押注光伏新一代技术,安徽的底气在哪?
文 | 王顺
编辑 | 子沐
光伏电池技术的迭代史,就是光电转化效率的迭代史。
从铝背场BSF电池,到PERC电池,再到如今的TOPCon电池、HJT电池以及BC电池,人类已经将光伏电池转化效率从约19%提升至约25%甚至更高。
与P型时代广泛采用PERC技术路线不同,N型时代技术路线呈现“百花齐放”特点,企业纷纷下场,点亮自己的科技树:晶科股份、正泰新能等企业选择在PERC产线的基础上增添设备,生产TOPCon电池;华晟新能源、泉为科技等企业选择建设新产线,生产HJT电池;隆基绿能加速布局BC电池技术,努力提升电池转换效率。
在光伏电池新格局重塑的关键时期,作为光伏大省的安徽,早已在探索光伏电池的下一代技术,试图占据技术制高点,比如在HJT电池,安徽不仅实现了量产,建成“全球单体产能最大的异质结生产基地”,并取得了一些关键技术突破。
在多种技术路线中,HJT技术路线的优势在哪?在追求极致“降本增效”的光伏行业,HJT技术路线需解决哪些难点?安徽在光伏产业又做了哪些布局?
HJT的挑战
HJT作为新兴的电池技术,具有两个明显特点:一是转化率高,这主要得益于N型硅衬底以及非晶硅对基底表面缺陷的双重钝化作用,电池量产转化率能达到25%以上,未来与钙钛矿叠加转化效率或可提升至30%以上;二是工艺流程少,相比于PERC(9-10道)和TOPCon(12-13道),HJT只有4道,分别是清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜制备和丝网印刷,工序大大减少。
但是,相比于TOPCon,HJT面临的“降本”挑战也更多。
首先是新建产线投资大。TOPCon可以在PERC电池生产线上增添设备进行生产,但是HJT电池却需要另建完整的生产线,这是一笔相当大的投入。
此外,HJT于耗材银浆成本也较高,HJT电池生产制造所需的银浆,是不同于TOPCon电池用的高温银浆,而是低温银浆,制造温度需低于200℃,储存温度为-40℃,开封后须一次用完,目前也主要依赖进口。
新建产线需要前期高投入,企业虽然可以在厂房、厂务建设以及设备选型等方面做优化,但最终考验的还是企业的资金硬实力。
材料上的“降本增效”需要企业做技术创新,以及产业的整体成熟。
泉为科技研究院专家告诉36氪安徽,目前HJT电池在生产环节主要依靠“三减一增”来实现“降本增效”:一是使用银包铜技术减少银浆用量;二是利用OBB技术减少主栅银浆消耗;三是使用大尺寸、超薄硅片减少硅料用量;四是采用光转膜增加光吸收量提升电池转化效率。此外,吸杂技术的发展,扩大了对低质量硅片的选择冗余、低铟或无铟ITO薄膜技术等都是“降本”的方法。
“从电站角度来看,随着电站成本结构的优化(即组件在电站成本中占比越来越小),通过提升组件的转换效率带来的‘杠杆’效应也许是更有效的‘降本’方式,在这方面HJT高转换效率的优势明显,并且随着光转膜技术以及各种互连技术的发展,这些优势将更进一步加强。”泉为科技研究院专家向36氪安徽表示。
业界有观点认为,虽然HJT电池在量产时出现了数据不如TOPCon电池的情况,但随着HJT设备成熟度、工艺成熟度、技术人员水平提高,HJT电池会爆发出势如破竹的产业力量。
安徽躬身入局
“3年打基础、5年见成效、10年成格局”,如果按照一般重大事物发展流程来看,安徽在HJT电池的布局已经快到摘取果实的阶段。
36氪安徽梳理了安徽光伏相关政策发现,有两点值得留意。一是在2021年印发的《安徽省光伏产业发展行动计划(2021-2023年)》中,安徽鼓励企业发展HJT等下一代电池技术,强化关键技术迭代突破;二是在2023年12月出台的《关于强化创新引领推动先进光伏和新型储能产业集群高质量发展的指导意见》中,安徽提出“推动先进光伏和储能配套产业向皖北地区集聚”。
