BC电池出圈,细分技术路线全梳理

日前,隆基绿能董事长钟宝申在公司半年度业绩说明会上称,“在接下来的5~6年,BC(BackContact,背接触)电池会是晶硅电池的绝对主流,包括双面和单面电池。”他同时表示,隆基未来的电池产能扩张均将采取BC技术路线。

BC电池并不是新生事物。公开资料显示,BC电池是将PN结和金属接触都设于太阳能电池背面,因正面无金属电极遮挡,BC电池可最大限度地利用入射光,减少光学损失,获得更多有效发电面积以及高转换效率。

目前,国内具有BC电池成型产能的上市公司,除了拥有HPBC(HybridPassivatedBackContact,复合钝化背接触)技术的隆基绿能外,主要还有从事ABC(AllBackContact,全背接触)电池及组件研发生产的爱旭股份(600732.SH)。2021年以来,爱旭股份多次募集资金投向ABC电池领域,仅2023年上半年,公司ABC项目在建工程方面的投资额就高达37.80亿元。

HPBC、ABC,此外还有HBC、TBC等等……都属于BC电池家族,这些细分门类在技术路线上有何异同,性能、效率上有何优劣,又能否共同推动BC电池成为下一代主流光伏电池?

IBC:BC技术路线的基石

从BC的技术路线来看,大致可分为IBC(InterdigitatedBackContact,交叉背接触)、HPBC、TBC(TunnelingoxidepassivatedcontactBackContact,隧道氧化物钝化接触背接触)、ABC、HBC(HeteroJunctionBackcontact,异质结背接触)。

其中,IBC是一种较为纯粹的单面电池技术,可以与P型、N型、钙钛矿等多种技术叠加,比如与N型HJT技术的叠加被称为“HBC”电池,而与P型TOPCon技术的叠加则被称为“HPBC”电池。

IBC电池的发展史可追溯至1984年,斯坦福大学教授Swanson研发出类似IBC的点接触(PointContactCell,PCC)太阳电池,聚光系统下转换效率为19.7%;1985年,该教授创立了当今IBC领域的领军企业——SunPower。

2019年,SunPower将原太阳能电池制造业务独立出来,成立MaxeonSOLARTECHNOLOGIES(MAXN.O),主攻IBC电池,承接Sunpower全球IBC专利。

由于IBC电池转换效率高,相应的发电功率也更高,可在一定程度上节省BOS成本,享受较高溢价。2020年以来,Maxeon的IBC产品较PERC产品均价高出0.15美元/W以上,2023年一季度溢价更是高达0.44美元/W。

但由于IBC电池背面图形化工艺难度较大、工序多,导致成本较高,实现大规模量产的企业也并不多。据广发证券,IBC电池的设备投资成本为3亿元/GW,高于PERC、TOPCon的2亿元/GW、2.5亿元/GW,但低于HJT的4.5亿元/GW。

目前IBC电池生产企业主要由Maxeon领衔,该公司IBC电池量产效率已从2004年的20.50%升级至2022年的26%,2021年底IBC量产产能约1.5GW。

2019年,TCL中环(002129.SZ)战略入股Maxeon,截至2023年5月,公司持有Maxeon22.73%股份,是其第一大股东。

中来股份(300393.SZ)在2019年5月宣布已实现IBC电池的批量生产,年产能约150MW,量产效率22.8%;2022年8月,国电投黄河水电宣布200MWN型IBC电池及组件项目开工;通威股份(600438.SH)在2022年半年报的业绩说明会上表示,公司已建立IBC电池试验线,首片IBC电池在2022年7月正式下线,尚处于产线优化过程中。

ABC:渐成爱旭股份“第二增长极”

2021年,爱旭股份宣布布局ABC技术。

爱旭股份并未公布ABC电池的详细技术路径,通过爱旭股份环评报告——其ABC工艺流程中包括的PECVD工艺和ALD设备广泛用于TBC、HBC及TOPCon工艺路线中,东方财富预计,ABC工艺路线在传统IBC技术的基础上叠加了TOPCon以及HJT技术。

