目前TOPCon电池成本一体化环节较PERC高出约0.04元/W,外购环节高出约0.01元/W。
1.硅片薄片化
N型硅片是通过掺杂磷元素制成,由于磷原子与硅相溶性较差,因此对硅料、辅材的纯度及生产过程控制要求更高,成本更高,较P型硅片存在一定溢价。但随着N型硅片规模化生产及技术进步,叠加薄片化进程加速,N型硅片溢价有望逐步缩小。根据TCL中环23年5月11日硅片报价,182尺寸N型硅片较P型存在1.8%溢价,较2022年6月8.1%的溢价已出现大幅下降。
根据CPIA,2022年TOPCon/PERC硅片的平均厚度分别为140μm、155μm。目前行业主流TOPCon硅片厚度为130μm,相比PERC主流的150μm低20μm。根据硅业分会6月14日最新N/P型硅料价格80.5/72.4元/kg进行测算,结果显示TOPCon硅成本约0.14元/W,较PERC低1分/W。此外,外购硅片相较一体化厂商在硅片端成本高出约60-70%,详见下表。
2.非硅成本
目前TOPCon电池非硅成本比PERC高约4分/W,整体看总成本高约3-4分/W。
1)设备端,TOPCon较PERC单GW投资成本高约5000万元,单瓦折旧成本增加1分/W;
2)银浆方面,TOPCon银耗(正银+背银)约12-13mg/W(合105mg/片),较PERC银耗(正银+背银)9-10mg/W增加2分/W成本;
3)其他成本方面,TOPCon路线工序增加,使电能辅料及人力成本较PERC增加1分/W;
4)良率方面,TOPCon良率比PERC低2pct,导致成本比P型高0.15分/W左右。
3.敏感性分析
当前硅料产能持续放量降价,硅料价格已从30万/吨高位快速跌至8万/吨,薄片化带来的成本降幅缩小。根据东吴证券测算,硅价从300元/kg下降至60元/kg,150mm与130mm硅片成本差异将从0.05元/W下降至0.01元/W。
4.银耗拆分
非硅成本中,银浆成本占比最高,约占电池总成本的16%。TOPCON和PERC相同,均使用高温银浆,目前主要是通过多主栅技术及减少细栅宽度来降低正银的消耗。
对银浆耗量进行单独成本及敏感性测算,假设不含税银浆价格为5,575元/kg,双面银浆用量105mg对应单瓦成本为0.07元,随着未来技术发展多主栅+高精度串焊有望降低银浆耗量至90mg/片,对应成本0.06元/W,单瓦成本下降0.01元。
根据中国光伏网数据,自今年3月以来,光伏电池片的毛利及单瓦净利波动较大(以182 PERC为例),毛利率从3月初的12%最低下探至7.4%的水平,随后在硅料价格快速下行的过程中,电池片的毛利出现了快速回升并在5月底上触25.9%的较高水平,详见下表。
由此可见,上游硅料价格对下游电池片具有根本的影响。需要注意的是,该表只是统计了同时期内硅片价格对相对应的电池片的利润情况。考虑到下游电池片企业一般1-2个月的存货周期,在成本统计采用先入先出法的情况下,对应电池片的利润波动会有延迟。
继续比对同时期内硅片及电池片价格的波动可以发现,电池片价格的变化相较于硅片而言,存在幅度上的滞后。进入6月以来,电池片价格下降幅度加剧,表明硅料价格的传导开始显现,导致6月中旬电池片毛利率迅速向下。
当前各家厂商N型电池效率提升速度较快,主流效率在25%以上,未来有望通过引入SE平台、进行双面钝化以及叠层电池技术突破等方式,实现效率进一步提升。
1.降低电学损失
TOPCon提效的核心在于降低电学损失,包括SE、双面POLY、全域钝化以及叠层电池等方法。
TOPCon提效需要降低电学损失。各厂商即将引入SE平台,有机构预计此举将提效0.2%-0.4%;24年引入双面POLY,量产效率有望提高至26%以上;25年引入全域钝化技术,有望提效至27%,之后提效主线在叠层电池技术发展。
目前各家厂商N型电池效率提升速度较快,主流产商量产效率在25%-25.5%之间,未来有望通过引入SE平台、进行双面钝化以及叠层电池技术突破等方式,实现效率进一步提升。
2.选择性发射极
TOPCon中SE技术与PERC中的SE原理类似,在电极内/外进行高/低浓度掺杂,能够提高硅片少子寿命,提高电池效率。SE(选择性发射极技术)是指在金属正极与硅片接触部位及其附近进行高浓度掺杂形成P++层,而在电极以外的区域进行低浓度掺杂形成P+层。该技术既可确保硅片和电极之间有较低的接触电阻,又可降低硅片表面复合率,以提高硅片的少子寿命,从而提升电池的转换效率。硼掺杂工艺更复杂激光器功率更高;过程中可能存在两类钝化层烧穿,需精准把控激光功率。
TOPCon中的激光掺杂分为一次硼扩、二次硼扩两种路径,目前量产主流选择一次激光直掺。一次硼扩类似于PERC生产过程标配的硼扩工艺,工序较为简单,该路径下仅进行一次激光掺杂、硼扩与清洗,工序较简单且设备投资额较低,但技术难度较高。
3.双面POLY
目前钝化结构主要应用在电池背表面,双面钝化/全域钝化能够进一步提高效率。目前TOPCon电池仅在后表面进行钝化,前表面仍采用传统电池结构。为进一步降低电池表面载流子复合速率、减小接触电阻,可以在正面电极下进行P-poly,采用双面/全域钝化结构进一步提高正面效率。
双面钝化接触电池的硅片基体正面设有多晶硅层,基体的背面为P掺杂的poly钝化层。不同于双面钝化仅在电极下方进行P-poly,全域钝化技术对电池正面整体进行P-poly,预计能够进一步提高效率。
来源:光伏君 光伏那些事
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