N型電池在G12方向迎來商業化成果。近日,TCL中環在官微首次公示N型單晶硅片價格,這在行業內同樣是首次。150μm厚度的210N型硅片價格為9.49元/片,130μm厚度的210N型硅片價格為9.06元/片。
N型方向是光伏電池未來發展方向,N型電池未來逐步取代P型電池已逐漸成為行業共識。在硅片環節,相比P型硅片,N型硅片更具減薄潛力,且光電轉換效率提升空間大,N型硅片需求有望加速提升。
N型硅片更具減薄潛力
過去十年,光伏是度電成本(LCOE)下降最快的能源品種。在度電成本驅動下,終端需求向大尺寸、高功率、高密度方向發展,硅片環節整體向大尺寸、薄片化邁進。
目前,主流硅片是單晶硅。中國光伏行業協會數據顯示,國內太陽能級硅片市場的單晶硅片(P型+N型)滲透率由2016年的19.5%提升至2019年的65%,成為了市場主流,預計到2022年單晶硅片(P型+N型)市場占比將進一步提升至80%。結合中國光伏行業協會預測結構,預計2026年單晶硅(P型和N型)市場份額有望達98%。
薄片化進程有助于電池和組件廠商的降本增效,隨著薄片化進程的推進,光伏硅片厚度從300μm一路減薄,期間停留在175μm數年,隨著電池加工的過程碎片率改善后,繼續減薄至165μm、160μm,而次TCL中環的價格公示意味著行業N型硅片厚度已實現減薄至130μm。
中信期貨研報指出,2021年,多晶硅片平均厚度178μm,P型單晶硅片平均厚度170μm,N型單晶硅片平均厚度160μm,相比2020年,多晶硅片平均厚度降低2μm,P型單晶硅片平均厚度降低5μm,N型硅片平均厚度降低8μm。在理論的可減薄厚度層面,由于N型電池技術對硅片薄片化的接受度較高,因此N型單晶硅片比P型單晶硅片更具減薄潛力。
單晶硅密度約為2.33克/立方厘米,每片厚度160μm、150μm、140μm、130μm的210N型單晶硅片重量分別約為16.2克、15.2克、14.2克、13.2克。對比厚度160μm的210N型單晶硅片,150μm、140μm、130μm可節約單晶硅分別為6.25%、12.50%、18.75%。
在硅片成本構成中,原材料硅料占比約55%-65%,價格波動會導致占比波動,為第一大成本支出。以硅料占比硅片成本60%來計算,210N型硅片每減薄10μm可節約成本約3.75%。
N型電池光電轉換效率提升潛力大
N型硅片除了減薄潛力巨大,光電轉換效率提升潛力同樣巨大。晶硅電池的理論極限光電轉換效率為29.4%,P型電池光電轉換效率理論極限為24.5%,而N型電池光電轉換效率理論極限28.7%,是最接近晶硅電池理論極限光電轉換效率的技術。
目前,P型電池處在產業化成熟期,光電轉換效率提升幅度有限,提升速度趨緩。而N型電池研發起步晚,仍處在產業化初期,光電轉換效率提升幅度更大,提升速度更快。據中國光伏行業協會數據,2021年,我國企業/研究機構晶硅電池實驗室效率已打破紀錄11次,其中9次為N型電池技術,2次為P型電池技術。
隨著N型高效電池的技術發展逐漸成熟,生產成本和工藝難度將會逐步下降,其在轉換效率方面的優勢將會逐步凸顯。據中國光伏行業協會統計,光伏電池的光電轉換效率每提升1%,度電成本可下降5%-7%。
目前N型電池成本相對較高,量產規模較少,市場占比約為3%。但是隨著N型單晶硅片薄片化,以及光電轉換效率提升,生產成本降低,P轉N型節點或將來臨,N型電池或將成為電池技術的主要發展方向之一。根據中國光伏行業協會預測,2025年,N型單晶硅片市場占比將超過20%,2030年市場占比上升至約50%。
TCL中環作為全球最大的N型硅片制造商和出貨商,其N型硅片產品在各電池路線中廣泛應用,2020年TCL中環N型產品全市場占有率60%。本次硅片報價公示中TCL中環G12 N型電池硅片已減薄至130μm,進一步鞏固行業領先地位。2021年以來,公司持續投放優勢產能,不斷升級產品結構,提升核心競爭力,N型硅片出貨環比提升。當前上游硅料價格居高不下,TCL中環通過減薄硅片厚度可有效緩解下游電池、組件客戶的成本壓力。
薄片化進程也對硅片廠商的技術、工藝流程提出了更高的挑戰。得益于長期技術積累和工業4.0的推廣應用,TCL中環具備超薄硅片生產工藝,可以實現全規格單晶硅片的薄片化生產能力。
為推動行業度電成本下降,TCL中環還瞄準硅片大尺寸化,公司率先開發的210大尺寸硅片技術優勢凸顯,得到行業客戶高度認可,600W+光伏開放創新生態聯盟成員已接近100家,打通研發、制造及應用環節,產業生態進一步完善成熟。大尺寸組件競爭力得到下游的充分認可,市場需求旺盛。從2022年1-4月大型地面電站招標情況統計,540W以上組件(210&182)需求占比約超93%。
