即主柵不用銀漿而直接使用導(dǎo)電線、焊帶，大幅降低銀漿耗量。

SMBB已成N型電池技術(shù)標(biāo)配工藝，部分頭部異質(zhì)結(jié)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)18+BB。0BB技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑多，發(fā)展最 早最成熟的是瑞典Meyer Burger的SmartWire技術(shù)，REC已采用該技術(shù)；德國(guó)Schimid、美國(guó)GT也采用類似 方法。國(guó)內(nèi)受專利限制，更多采用點(diǎn)膠焊接的方式，我們預(yù)計(jì)仍需半年至一年來(lái)實(shí)現(xiàn)成熟的量產(chǎn)導(dǎo)入。

方法二，銀包銅。通過(guò)調(diào)整漿料中銀、銅和助劑的比例實(shí)現(xiàn)性能不減并降低銀耗。對(duì)比純銀漿，銀包銅漿料 可降本20%-50%。銀包銅技術(shù)已成為HJT降本必經(jīng)之路，目前50%銀含量的實(shí)證數(shù)據(jù)無(wú)問(wèn)題，正在突破40% 以下的超低比例漿料。各企業(yè)正陸續(xù)進(jìn)行量產(chǎn)導(dǎo)入，預(yù)計(jì)年底將全面使用銀包銅漿。

目前華晟最新產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)單片銀耗100mg，公司計(jì)劃今年全面應(yīng)用銀包銅+0BB技術(shù)后進(jìn)一步降至70mg，折 合單瓦銀耗僅10mg以下，成本降至0.08元/W。

方法三，電鍍銅技術(shù)。不經(jīng)絲網(wǎng)印刷，直接在TCO上電鍍沉積Cu電極，完全替代銀且可提升轉(zhuǎn)換效率，降 本增效空間最大，但同時(shí)面臨設(shè)備不成熟、成本高、環(huán)保審批挑戰(zhàn)大等問(wèn)題，技術(shù)路線亦未確定。

2022年8月1日，邁為結(jié)合澳大利亞金屬化公司SunDrive的電鍍銅技術(shù)實(shí)現(xiàn)了26.41%的HJT電池紀(jì)錄。目前 國(guó)內(nèi)華晟、通威等頭部HJT企業(yè)已有demo線測(cè)試。據(jù)東方日升測(cè)算，當(dāng)電鍍銅技術(shù)能實(shí)現(xiàn)效率+0.5%、單瓦 成本達(dá)到0.05元時(shí)，將具備量產(chǎn)導(dǎo)入能力。我們預(yù)計(jì)該技術(shù)還需2年左右觀察期。

鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速

優(yōu)勢(shì)突出

目前用作薄膜太陽(yáng)能電池材料的鈣鈦礦主要指的是有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦，它是一類具有正八面體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)ABX3化合物。典型體系有甲胺鉛碘（MAPbI3）、甲脒鉛碘（FAPbI3）等，是最先進(jìn)的光伏材料。

鈣鈦礦最大優(yōu)勢(shì)在于效率潛力大，僅用10年實(shí)驗(yàn)室效率就提升了10%+至25.8%，而晶硅電池用了近30 年；單結(jié)鈣鈦礦電池理論效率33%亦大于晶硅電池極限。鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)疊層電池實(shí)驗(yàn)室已來(lái)到33.2%。

極電光能—“原位固膜”法制備鈣鈦礦薄膜

極電光能基于鈣鈦礦成核結(jié)晶 機(jī)理，自主研發(fā)了“原位固膜” 技術(shù)即真空溶液兩步法。 步驟：首先使用真空蒸鍍法形 成干法骨架，然后使用溶液法 在骨架基礎(chǔ)上反應(yīng)形成鈣鈦礦 薄膜。 該類方法難點(diǎn)在于骨架形貌控 制、固液反應(yīng)控制、配方效率 等。 優(yōu)勢(shì)：膜層質(zhì)量高、性能好， 工藝窗口寬易大面積放大，適 用不平整底電池，兼容疊層電 池。

通威股份—主攻鈣鈦礦+異質(zhì)結(jié)疊層電池

通威股份于22Q2建立鈣鈦礦疊層實(shí)驗(yàn)室，與自身異質(zhì)結(jié)、TOPCon研發(fā)形成協(xié)同。 考慮到量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性、可實(shí)現(xiàn)性以及自身工藝積累等因素，公司選擇兩端疊層的鈣鈦礦/異質(zhì)結(jié)電池路線。

通威股份—蒸鍍+溶液法制備鈣鈦礦薄膜

在鈣鈦礦層制備方面，通威同樣選擇了蒸鍍+溶液兩步法，大面積制備將采用線源蒸鍍+狹縫涂布方案。 目前公司通威已完成實(shí)驗(yàn)室研發(fā)，成功制備了骨架可控、均勻覆蓋、無(wú)碘化鉛殘留的高效鈣鈦礦層。