ABC电池正面无栅线,可100%接收太阳光,光衰抵御表现和机械载荷性能优异,兼具低温度系数、更耐高温、高效率、高颜值等特点;同时,ABC无银化技术可避免银导线寿命影响组件使用寿命的情况,解决了低成本规模化量产、双面发电、效率提升等问题。

爱旭股份在2023年半年报中称,伴随珠海一期ABC电池及组件项目陆续投产,报告期内公司ABC组件已实现部分销售,平均单瓦不含税收入约2.20元;下半年,公司N型ABC组件实现批量出货,将在原有PERC电池业务基础上为公司带来经营业绩的第二增长极。

据悉,爱旭股份2023年上半年投产的珠海6.5GW电池项目采用全球首创的无银化技术,大幅降低了ABC电池的生产成本。应用该电池的组件,在182mm硅片尺寸下的54版型组件交付功率达到465W,72版型组件交付功率也达到620W,量产效率可达24%。

从订单来看,爱旭股份披露具体采购额度的订单共三份,分别是5月安徽快易光伏向爱旭数字能源全年采购100MW的ABC组件产品、6月爱旭股份与德国Memodo集团签订的1.3GWABC组件供货协议,以及8月份与荷兰LIBRA集团签订650MWABC组件供货协议。

再加上公司与捷克25ENERGY、丸红技术系统株式会社、深圳市华塔材料等海内外公司达成的ABC产品销售协议,山西证券估算,截至2023年8月,爱旭股份ABC组件订单约4.5GW,占2023年上半年组件总销量的23.99%。

HPBC:隆基绿能的选择

2022年11月,隆基绿能发布HPBC电池产品Hi-Mo6。其中,Hi-MO6探索家组件最高功率和最高效率分别为575W、22.3%;科学家组件最高为590W、22.8%。

HPBC是复合钝化背接触,而钝化接触是提升电池效率的主要技术方式之一。比如PERC电池取代全铝背场电池的核心技术就是在铝背场前面加了一层钝化层;TOPCon电池背面钝化层无需开孔,钝化效果更好;HJT更是把发射级都换成了钝化层。

据悉,隆基绿能的HPBC技术是将P型TOPCon技术和IBC技术的融合。

目前隆基绿能已建成HPBC电池产能约30GW,已基本攻克PN结隔离和电池串联的工艺难点,中信证券预计其HPBC电池月产量已提升至GW级以上,且有望于2023年底前实现满产。

除HPBC外,隆基绿能还推出了HPDC(HighPerformanceandHybridPassivatedDual-JunctionCell,复合钝化双结)电池,是HPBC电池的升级版技术,相应产品为Hi-MO7组件。据公司资料,该组件量产功率可达580W,对应转换效率22.45%。

隆基绿能日前在2023年中报业绩交流会上表示,目前HPBC电池良率超95%,主推580W和590W两档组件产品,高于目前主流TOPCon182×72版型组件570-585W的功率档位,在海外较TOPCon产品有1美分/W以上的溢价。

HBC:HJT+IBC,首条高效量产线已建成

与IBC太阳能电池结构相比,HBC太阳能电池采用氢化非晶硅(a-Si∶H)作为双面钝化层,在背面形成局部异质结结构,获得高开路电压。同时,HBC电池采用了IBC电池结构,前表面无遮光损失并且减少了电阻损失,从而拥有较高的短路电流。

国内公司中,港股上市公司金阳新能源(01121.HK)2023年9月初发布公告称,集团于本月成功建设了首条新一代HBC电池生产线,量产电池的光电转换效率高达27.42%,是全球唯一转换效率超过27.0%的量产线;此外,集团今年中还完成了全球首条HBC柔性组件量产产线的建设。

