11月21-23日,2024第二十届中国太阳级硅及光伏发电研讨会(20th CSPV)在深圳隆重召开,国晟科技作为本届CSPV分论坛承办单位之一受邀参加。在22日上午的大会主题报告环节,国晟科技首席科学家兼新能源研究院院长张忠卫博士发表《异质结量产化降本增效进展》主旨演讲。
作为我国硅材料及光伏发电领域最重要的学术会议,CSPV历年紧扣光伏前沿技术和最新应用成果,已在国际具备广泛的声誉和影响力。本次论坛,国晟科技与光伏行业龙头企业、科研院所、政府部门、行业协会的专家代表,共议当前最新研究成果和发展动态,以促进光伏产业提质增效,助推行业健康可持续发展。
持续提效降本
HJT加速推升性价比
回顾每一轮光伏行业的周期震荡,核心驱动力都是技术迭代。在光伏行业降本增效需求的驱动下,HJT电池凭借高发电性能和高系统价值,逐步成为破局光伏同质化竞争的重要抓手。
一方面,HJT具备完美的双面钝化结构,开路电压高于TOPCon,能够获得更高光电转换效率;另一方面,拥有清晰的降本路径,且HJT企业更加注重产业链上下游协同发展,先后成立了技术产业化协同创新平台和高效异质结740W+俱乐部,均进一步推动了HJT技术路线阔步前行。
基于0BB、银包铜、丁基胶、光转膜、细密金属化等先进技术,2024年Q4,国晟科技逐路系列G12-132版型组件量产平均功率达725W;单块组件研发最高功率751.24W,最高组件效率24.18%。通过结构、工艺、材料、装备等持续优化,预计2025年,国晟科技逐路系列G12-132版型量产出货功率有望达到730-740W。
随着光伏电池各技术路线的蓬勃发展,HJT在稳步提升电池效率、良率等产品性能的同时,也在不断通过降本增效来扩大终端应用市占率。张忠卫博士认为,HJT降本主要体现在超薄专用硅片、银浆、0BB、钢板印刷、靶材、设备等方面。通过异质结专用硅片、低银浆料、低铟靶材、设备降本,HJT综合成本有望下降0.10元/W以上。通过进一步技术提效降本并积极推进产业链规模降本,2025年HJT量产化性价比有望超越TOPCon。
薄片化是硅片降本的主要趋势,主要通过降低硅料用量,从而提升得片率。基于此,张忠卫博士表示,目前HJT行业普遍采用110μm厚度的硅片进行生产,而100μm厚度的硅片量产良率也已得到了验证。后续通过导入低成本专用硅料、低价格专用硅片、90μm超薄硅片,硅片端将带来0.04元/W的降本空间。
由于HJT电池采用低温工艺,而低温银浆的导电性能弱于高温银浆,因此需要提高银浆含量来提高导电性,这就导致HJT的银浆耗量较大,而减银主要通过银包铜、0BB(取消主栅故能大幅降低银耗)来实现。张忠卫博士透露,目前国晟科技已导入30%银铜+0BB,HJT电池效率相对双面50%银铜效率可提升0.1%,成本可降低0.05元/W以上。
作为一种“既提高效率又降低浆料湿重”的提效降本型技术,钢版印刷的表现同样值得关注。张忠卫博士认为,与传统丝网印刷相比,钢板材料高强度、高稳定性、高耐磨性、高耐腐蚀性等特性,可以确保钢板网版尺寸的稳定性。在钢板超窄栅线宽度的加持下,适量增加副栅数量,可显著提升电池性能——如以提效为主,钢板印刷效率可提升0.25%,湿重会上升1.2mg/W;而以降本为主,钢板印刷效率可提升0.1%,湿重会下降1.8mg/W。
作为稀有金属,铟的价格昂贵,而靶材降本的核心是降铟,目前有效的降铟手段包括:设备降铟、铟回收、材料替代等。目前导入低铟靶材,成本下降约0.02-0.03元/W,相关工艺仍在持续优化中,需要通过配套的金属化工艺来不断优化电池效率。
此外,较高的设备投入是目前制约HJT产业发展的最大障碍。经过国产设备厂家持续不懈的努力,目前HJT设备已从当初8-10亿/GW降至3.5亿/GW——随着HJT产能爆发,规模效应(HJT产能达到100GW)叠加技术进步(CVD装备新技术、0BB导入等),2025年设备投入有望降至2.5亿/GW以下,2026年有望降至2亿元/GW及以下。
系统价值领先
解锁光伏科技优异潜能
除了具备高转换效率、高功率、高双面率、高可靠性、低温度系数、低衰减、低碳足迹以外,HJT组件还拥有更优异的弱光效应,在多云和雨天相比TOPCon组件表现更优,年贡献到每瓦发电量高出TOPCon约0.5%-1.0%。电站设计时需要选择启停电压优化的逆变器,以更好发挥HJT组件的弱光响应优势。
从系统价值来看,HJT-G12-132相对同版型TOPCon组件,功率提升可达10-20W,年线性衰减降低0.1%,30年线性功率质保高出2.9%,双面率高出10%,相同交直流装机容量(AC/DC)下,可有效减少光伏组件、组串、支架的基础数量,有效减少交直流电缆用量及占地面积,降低施工、辅材及人工费用,从而有效降低系统BOS成本。
根据测算,在海上光伏应用场景下,国晟科技740W HJT-G12-132版型驭浪组件相较目前同版型TOPCon组件,系统BOS成本可降低约0.13元/W;在沙漠光伏应用场景下,BOS成本可降低约0.04元/W;在工商业屋顶应用场景下,BOS成本可降低约0.02元/W。
而在垂直安装场景下,HJT组件由于具备高至90%的双面率,可实现上午、下午双峰发电,垂直安装相较TOPCon组件垂直安装多发电20%左右,完全适合电价改革后的市场化峰谷电价交易模式。因此,在高架隔音墙、光伏高速围挡、光伏铁路围栏、农场隔离带/围栏等垂直安装场景,项目可就地、就近消纳,收益更高,逐步成为客户端最具性价比的选择。
此外,针对海光(高EPC成本、盐雾腐蚀、高湿热、高载荷、高UV)和沙光应用场景(高低温差异、高风沙磨损、高风压载荷、高UV)的痛点,国晟科技在HJT高功率、低衰减的基础上定向开发了相应专用组件,并通过了一系列加严测试验证,如风洞测试、3倍PID测试、3倍DH测试、加严动态载荷测试等,在“光伏+”场景应用中积累了丰富的实战经验。
降本增效是光伏行业的第一性原理。国晟科技依托在HJT领域的技术深耕和量产潜力,通过对HJT量产化进程降本增效的关键路径进行深入剖析,不断聚焦电池转换效率提升和光伏度电成本降低,这为HJT技术路线的健康可持续发展提供了宝贵的经验分享。
未来,国晟科技将继续秉承“追光智造,技术驱动”的经营理念,通过技术研发端的推陈出新和市场应用端的“光伏+”赋能,持续满足多元化、定制化、在地化的全球市场需求,从而解锁光伏科技的更大潜力,推动未来能源绿色高质量发展。