光伏電池片經(jīng)歷了從BSF到PERC再到HIT的三代技術(shù)進步。
現(xiàn)在，光伏電池新技術(shù)有兩條路徑，一條是HIT，另外一條是PERC+。其中，二代PERC仍為主流工藝，而三代HIT為全新工藝路線技術(shù)。并且在近年來這兩條技術(shù)路線都競爭得比較激烈。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會2019年初發(fā)布的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》，2018-2020年，國內(nèi)傳統(tǒng)BSF型電池占比預(yù)計將從60.0%降低至30.0%，逐漸被高效電池替代，而PERC與N-PERT型電池占比則將從38.5%快速提升至65.7%，成為光伏電池片的主流。除此之外，HIT和背接觸IBC電池占比也將逐漸提升。
在降本增效的行業(yè)大趨勢下，隨著電池技術(shù)的不斷革新，現(xiàn)階段主流的PERC電池正在向HIT和IBC等高效電池轉(zhuǎn)化，使得HIT電池的技術(shù)演進是當(dāng)前即將取代PERC向IBC過渡的必然趨勢。
2020年2月12日，特斯拉就發(fā)出消息，宣布發(fā)力光伏屋頂。這一消息立刻帶動了多晶原材料上市公司大幅上漲，同時A股HIT電池概念掀起漲停潮。
HIT的爆發(fā)，影射的是所處的光伏產(chǎn)業(yè)增速發(fā)展。據(jù)傳，伯克希爾.哈撒韋公司旗下的一家公司內(nèi)州電力公司將在內(nèi)華達(dá)州投資建造美國最大的太陽能發(fā)電廠。目前來看，連巴菲特都在押注太陽能，那么，HIT電池到底是何方神圣？其技術(shù)崛起，將給巴菲特都看好的光伏行業(yè)帶來什么樣的變革？
01
HIT電池簡稱異質(zhì)結(jié)電池，它以N型單晶硅片作襯底，正反面依次沉積本征非晶硅薄膜、摻雜非晶硅薄膜、金屬氧化物導(dǎo)電層TCO，再通過絲網(wǎng)印刷制作正負(fù)電極，導(dǎo)出電流。
相比于傳統(tǒng)的太陽能電池，具有行業(yè)前景的HIT電池的優(yōu)點主要表現(xiàn)為：在效率方面，提升潛力比當(dāng)前使用的PERC電池要高1.5%-2%。在成本領(lǐng)域，HIT電池結(jié)合了薄膜太陽能電池低溫的制造優(yōu)點，避免了傳統(tǒng)的高溫工藝，不僅大大的節(jié)約燃料能源，而且低溫加工環(huán)境有利于實現(xiàn)HIT電池薄片化，減少硅的使用量，降低硅原料成本。另外，HIT工藝流程相對簡化，全部生產(chǎn)流程只需四步即可完成，而PERC電池為了實現(xiàn)23.9%的轉(zhuǎn)化效率，需要疊加多種技術(shù)，工藝步驟多達(dá)8步，由此帶來了更高的成本。此外，HIT電池的低溫度系數(shù)和更低的光致衰減，使得穩(wěn)定性高，可有效降低熱損失。
02
HIT電池主要生產(chǎn)工序有4步，對應(yīng)4種專業(yè)設(shè)備，依次是清洗制絨機、PECVD、PVD/RPD、絲網(wǎng)印刷機。具體來看，
清洗制絨機日本YAC比較成熟，還在推進中國本土制造，我國捷佳偉創(chuàng)也正在積極研發(fā)，已經(jīng)有數(shù)臺機器出貨。清洗制絨用到的有KOH、HCL、H2O2、HF、添加劑等大宗化學(xué)品。目前，添加劑還是進口為主，進口添加劑成本約8分/片，隨著企業(yè)在嘗試國產(chǎn)化，如果國產(chǎn)化成功，則可以降到2分/片。
PECVD在4種專業(yè)設(shè)備壁壘最高，應(yīng)用材料主要是TMB、B2H6、PH3等氣體。目前海外梅耶博格和應(yīng)用材料的設(shè)備比較成熟，但價格比較昂貴，現(xiàn)在國內(nèi)鈞石和理想有供貨能力。國產(chǎn)化非常成熟。
PVD/RPD涉及氬氣和靶材。先導(dǎo)、映日、壹納等國內(nèi)廠商已經(jīng)率先突破，價格大幅低于海外廠商。靶材核心成分是氧化銦，質(zhì)量占比在90%以上，剩余10%是氧化錫、氧化鎢、氧化鈰、氧化鈦等金屬氧化物。隨著未來需求放量，PVD/RPD相關(guān)材料價格還有下降空間。
絲網(wǎng)印刷機設(shè)備，目前邁為做的非常成熟，并且絲網(wǎng)印刷使用到低溫銀漿，國內(nèi)常州聚和、蘇州晶銀等廠商也有所供應(yīng)。