TBC:兼容P型、N型电池技术

将钝化接触技术与IBC相结合,可制备TBC电池,也称为POLO(多晶硅氧化物)-IBC。TBC电池既可以采用P型技术,也可以采用N型技术。

2018年,ISFH(哈梅林太阳能研究所)采用区熔(FZ)法制备的P型单晶硅片,将POLO技术应用在IBC太阳能电池上进行钝化,在4cm2电池面积上获得了26.1%的光电转换效率。

为了简化工艺,2019年,ISFH在常规CZ法的掺杂P型单晶硅片上制备POLO-IBC电池,光电转换效率约为21.8%。该技术路径与现有产线兼容度较高,但转换效率较低。

国内公司中,2019年,天合光能(688599.SH)采用低压化学气相沉积(LPCVD)法对IBC电池的BS进行多晶硅隧穿钝化,光电转换效率在6英寸硅片上实现了由24.1%到25%的提升。

PSC-IBC:具备理论效率优势

IBC除了可以和N型、P型电池叠加外,将钙钛矿电池与IBC电池结合制备的叠层电池也能够实现吸收光谱互补,进而提高IBC太阳电池光电转换效率。

2017年,研究人员制备出4-TPSC-IBC叠层电池,获得了26.4%的光电转换效率,2020年提升至27.7%。

虽然实验室PSC-IBC叠层电池具备较为理想的理论光电转换效率,但转换效率并不稳定,理论与实际工艺的匹配程度仍待完善。

结语

综上可以看出,BC电池并不是一种新技术,而是通过与P型、N型电池进行叠加等方式,实现了一定的效率提升。因此,BC电池的发展与TOPCon、HJT并不冲突。

但BC电池的双面率(背面效率与正面效率的百分比)只有50%左右,低于TOPCon、HJT的85%左右,技术专利等方面也有仍待解决的问题。

这使得业界对于其发展前景仍存显著分歧。中来股份总裁林建伟近日在接受媒体采访时就表示,综合来看,BC电池短期内要取代TOPCon成为市场主流不太可能。

国电电力新疆巴州发电公司600兆瓦组件采购项目的两家中标企业的投标单价分别为0.6245元/瓦和0.629元/瓦,为该项目16家投标企业中的最低和次低报价。

以爱旭股份和隆基绿能为代表的光伏企业正推动BC生态建设,计划通过建立BC技术联盟等行业认同的规则和合作模式进一步扩大市场占有率。

小红书在2025年WILL商业大会上发布了“AIPS人群资产模型”,并通过种草联盟与淘宝、京东、唯品会合作,推出小红星、小红盟、小红链等产品,旨在通过技术手段和数据分析提升种草效果和品牌营销效率。

