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光伏已成我国第三大装机电源 四项电池技术推动光伏效率迭代提升

“2022年是光伏电池技术迭代年,是N型电池的元年。”在日前进行的2022光伏新能源产业发展金坛长荡湖峰会上,SEMI中国光伏标准技术委员会主席宋登元透露,目前已有企业TOPCON电池产业化效率超过25%,今年实现大批量出货。

在巨大的市场需求下,光伏产业发展势头强劲,头部企业积极推进新技术量产升级,同时一批掌握新兴前沿技术的光伏公司异军突起。目前,光伏电池技术基本形成TOPCON,异质结(HJT),IBC和钙钛矿四大主流技术。

多位业内专家认为,无论是什么样的技术、什么样的产品,万变不离其宗的最终目的都是降低度电成本,而光伏技术有望成为最廉价的可再生能源。随着“双碳”目标的提出,光伏发电在电力系统中的重要性不断提升。

前三季度装机量接近去年全年

今年前三季度,国内光伏新增装机延续增长。据国家能源局消息,今年前三季度,全国光伏新增装机5260万千瓦,其中,光伏电站1727万千瓦、分布式光伏3533万千瓦。截至2022年9月底,光伏发电累计装机3.58亿千瓦。

从数据对比看,今年前三季度新增装机量已经接近2021年全年54.88GW装机水平。王勃华在产业论坛中指出,今年前三季度,我国光伏产业仍然呈现了比较好的发展态势。

在市场方面,前三季度光伏产业增长率超过100%,出口则方面超过了400亿美元,同比增长了接近100%。在应用端,我国前三季度光伏新增装机量同比增长超过105%。

其中,快速增长的分布式市场值得关注,新增装机量增速达115.3%。数据显示,三季度集中式光伏电站新增并网容量17.27GW,同比增长94%,在新增装机中占比33%;分布式表现更超预期,在今年没有补贴的情况下,前三季度新增装机35.33GW,其中户用光伏新增16.69GW,同比增长42%,工商业分布式光伏新增18.74GW,同比增长278%。

至此,光伏已经摇身变为我国第三大装机电源。从发展趋势看,当前各国纷纷调高装机目标,国内市场的储备规模尤其雄厚。据统计,结合各省市出台的“十四五”风光装机规划统计,其中26个省市自治区规划光伏新增装机规模超406.55GW,即未来四年新增355.5GW,年平均装机90GW左右。

会上,王勃华总结了国内光伏产业发展的两个特点:第一,光伏企业进一步完善海外产业链;第二,产能扩张意愿强烈,产业布局趋向集中化。

不过,随着跨界企业入局制造端,王勃华也指出新一轮的机遇和挑战并存:一方面,促进光伏技术百花齐放,刺激传统光伏企业加速推进技术迭代,为光伏行业带来新的经营模式,使行业更具活力;另一方面,可能出现行业低水平重复建设,部分环节存在产能过剩的风险。

四大热门技术推动效率升级

峰会期间,对于电池片的未来技术路线探讨尤其热烈。当前,晶硅电池占据太阳电池份额约95%,是目前产业化水平与可靠性最高的光伏电池类型,在技术方面也取得众多突破。

不过,在前代PERC电池发电效率逐渐进入瓶颈之后,关于下一代电池技术的角逐也已经开始。目前,市场中主流的技术路线主要有TOPCON,HJT,IBC等,三种电池效率均能超过23%,以及尚处于产业化初期,但发电效率潜力更高的钙钛矿电池。

宋登元所任CTO的一道新能源是近年来发展迅猛的N型电池组件厂商。据其透露,一道新能源今年底能形成20GW的电池和组件,明年电池和组件合计有望突破60GW。

宋登元认为,在量产降低成本、经济性更高、效率潜力高等优势加持下,TOPCON是未来技术的主流。成本方面,无论是更加成熟的LPCVD还是技术发展迅速的PECVD,在PERC设备基础上,1GW投资成本大概在1.8亿左右,远低于异质结整套投资成本;效率上,根据机构测算,TOPCon电池的理论极限效率为28.7%。

异质结方面,优势主要体现在发电效率的显著提升。据东方日升异质结事业部总经理杨伯川介绍,通过比较,异质结较PERC提升5%的发电量,如果是在中东沙漠地区,它多发出的电更多。

据了解,借用微晶N型的氧化硅材料,可以大幅提高电流,异质结量产的平均效率达到25.2%以上。不过, 其量产的掣肘也十分明显。杨伯川表示,浆料成本高、硅片良率损失增加、靶材成本高等因素,都是导致异质结此前迟迟无法落地的原因。

目前,业内在异质结降本方面已经取得显著进展。据杨伯川介绍,降本方面,从制绒、非晶硅薄膜到CO镀膜,产业链移到由国内的厂商替换,设备的投资成本上开始相应大幅下降。此外,降低银浆用量,减少依赖焊接的技术改善破片率,以及量产110微米硅片等,都实现成本的有效降低,东方日升的异质结成本较三年前已经下降50%。

此外,随着相关技术成熟,XBC结构电池在今年以来也不断有量产产品面世并投入市场,如爱旭股份的ABC电池,隆基绿能近期发布的HPBC等;钙钛矿方面,目前工艺不成熟仍然是制约其大规模量产的因素,未来有待稳定性提升。

宋登元在峰会中表示,任何一个产业化的技术,最终都取决于其度电成本,光伏企业的竞争对手不是同行之间,而是化石能源。只有在材料、设备、工艺方面具有竞争力,就能生存,没有竞争力,距离产业化就还比较远。

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