美能光伏科普 | HJT异质结电池降本的方法
异质结(HJT)太阳能电池提效降本路径清晰,有着很多突破口,目前有三种方向可以降本,提效、薄片化、银浆成本是重点突破口。
HJT 电池降低成本可分为三大方向:
(1)提升电池效率摊薄成本,主要通过微晶化、使用 UV 转光膜、铜电镀实现;
(2)减薄硅片厚度,降低硅片成本;
(3)降低非硅成本,而根据 CPIA 和 PV-Tech 数据,非硅成本占比较大的是银浆、靶材和折旧,其中银浆占比最大。
「美能光伏」今天将和大家一起讨论这几种方向。
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提效
微晶提升电池效率,转光膜助力组件发电量提升。微晶:双面微晶可提升电池效率 0.8pct 上。得益于更好的光学性能和电学性能,微晶化可进一步提升 HJT 效率。
微晶硅是指在非晶硅网格中存在大小 10nm 的晶粒。微晶硅与非晶硅相比具有更好的光电性能,能够进一步提升电池效率,原因是:
1、光学带隙宽,微晶硅具有连续可调的光学带隙,其带隙变换范围为 1.12ev-2.4ev。吸收的光谱范围可扩展到红外部分;
2、电导率高,因为微晶里有着大量的结晶硅晶粒,能较大提升微晶的电导率。目前单面微晶已经量产,电池效率提升约 0.5-0.6pct,双面微晶可在单面微晶基础上再提效 0.3pct,后续随着工艺优化,预计仍有继续提效空间。
目前已有迈为、钧石等设备商交付设备,据下游的爱康、金刚、华晟公告数据,单面微晶平均效率已超 24.7%,较好的可达 25%以上。双面微晶可进一步提效,电池效率将达 25.5%以上。

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减薄硅片
薄片化持续推进,HJT 具备更大减薄空间,HJT 结构更适于薄片化。相较 PERC 和 TOPCon:
1、良好的双面对 称结构能更好适应机械应力,降低硅片碎片率;
2、低温工艺也避免了高温工艺中曲翘、碎片等问题;
3、HJT 钝化效果更好,薄片后开路电压提升弥补短路电流下降,整体效率不受明显影响。
据华晟的薄片测试数据,硅片厚度从 140μm 减至 100μm 的过程中,电池效率维持稳定,基本保持在 25.2%左右。
根据 CPIA,2021 年 HJT 主流硅片厚度约 150μm,厚度下降空间广阔,硅片厂商也纷纷加快薄片化进程,当前龙头玩家 HJT 厚度已达 130um,较 PERC 和 TOPCon 厚度均领先,据我们测算,硅片厚度每下降 10um,单瓦硅耗降低约 0.1g/w,以硅料价格不含税 100 元/kg 测算,硅片厚度每下降 10um 硅成本降低 0.01 元/w。

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降低银耗
非硅成本中银浆占比 50%。HJT 非晶硅只能在小于 200°C 的低温环境制备,故传统晶硅电池的高温银浆不适合 HJT 电池。目前 HJT 行业均采用树脂固化的低温银浆制作电池电极。银浆成本高主要由两大原因导致。
1、低温银浆不经过高温烧结,低温工艺下电极残留的其他成分导致电阻率偏高、导电性能偏差,故须增大银浆用量进而降低电阻;同时,HJT 为双面结构且双面都需要用纯银,不像 PERC 电池背面可用银铝浆,所以 HJT 电池银耗量较高。
据 PV-Tech 数据,2022 年 HJT 电池银耗量为在 18-20mg/W 左右,大幅高于 PERC 电池银耗量 10mg/W 和 TOPCon 电池银耗量 13mg/W;
2、低温银浆技术目前为日本供应商垄断,未能实现全面全国化,较高温银浆存在溢价。
未来银浆价格和耗量均有较大下行空间:价格方面,低温银浆国产化有望快速降低银浆价格。帝科股份、苏州固锝、常州聚和等传统高温银浆厂商积极布局低温银浆,目前已初见成效,据公司公告,苏州固锝、帝科股份均已实现 HJT 低温银浆批量出货。据迈为股份统计数据,2021 年进口浆料价格为 8000 元/kg 以上,目前国产低温浆料价格可 低至 6000 元/kg,随着国产化进程加快,银浆价格有望进一步降低。
耗量方面,0BB、银包铜、电镀铜、钢板印刷、激光转印等金属化工艺革新进步是降低银耗的关键驱动力,其中银包铜和 0BB 推进较快,根据中科院电工所数据,0BB 技术应用后银浆耗量有望下降至 12mg/W,电镀铜则为颠覆性技术,可以实现完全无银化,目前尚以小批量产能为主,根据海源复材公告,规模化产能或将于 24 年形成。
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