异质结锂电池 光伏行业现新赛道:异质结电池来了,玩家有哪些,市场空间有多大

小编 2024-10-06 锂离子电池 23 0

光伏行业现新赛道:异质结电池来了,玩家有哪些、市场空间有多大

异质结光伏电池(以下称“HJT电池”)热度不断攀升。

7月21日-7月22日HJT电池(全称晶体硅异质结太阳电池)概念异动拉升。7月25日,HJT电池板块持续走低,金刚玻璃跌超10%,罗博特科、北京科锐、爱康科技、星帅尔、东方日升等跟跌。实际上,6月底隆基绿能称其HJT电池研发再次突破,M6全尺寸电池光电转换效率为26.50%,创造新的世界纪录;彼时中信建投就曾分析称,近期HJT利好催化密集,前期受到压制,根据历史经验,HJT板块估值有望迎来较大弹性。

在双碳背景下,光伏产业高速发展,光伏电池技术也逐渐进入新旧迭代的关键期。中信证券分析称随着钝化发射极和背面电池技术(以下称“PERC电池”)接近理论效率极限,N型电池技术料将成为未来发展的主流方向但同时也出现了较为明显的技术分流,一路是以隧穿氧化层钝化接触太阳能电池(下称“TOPcon”)为代表的延续性技术,另一路则是HJT为代表的技术。

HJT 电池 是啥 技术成熟度如何?

HJT电池全称晶体硅异质结太阳电池,是采用HJT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,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势;属于N型电池中的一种。从性能表现来看,HJT电池综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具备高转换效率、低光衰、低温制程、高弱光响应、稳定性高、衰减率低等特性;在降本方面,HJT可以兼容薄硅片和使用银包铜,降本优势明显。

HJT电池最早由日本三洋公司于90年代初研发,2015年三洋公司被松下收购,专利保护结束,技术壁垒消除,各国公司和研究机构开始加大对该技术的研发和投入。智慧芽数据显示,截至目前全球共有8800余件适用于HJT电池制造领域的专利申请,自2009年起每年的申请量明显上升;从技术布局来看,专利申请主要集中于钙钛矿、异质结、有机薄膜等相关领域。

不过,在业内看来,HJT固然美好,但需要攻克的技术并不少,至少从当下来看短期内并非最好选择。从技术层面来看,HJT电池制备的核心工艺发生本质性变化,市场成熟需要一定的时间沉淀;另外由于与当前产线不兼容,对于设备投资的价格更高,前期投资较大;此外,HJT成本仍较高。北京特亿阳光新能源科技有限公司总裁祁海珅表示,目前HJT电池技术工艺还不是特别成熟和稳定,需要工艺爬坡、硅片减薄、非硅成本降低等合力驱动“降本提效”。

市场空间广阔,玩家加速 布局

随着HJT产业化加速,金刚玻璃、迈为股份等异质结技术公司纷纷加速异质结产能落地、扩产;与此同时,也在加速推进降本增效,提高转换效率。东吴证券认为,2022年是HJT降本增效加速推进的一年,2023年开始全行业扩产爆发,主流大厂将开始大规模扩产。

金刚玻璃拟新设控股子公司甘肃金刚羿德光伏有限公司为实施主体,投资41.91亿元建设4.8GW高效异质结电池片及组件项目;迈为股份与爱康光电签订1.2GW异质结整线设备订单,年内中标异质结设备订单7.2GW,全年有望接近20GW;海源复材拟以全资孙公司新余赛维能源科技有限公司为投资主体,投资3.548亿元建设600MW HJT高效异质结电池生产项目。

与此同时,今年以来HJT电池转换率不断提升;按照隆基绿能6月底透露的消息,其德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测试M6全尺寸电池光电转换效率为26.50%,创造了大尺寸单结晶硅光伏电池效率新的世界纪录;金刚玻璃方面表示,截至5月底微晶线HJT电池平均转换效率达到24.95%,电池最高转换效率已达25.2%,异质结组件量产功率稳定达到700W+。

西部证券分析称,HJT降本路线清晰,2021年HJT电池成本高于PERC电池0.1元/W,2022年HJT成本有望低于PERC;2021-2025年HJT设备合计市场空间1117亿元,拥有整线能力的国产厂商具备优势;假设2021-2025年全球光伏新增装机量150GW、195GW、244GW、305GW、381GW,HJT渗透率分别为5%、10%、20%、40%和80%,预计2021-2025年HJT设备需求将达46亿元、78亿元、141亿元、257亿元和595亿元,市场空间广阔。

技术路线之争尚未尘埃落定, HJT 真正 量产 还未实现

与新能源汽车动力电池的三元锂电池和磷酸铁锂电池的技术路线之争类似,光伏电池的TOPcon和HJT路线之争也尚未尘埃落定。

从性能表现来看,相较于PERC及同时期其他N型技术,TOPCon具有更高的量产效率、更优的量产成本和更明确的提效降本路径,在未来较长一段时期内都将是最具性价比和商业化价值的电池技术路线之一。例如,晶科能源今年6月启动尖山二期11GW高效电池及15GW组件智能生产线项目,用于生产N型TOPCon项目;天合光能今年4月也启动了宿迁8GW TOPCon电池项目。

