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2019年光伏技术盘点:产业化趋势明显 异质结/钙钛矿频创纪录

2019-12-27 14:16  来源:光伏们  浏览:  

2019年又是高效技术快速发展的一年,这一年单晶市占比将首次超过多晶,PERC成为不可动摇的市场主流产品;这一年硅片尺寸迎来重大变革,从158.75mm到166mm再到210mm,大尺寸迎来发展风口;这一年异质结声势渐起,产业化进程取得较大进展……随着光伏产品成本下降空间越来越有限,光伏行业开始进入高效化比拼的时代。

产业化:400W、大尺寸成主流趋势

在2018年SNEC展会上,还只有寥寥几家企业展出了功率400W以上的组件,而到了今年SNEC展会,400W+组件几乎已成为各组件厂必备展品之一。除了活跃在各大展会以外,400W+的组件也已走进实际应用当中,下半年以来不少招标中组件标称功率都在400W以上,如黄河企业青海特高压基地3.1GW组件采购均为400W以上高效产品,这也意味着行业正式进入了光伏组件4.0时代。

2019年SNEC展会400W+组件一览
 

伴随着组件功率攀升的,是各种高效电池、组件技术的快速应用。在电池未取得重大突破、效率提升放缓的情况下,增加组件面积则成为提高输出功率最简单有效的方式。组件面积增大包括直接增加电池片封装数量和增大电池片面积两种方式,前者主要针对部分厂商推出的78片版型组件,后者则是硅片尺寸变革的成果。

硅片大尺寸化是今年最明显的趋势,从晶科主导引领的G1尺寸(158.75mm),到隆基、阿特斯主推的M6尺寸(166mm),再到中环首推的M12尺寸(210mm),硅片尺寸再次进入多种尺寸“混战”的阶段。

G1尺寸在既有老产能上简单技改即可实现,市场占有率得到快速提升。据PV Infolink分析,近期G1硅片供应紧缺,硅片厂为配合客户需求正逐步提升G1产出,预计明年G1市占比有望达到60%以上。

M6尺寸已达到部分现有设备允许的极限尺寸,在硅片龙头隆基的力推之下,下游厂商也在快速跟进中。据了解隆基在今年下半年陆续将电池、组件产线切换到M6尺寸,到明年底M2常规产品基本上会淡出,专业电池厂商中通威、爱旭、润阳等均已跟进M6产能,未来一两年内将得到快速发展。

M12尺寸则是另一单晶硅片龙头中环股份在今年8月份推出的颠覆性产品,由于尺寸跨度过大,现有产线基本上难以实现兼容,这也成为该产品推出后备受质疑的主要原因之一。但事实上,M12目前也已取得了实质性的进展。日前东方日升宣布与中环达成战略合作,推出M12尺寸500W高效组件,并将在明年实现量产,总规模或在3GW以上。

尽管目前多种硅片尺寸陷入混战,但总体趋势显而易见——大硅片代表着未来产业的方向。至于何种尺寸能够成为市场主流,仍有待观察下游生产及应用情况。

除了大尺寸之外,以叠瓦为代表的“高密度”组件也成为市场关注热点,除推出叠瓦的企业增多外,杭州瞩日科技推出的拼片技术、唐山海泰推出的板块互联技术、隆基推出的无缝焊接技术基本上异曲同工,即在组件面积变化不大的条件下,尽可能封装更多的电池片,以提高组件功率。

双面组件需求也正逐年提升,尽管美国对双面组件的豁免反复不定,但总体需求仍在稳步提升,据PV Infolink林嫣容先容,美国、巴西、英国等市场陆续出现双面组件需求,另外不少新兴市场对双面组件关注度很高,预计今年双面组件全球出货将达到7.7GW左右。

总体来说,高效化已逐渐成为市场主流方向,包括大尺寸、双面、半片、叠瓦、多主栅等多种技术百花齐放,高效产品市场份额得到快速提升。

研发端:HJT/TOPCon、钙钛矿等进展迅速

除了产业化的技术外,各企业研发单位、科研机构等研发的脚步也从未停止。根据光伏們不完全统计,2019年电池组件至少创造20项以上的世界效率记录,既包括已成为市场主流的PERC产品,也包括异质结、TOPCon、钙钛矿等尚未大规模产业化的前沿技术。

但若与2018年创造效率记录相比较,就会发现今年略有不同。这主要体现为,去年PERC产品取得多次突破,以隆基、晶科为代表的一线企业在PERC电池和组件上多次打破世界记录。而在今年,单晶PERC电池效率记录仍保持在1月份隆基创造的24.06%,反而多晶电池效率取得几次突破;除此之外,更多的效率记录则体现在异质结、TOPCon、钙钛矿和CIGS等技术上。

2019年电池组件效率记录一览
 
 

异质结、TOPCon作为PERC下一代电池技术最具有竞争力的候选者,已有越来越多的企业开始关注和布局。异质结因转换效率高、工艺简单等一系列优点被不少企业看好,TOPCon则由于产线可由现有PERC产线升级而成为过渡阶段不错的选择。

目前异质结规划产能已超过35GW,尽管目前实际产能落地不多,但行业关注度却直线上升,包括通威、东方日升等电池组件厂以及捷佳伟创、迈为等设备企业均在积极推进。目前异质结量产效率基本上在23%~24%,研发效率上,汉能于今年11月创造的25.11%一举刷新了6英寸异质结电池世界记录。

TOPCon虽参与的企业及规划产能较少,但出货量一直相对稳定。效率方面,量产效率基本在22.5%~23%之间,研发效率则是由天合创造的24.58%和23.22%的单、多晶i-TOPCon效率领衔。

钙钛矿虽然转换效率不及晶硅组件,但胜在成本优势上,若稳定性、效率问题得到有效解决,未来有望实现大规模量产化;CIGS薄膜产品则凭借柔性优势在BIPV、便携式移动能源等细分领域具有不错的发展前景。

总体而言,尽管行业中不同企业在硅片尺寸、主栅数量、异质结或TOPCon、双玻或透明背板等各种技术上存在着差异化选择,但毫无疑问,不论是当前主流的技术还是实验室研发阶段的技术,都在朝着高效化发展,光伏行业高效化时代已悄然来临。

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