目前，第一、三、四道工藝基本上已經(jīng)達(dá)到每臺200MW的產(chǎn)能，約合6000片電池。但是第二道工藝PECVD目前只能實現(xiàn)每臺100MW（約合3000片）的產(chǎn)能。如果要充分發(fā)揮產(chǎn)線所有設(shè)備的生產(chǎn)能力，就必須突破PECVD單機產(chǎn)能低的瓶頸，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的規(guī)模化，降低單位產(chǎn)能的投資成本。
03
1989-1990年，日本三洋用非晶硅薄膜代替本征微晶硅層，做出的電池效率達(dá)到14.5%的HIT電池。隨后，在1991-2015年這段時間。海內(nèi)外眾多研究機構(gòu)對HIT電池工藝進行優(yōu)化，對不同的工藝路線進行了摸索，過程就有少量企業(yè)建立了中試線，推動研發(fā)效率接近25%。2015 年，三洋專利保護到期，大量企業(yè)進入HIT電池領(lǐng)域，他們嘗試將HIT導(dǎo)入商業(yè)化生產(chǎn)，自此以來HIT電池迎來快速發(fā)展。2019年上半年，我國通威太陽能的HIT電池項目以23%的轉(zhuǎn)換效率面世，更是標(biāo)志著HIT電池規(guī)模化量產(chǎn)技術(shù)邁入了一個新的高度。
目前全球HIT電池規(guī)劃產(chǎn)能已超15GW，但實際產(chǎn)能在3-4GW左右。根據(jù)PV InfoLink預(yù)測，預(yù)計到2023年N型電池產(chǎn)能將達(dá)到26.4GW，而HIT電池產(chǎn)能將達(dá)到14.5GW，相比2018年HIT 產(chǎn)能提升約4倍。
04
截至2018年底，全球已經(jīng)量產(chǎn)或計劃量產(chǎn)HIT電池的企業(yè)有近20家，其中大多尚處于中試階段。
我國早期從事HIT的企業(yè)主要有漢能（技術(shù)人員被新進廠商瓜分）、中智（嗅到風(fēng)口正在復(fù)產(chǎn)）、鈞石（定位設(shè)備商）、賽昂（退出，人員流動到國電投等企業(yè)）、上澎（停產(chǎn)，設(shè)備太老）、晉能（積極研發(fā)，醞釀上市）。這些企業(yè)是國內(nèi)HIT產(chǎn)業(yè)的先驅(qū)，進行了大量的工藝摸索和降本嘗試，其技術(shù)人員成為當(dāng)前HIT產(chǎn)業(yè)的中堅力量。然而，由于沒能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，大部分企業(yè)資金狀況較差，制約了技術(shù)研發(fā)進展。
現(xiàn)在，HIT電池技術(shù)開始有望成為替代PERC電池中最主要的技術(shù)路線，在HIT電池技術(shù)路線的判斷上，開始吸引了部分產(chǎn)業(yè)外資本的目光。屆時，資本的涌入為HIT設(shè)備和工藝研發(fā)創(chuàng)造了良好的客觀條件，這會加速HIT工藝的成熟。一旦產(chǎn)能放量，又會加速耗材的降本和整個產(chǎn)業(yè)鏈配套的成熟，進而加速產(chǎn)業(yè)化進程。
捷佳偉創(chuàng)（300724）：國內(nèi):HIT設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。在HIT電池工藝技術(shù)中制絨清洗設(shè)備研發(fā)、RPD設(shè)備研發(fā)、絲網(wǎng)印刷線研發(fā)已基本完成，完成工藝驗證即可實現(xiàn)量產(chǎn)，而難度最大的PECVD樣機預(yù)計也將于2020年一季度交于客戶驗證。
中環(huán)股份（002129）：硅片在HIT電池成本中占比接近50%。公司作為N型硅片市占率第一的龍頭以及210系大硅片技術(shù)的引領(lǐng)者，將是硅片行業(yè)最大的收益者。
山煤國際（600546）：公司2019年7月23日與鈞石能源有限公司簽署了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，雙方擬共同建設(shè)總規(guī)模10GW的HIT光伏電池項目。其中，公司提供自身能源產(chǎn)業(yè)的資源與經(jīng)驗以及資金支持，鈞石能源提供異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝技術(shù)和相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)，雙方在資源上形成互補。據(jù)了解，此合作項目如果最終達(dá)成，將是到目前為止規(guī)劃規(guī)模最大的HIT電池項目
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