对比TOPCon技术和HJT技术,TOPCon技术实验室效率和量产效率均低于HJT,但其生产线可由现有生产线升级,节省投资成本;不过仍存在工序多,工艺复杂,良品率较低等问题。目前来看,TOPCon已拉开量产,但HJT还未实现。

祁海珅认为,HJT异质结电池技术路线比较适合新进入光伏行业的投资者,且要有一定的资本实力可以支持企业研发的持续性投入,在现有光伏行业的竞争格局下,先发展TOPcon电池技术来升级现有技术更为稳妥,需要的投资也相对更少。TOPCon为过渡技术,长期必然走向HJT技术,但HJT技术何时会真正爆发?

祁海珅分析称,2023年很可能是HJT异质结电池产业化应用的元年,行业新研发设备的供应能力已具备、非硅材料的降本提效路径已形成、再加上产业资本需求推动,都会给HJT技术带来引爆点,2025年左右HJT异质结电池应该会成为行业的主流技术产品,产能规模大概率也会超过现有的PERC电池。

东吴证券则认为,2022年是HJT降本增效加速推进的一年,预计2022年底HJT电池片的单W生产成本与PERC打平,2023年开始全行业扩产爆发,主流大厂将开始规模扩产。中金公司也认为2022年将成为新型电池技术大规模量产的元年;同时,伴随着老一代PERC技术扩产的放缓,电池产能将一改曾经过剩的状态,叠加新技术的成熟,电池片扩产的新一阶段上升期已经到来;TOPCon、HJT等快速发展,或将长期共存。

新京报贝壳财经记者 王琳琳 编辑 岳彩周 校对 王心

“异质结+储能”双轮驱动,助力东方日升穿越周期

图片来源@视觉中国

自从2022年业绩扭亏为盈后,作为全球光伏行业老牌企业之一的东方日升(300118. SZ),其业绩和业务就驶上了“快车道”。

最近的财报数据显示,公司2023前三个季度实现营收280亿元,同比增长33.27%,净利润12.8亿元,同比增长71.18%,扣非净利润15.71亿元,更是实现同比增长104.10%。

高速成长的背后,是公司多年深耕光伏产业的厚积薄发,目前不论在异质结电池技术上的多项领先行业的技术和不断释放的产能,还是布局多年的储能业务开始成为增厚业绩的新增长点,都是印证公司再次加速发展的有力注脚。

虽然,目前行业普遍认为组件和储能市场即将过剩,但创新技术与优质产品不论是在什么时期都始终具备核心竞争力。

异质结成为组件业务的新突破

近日,东方日升披露了其2023年度的三季报,公司在前三季度实现营收280.17亿元,同比增长33.27%,实现净利润12.79亿元,同比增长71.18%;扣非净利润15.71亿元,同比增长104.10%。前三季度业绩的大幅增长,主要还是来自于组件产能扩大、自供电池片规模提升及光伏上游供应链价格趋稳等因素。

通过财报数据对比不难发现,东方日升当期的光伏组件产品不论是销售量还是销售毛利率相比去年同期都有所提升,相应的销售利润自然大幅度增加,这一增长趋势也是从2022年延续至今。

这一增长的趋势,将随着公司在异质结上的投入,延续下去。

目前,在行业降本增效的底层逻辑驱动下,光伏行业正进入第三轮技术周期,而N型技术也凭借高转换效率等优势开始大规模替代P型技术,众多光伏企业也开始纷纷入场,开启下一轮的竞争。

众所周知,目前N型电池主要有三大技术路线:TOPCon(隧穿氧化钝化接触)、XBC(全背电极接触)、HJT(异质结)。其中,因为可以在原有PERC生产线的基础上进行改造,转型成本可控且更为经济,TOPCon成为大多数企业首选。虽然在TOPCon技术路线上也有所布局,但基于多年在光伏领域深厚的技术积累,东方日升还是将更多的砝码放在了潜在市场价值和转换效率更高的异质结技术上。

自2019年率先布局后,公司在同年11月就启动了江苏金坛异质结中试线,发布业内首款半片异质结组件,效率21.9%;2022年5月,210尺寸薄片异质结电池首片成功下线,公司也成为了行业内为数不多实现异质结产品量产的企业。

在多次刷新异质结组件世界纪录的情况下,公司预计2024年异质结电池的量产效率将达到26%,良率维持在99%的高位。

但这还不是异质结技术的天花板。东方日升相关负责人近日在公开场合表示,“异质结对未来先进技术兼容度会更高,尤其是在钙钛矿+晶硅叠层电池方向上具备天然优势。”