中国光伏协会副秘书长刘译阳认为,光伏行业快速发展的今天,无数实例证明,在丢市场份额保价格和保市场份额降价格之间,采取低价竞争的企业往往前景堪忧。

THE END
1.N型和P型组件验证对比发电性能:实证测试表明,N型组件和P型组件的平均单瓦日发电量分别为5.03kWh/kW和4.84kWh/kW,N型组件单瓦发电量比P型组件高出3.9%左右。这种发电性能的差异主要源于电池技术的不同导致的组件性能差异。 功率衰减:N型组件在功率衰减性能方面具备天然的优势(无B-O复合体),首年衰减1%,年度线性衰减0.4%。而P型组件http://www.360doc.com/content/23/1227/09/78750505_1108940237.shtml
2.P型光伏组件和N型光伏组件的差异近期我们发现,在中国P型组件企业报价已经普遍低于0.9元/W甚至逼近了0.8元/W。随着产能出清速度的加快,众多企业纷纷上马N型产能,N型组件价格之争甚至比P型还要激烈。结合前段时间中国电建42GW组件项目集采开标,今年开年以来,大型央国企的组件中标价格依然在大幅下挫。组件价格低于0.9元/W,恐成为常态。 http://multifitsolar.com/news_info.asp?id=673
3.光伏百科:什么是n型?N型电池片采用n型硅片,P型电池片采用p型硅片。 N型和P型单晶硅片的区别主要为: ①掺杂的元素不同:单晶硅中掺磷是N型,单晶硅中掺硼为P型。 ②导电不同:N型是电子导电,P型是空穴导电。 N型硅片掺磷,光照条件下无硼氧复合对,改善了光致衰减(LID)和热辅助光诱导衰减(LeTID);P型硅片光照条件下硼氧复合对https://m.sohu.com/a/555533971_146940
4.科普什么是N型组件?一文带你全面了解!(建议收藏)光伏组件中的N型和P型是指电池片类型的不同,具体区别如下: N型、P型组件怎么分辨 1、观察光伏组件的上下表面。N型组件的基底是N型硅,上表面是P型硅,因此上表面是正极,下表面是负极。P型组件的基底是P型硅,上表面是N型硅,因此上表面是负极,下表面是正极。 https://msolar.in-en.com/html/solar-2444408.shtml
5.?“N型”VS“P型”哪种双面技术更值得你pick?相比P型双面双玻,一道新能N型组件以其1%首年衰减、80%双面率及良好的弱光响应等优势,在不同的地表环境下可实现比常规组件高达30%的额外发电量。 高可靠性 一道新能组件产品通过3倍的IEC新标测试,15年材料质保,30年功率质保,充分保障了其组件的高质量和高可靠性。 https://www.ne21.com/news/show-161430.html
6.华阳股份:华储公司已完成产线由P型向N型升级,组件规格由182*182同花顺(300033)金融研究中心11月08日讯,有投资者向华阳股份(600348)提问, 我司光伏组件最近产出规模有增长吗?利润上可有改善? 公司回答表示,尊敬的投资者,您好!华储公司已完成产线由P型向N型升级,组件规格由182*182升级成主流的182*183.75版型。截止今年三季度,产量同比去年增长35.62%,全年预计生产1400MW。已完成http://yuanchuang.10jqka.com.cn/20241108/c663337661.shtml
7.2023年SMM国际光伏产业峰会报告十: N型BIPV组件&薄膜组件在建筑一体化的应用 拟邀嘉宾:天合光能股份有限公司 报告十一: BIPV建筑结合对组件的标准与要求\政策 拟邀嘉宾:TUV南德可靠性与标准化研究院 平行论坛五:先进组件封装材料与技术论坛 报告一: N型组件先进封装技术与材料解决方案 https://www.nengyuanjie.net/article/77433.html
8.SNEC探馆协鑫集团拉开“光储充换一体化”大幕,为客户提供“电+储+算此次展会上,协鑫集成在本届SNEC展会上将发布新型组件及储能产品,重点展出了N型、P型高效组件以及鑫云顶、鑫福顶BIPV组件。 协鑫现场展示的P型 Mono PERC 产品半片组件功率范围400~ 665W,具有30年线性功率质保,采取双层玻璃封装,组件可双面受光,提升5%~30%系统收益,同时进行高密度封装,提升组件效率 0.4~0.6%。 https://finance.eastmoney.com/news/1354,202305252732368793.html
9.光伏龙头引领下的量产元年:N型向左,P型向右国海证券指出,电池转换效率是未来降本的关键,多种技术并行或成未来趋势。其中,N 型TOPCon进入规模化量产元年,HJT 潜力空间大,P 型背接触电池有望异军突起。 “经济性”是光伏产业发展的根本动能,而电池转换效率则可发挥全局性的关键作用,也是未来降本的关键。随着 PERC 电池量产效率越来越接近其理论极限,业界纷纷投https://wallstreetcn.com/articles/3666855
10.芯人必读丨破译圈内暗语!收好这份半导体词典若掺杂硼(B)等三价元素,且仍占据硅原子的地位,则键结少了一个电子,因此其它电子在足够的热激发下,可以过来填补,如此连续的电子填补,称之为定电洞传导,亦使硅的导电性增加,称为P型半导体。 因此N型半导体中,其主要常电粒子为带负电的电子,而在P型半导体中,则为常正电的电洞。在平衡状况下(室温)不管N型https://www.360doc.cn/article/68538116_940856750.html