在推动光伏技术升级和产业向皖北集聚方面,安徽都做得可圈可点。
技术升级方面,作为HJT电池的标兵—安徽华晟新能源科技股份有限公司(简称“华晟新能源”),自2020年7月成立以来,已披露完成4轮融资,华晟新能源宣城基地一期、二期、三期、四期相继投产。
2023年12月30日,华晟新能源肥西项目正式投产,据华晟新能源有关负责人介绍,“这是目前全球单体产能最大的异质结生产基地。”该项目为5GW高效异质结光伏电池及组件生产基地,主要生产双面微晶高效异质结电池及组件,量产组件将是光伏行业内同规格同版型的最高功率产品。
令人瞩目的是,全球最高功率异质结组件也于2023年在安徽诞生。
除了像华晟新能源这样的HJT明星企业,皖北的蚌埠、宿州、淮北、阜阳等地市亦在加快光伏产业集聚。
2023年12月,宿州发布了《关于加快壮大主导产业规模有效提升产业集群竞争力的意见(征求意见稿)》,征求意见稿提出,发展光伏制造业,融入全省先进光伏和新型储能产业集群建设,打造皖北光伏制造特色产业集群;依托重点企业,围绕异质结高效光伏电池片、TOPCon高性能电池片等做强产业链条。
36氪安徽注意到,截至目前,泉为科技安徽泗县基地已建设落成,开始进入设备入场及调试阶段,基地将于2024年第二季度投产。安徽基地全部建成投产后,将可为市场提供5GW组件+5GW电池片+5GW超大尺寸硅片等产能的异质结(HJT)光伏产品。
2023年12月28日,年产3GW钙钛矿光伏电池组件生产项目落户阜阳,该项目将建设年产3GW钙钛矿光伏电池组件和1200吨钙钛矿材料项目,同步谋划30GW钙钛矿电池组件项目、年产万吨级钙钛矿材料生产项目、钙钛矿组件设备项目,同时依托阜阳高等研究院组建钙钛矿电池研究院。
行业底气何在?
光伏产业几经淘沙,淘汰的永远都是落后产能,而市场始终在追求先进产能。但想要押注新兴技术,去赢得下一个时代,需要一定的“底气”。
安徽的“底气”不仅在于丰富的矿产资源,还有大量优质企业的集聚。
36氪安徽了解到,光伏玻璃生产需要含铁量较低的超白石英岩砂矿,占玻璃成本13%左右,国内优质低铁超白石英砂矿较为稀缺,主要分布在安徽凤阳等地。近年来,安徽依托凤阳县石英砂资源优势和出口较为便利区位优势,培育了光伏玻璃、电池片、组件、逆变器等产业链优势环节。
数据显示,2022年,安徽光伏玻璃产量达826万吨,占全国比重高达51.4%。
除了丰富白石英砂矿,近年来安徽大力招引全球先进光伏和新型储能领域龙头企业,在全球出货量排名前十的企业中,已有7家光伏玻璃企业、4家光伏电池片企业、5家光伏组件企业、2家光伏逆变器企业、1家储能电池企业和1家储能系统集成企业在安徽布局发展。
值得注意的是,阳光电源、国轩高科、华晟新能源等一批本土企业加速成长,安徽现有先进光伏和新型储能领域国家级专精特新“小巨人”企业19家,上市企业4家。截至2022年底,安徽在先进光伏和新型储能领域已有国家级创新平台5个、高新技术企业107家。
这些都给予安徽深耕光伏产业,实现跨越式发展提供了坚实的基础。
数据显示,2019-2022年,安徽光伏制造业年营业收入分别实现406.6亿元、648亿元、882.8亿元和1954.9亿元,年均增长超60%,2022年营业收入规模位居全国第四位。2023年前三季度,安徽光伏制造业实现营业收入2101.9亿元,同比增长79%,已超过2022年全年规模。
可以说,对于一个笃信长期主义的光伏行业来说,坚持以技术主导,努力持续创新,拥有战略定力冷静布局的光伏大省安徽将收获自己的未来!
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