曜能科技—高分子材料包覆+準(zhǔn)平面化技術(shù)

產(chǎn)業(yè)用硅片較實(shí)驗(yàn)室用硅片的表面更粗糙，會(huì)造成后續(xù)鈣鈦礦工藝?yán)щy并影響電池效率。曜能科技使 用高分子量聚合物材料作為傳輸層，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)底電池粗糙表面的包覆，再使用一步濕法工藝直接形 成鈣鈦礦膜。該方法不僅簡(jiǎn)化了工藝流程，同時(shí)保證了器件的重復(fù)性、穩(wěn)定性及效率。

在光學(xué)管理上開(kāi)發(fā)了準(zhǔn)平面技術(shù)，雖然陷光能力不如全絨面結(jié)構(gòu)，但最大優(yōu)勢(shì)是降低了工藝和設(shè)備成 本，一步法即可形成高性能、穩(wěn)定性強(qiáng)的鈣鈦礦層。2023年初公司，1cm2疊層電池研發(fā)效率達(dá) 32.44%，接近世界紀(jì)錄33.2%；25cm2產(chǎn)品效率達(dá)30.83%，創(chuàng)造了該尺寸世界紀(jì)錄。

纖納光電—全球首家鈣鈦礦全體系認(rèn)證

2022年5月纖納光電全球首發(fā)鈣鈦礦商用組件α（1.2*0.6m2），7月正式出貨5000片組件用于分布式光 伏。2023年1月該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)VDE權(quán)威認(rèn)證，通過(guò)行業(yè)最重要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)IEC61215、IEC61730的認(rèn)證，證 明該產(chǎn)品已具備進(jìn)入市場(chǎng)的條件，公司也是全球唯一一家通過(guò)這些認(rèn)證的企業(yè)。

綜述與投資分析

綜述

異質(zhì)結(jié)當(dāng)下提效是關(guān)鍵，降本路徑明確，電池/組件端齊發(fā)力。N型大幕開(kāi)啟，TOPCon率先規(guī)模化量 產(chǎn)；但從電池、尤其組件產(chǎn)品看，HJT效率明顯領(lǐng)先于TOPCon，且雙面率高、溫度衰減更弱，因此 具備反超TOPCon成為下一代光伏電池技術(shù)的潛力。我們認(rèn)為目前發(fā)展關(guān)鍵是提效，HJT與TOPCon 的效率差達(dá)到TOPCon與PERC的效率差將成為HJT產(chǎn)業(yè)化重要標(biāo)志，我們預(yù)計(jì)2023/2024年底行業(yè)平 均電池效率將達(dá)25.5%+/26%+。電池端提效依靠雙面微晶、0BB、電鍍銅等，組件端依靠光轉(zhuǎn)膜、丁 基膠、精細(xì)反光膜等。在降本方面，基本明確薄片化、降銀漿、降設(shè)備三大方向，2023年底目標(biāo)實(shí)現(xiàn) 硅片厚度110μm、銀漿耗量10mg/W、設(shè)備3億/GW水平。

鈣鈦礦優(yōu)勢(shì)突出， “鈣鈦礦+”開(kāi)啟疊層多結(jié)技術(shù)的光伏未來(lái)。鈣鈦礦組件具備理論效率高、材料成 本低等優(yōu)勢(shì)，且鈣鈦礦+晶硅能利用成熟晶硅電池產(chǎn)業(yè)，技術(shù)變革完美銜接。這也將為以疊層為基礎(chǔ) 的多結(jié)電池蓄力，沖擊40%+乃至更高的轉(zhuǎn)換效率極限。當(dāng)下產(chǎn)業(yè)化最大瓶頸是大面積制備和穩(wěn)定性： 1）組件面積擴(kuò)大會(huì)增加核心層和功能層的制備難度，直接導(dǎo)致效率損失，量產(chǎn)需要權(quán)衡成本和效率， 在材料配方、設(shè)備及工藝三方面提出解決方案，以核心層制備為例，目前技術(shù)路線多樣，較具代表性 的有極電光能的干法+濕法兩步法、無(wú)限光能的兩步干法、協(xié)鑫光電的一步濕法等；2）鈣鈦礦材料極 易受環(huán)境影響，目前主要在材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及封裝工藝上進(jìn)行優(yōu)化；目前纖納光電率先突破，已取 得VDE權(quán)威認(rèn)證并實(shí)現(xiàn)出貨，預(yù)計(jì)2023年穩(wěn)定性問(wèn)題逐漸得到解決。

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