目前,异质结-钙钛矿叠层电池最高效率由沙特阿卜杜拉国王科技大学光伏实验室最高纪录已达到33.7%,这一记录目前尚未被其他产品打破。

据了解,正是因为在异质结上的先发优势和不断提升的技术,东方日升接连几年异质结产品出货量行业第一,在异质结领域一直处于领先地位。根据目前新增产能投产及后续产能爬坡情况,东方日升2023年量产异质结电池生产能力将近9GW。

今年以来,公司高效异质结伏曦组件,也开始持续在海外市场持续出货。截至目前,公司先后完成欧洲市场西班牙、意大利、法国、比利时等国家不同的出货,海外出货的节奏持续加快。

在自身不断突破的同时,东方日升也在通过分享先进的技术成果,进一步引领推动行业加速高效异质结产品的规模化量产。继今年8月向行业发布并分享《东方日升异质结伏曦产品白皮书之低银含金属化浆料的开发和产业化应用》后,更是在本月初正式对外发布《东方日升异质结伏曦产品白皮书之超薄硅片的开发与产业化应用》,全面展示超薄硅片技术成果,为行业提供充分的经验借鉴。

储能开始厚积薄发

除了组件业务增长外,公司业务的第二曲线储能业务的增长是推动公司整体业绩提升的重要因素之一,而这就不得不提到公司在多年前的布局。

2018年的5月公司通过收购日本第一制药株式会社 (DKS)持有的双一力(天津)新能源有限公司90%股权正式进入储能行业,天津双一力成为东方日升大家庭的一员,并拉开了公司储能业务发展的大幕。

储能业务发展至今,既得益于公司五年前对电化学储能发展道路的正确选择,同时也离不开在多种不利环境下的坚持。

时至今日,天津双一力已经发展成一家集研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业,致力于成为全球领先的全场景储能系统解决方案服务商。旗下产品涵盖电池、模组、工商业及大型储能系统,独立开发的液冷储能电池系统是国内首家同时通过中美两地 UL9540A 认证的系统。

目前,东方日升在“光储”、“光储充”一体化解决方案、智能微电网解决方案等方面已进行商业化应用。面对储能市场日趋白热化的竞争,2021年,双一力储能就正式确定了3S(BMS/PCS/EMS)产品发展战略,为历次合作与供货提供了十分可靠的保障。

据了解,除了在国内开始参与储能项目之外,在海外市场,先后参与了英国调频11MW/11MWh储能项目、澳洲大型光储一体30MWh项目等多国储能项目,户用储能已在澳大利亚及欧洲等多个国家进行销售。

进入2023年,东方日升就开始在储能业务上连续发力。年初与SMA Solar Technology AG正式签署1GW全球战略合作协议,双方将在全球范围内的商用及地面型储能电站项目进行广泛的合作。同月,又与海辰储能正式签署三年15GWh磷酸铁锂锂离子电芯供应战略合作协议,双方将基于全球范围内的工商业类电芯供应进行合作。公司方面也表示这将有助于公司建立长期稳定可靠的供应链生态体系,符合公司长期发展战略。

10月初,公司自研的PCS也迎来了首次海外市场交付,总计1750kW的PCS产品将应用于马尔代夫光储柴纯离网项目,这也是公司储能业务发展历程中的一个重要里程碑。

业务的快速发展,带动的是业绩的增长。财报显示,2023年上半年,在储能业务收入与利润均同实现了大幅增长的带动下,公司储能系统、灯具及辅助光伏产品业务实现营收16.03亿元,同比增长高达133.4%,毛利率为18.82%,同比增加了7.17个百分点。

公司储能业务快递发展的背后,是今年以来,市场迎来政策发布的爆发期。从国家层面到地方层面密集出台多项支持新型储能发展的政策,涉及储能规划布局、给予储能补贴、新能源配储等多个方面,以期推动全国储能发展。

与此同时,储能的市场也处在高速增长的过程中。中国电力企业联合会监事长潘跃龙近日表示,预计到2025年,国内新能源发电量占比将提升至18.5%,到2035年增至33.4%,光伏将成为新能源新增装机的主体。随着新能源装机规模和渗透率的不断提升,电力系统乃至能源体系对新型储能的需求将不断扩大。到碳中和阶段,我国新型储能装机需求将达到近10亿千瓦等级。

接下来,东方日升也将继续大力推进储能业务发展,专注于锂离子电池储能系统的研发、生产、集成、销售、服务的一体化经营,凭借领先的储能电池技术和电力电子技术,为辅助新能源并网、电力调频调峰、微电网、应急备用、削峰填谷、黑启动等提供整套储能系统解决方案,推动公司“光储”、“光储充”一体化解决方案、智能微电网解决方案的商业化应用。

虽然目前的储能市场开始出现产能过剩的情况,但是在业内人士看来这些都是储能行业在快速发展过程中不可避免出现的“阵痛”,经历过“洗牌”,真正掌握核心技术的公司将会穿越周期,留在牌桌上。

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