中国光伏HJT产业发展白皮书
(2024年)
高效异质结俱乐部
SOLARZOOM新能源智库
高效异质结俱乐部创始成员单位
安徽光势能新能源科技有限公司
安徽华晟新能源科技股份有限公司
东方日升新能源股份有限公司
广东明阳光伏产业有限公司
广东泉为科技股份有限公司
国晟世安科技股份有限公司
金刚光伏股份有限公司
琏升光伏科技有限公司
浙江爱康新能源科技股份有限公司
浙江润海新能源有限公司
(以上按中文首字母排序)
序 言
2020年以来,光伏平价、全球碳零净排、欧洲能源危机三大事件推动了光伏制造市场需求从100GW出头的规模快速增长到了500GW以上。这也催生了光伏电池技术的跨越式发展,光伏制造业逐步从“由硅片技术进步主导产业链发展的十年”进入“由电池技术进步主导产业链发展的新十年”。
进入2024年后,全球光储平价的经济性条件全面成立,全球金融市场即将迎来降息大周期,银价创十一年以来新高。在此背景下,HJT电池首次登上光伏制造业的历史舞台。HJT电池组件能否实现740W+量产功率,能否实现量产生产成本与TOPCon技术打平,能否实现国内、外各10GW级的量产出货,决定了2024年能否成为HJT电池技术真正的元年。
2024年3月11日,由十家HJT电池组件企业共同发起的高效异质结俱乐部(简称“740W+俱乐部”)在上海成立。俱乐部旨在汇聚产业精英,共同推动光伏产业的技术创新、产业升级和生态构建。同时,十家发起企业以俱乐部为平台,加强产业链上下游的沟通与合作,实现资源共享、优势互补、互助共赢,共同提升中国光伏产业的国际竞争力。
本《中国光伏HJT产业发展白皮书》作为高效异质结俱乐部的公开规范报告,在SOLARZOOM新能源智库的主笔下,集高效异质结俱乐部全体成员的共识,将立足于HJT这一光伏制造第三代平台级电池技术,针对HJT的产业发展规模、HJT电池组件的技术标准、技术进步路线图、生产成本分解、客户价值等问题给出行业性的指引。我们将结合HJT产业发展所受到的国际政治经济形势、技术及市场环境的影响,合理预测HJT产业的未来趋势,真正起到行业引领的作用,为HJT产业链企业及其上下游的发展规划提供一个相对客观的依据。
我们衷心祝愿:今日之HJT产业,将成为2030年的光伏产业;今日之光储电力,将成为2050年的能源产业。
高效异质结俱乐部
SOLARZOOM新能源智库
2024年6月12日
目 录
第一章 HJT的产业发展规模
一、 HJT电池产能
二、 全球光伏新增装机量及光伏组件出货量预测
三、 全球HJT组件出货量及HJT组件出货渗透率预测
第二章 HJT组件技术标准建议
一、 HJT组件外观标准建议
二、 HJT组件EL标准建议
第三章 HJT电池组件的技术路线图
一、 HJT电池组件技术进步的两大方向
二、 提效型技术进步
三、 降本型技术进步
四、 改变HJT电池结构的重大技术升级
五、 HJT及其叠层电池组件量产技术路线图
第四章 HJT电池组件的生产成本分解
一、 不同配置HJT电池组件的物料清单
二、 不同配置HJT电池组件的生产成本分解
第五章 HJT电池组件的客户价值
一、 不同维度的最大价值:光伏组件应用端客户的永恒追求
二、 国内大型集中式电站客户
三、 海外高电价市场屋顶分布式光伏客户
第一章HJT的产业发展规模
一、HJT电池产能
当前,全球先进HJT电池产能绝大多数集中于国内。截止2024年6月,国内现有已投产HJT电池产线数量约67条,已投产HJT电池产能规模约为42.3GW。
表 1 2021年以来的国内HJT电池产能
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)、SOLARZOOM新能源智库
从电池设备厂商角度看,在截止2024年6月的国内HJT电池产能中,迈为产线51条(产能30.9GW),其中双面微晶产线47条(产能28.6GW);钧石产线10条(产能8.0GW);理想产线5条(产能2.7GW)。
从HJT电池尺寸角度看,在截止2024年6月的国内HJT电池产能中,210半片产线52条(产能33.7GW),210R半片产能9条(产能5.4GW)。
二、全球光伏新增装机量及光伏组件出货量预测
基于国际可再生能源机构(IRENA)的统计口径及数据,2023年,全球光伏新增装机量达346GW,全球光伏装机保有量达1412GW。与此同时,2023年全球光伏发电量超过16000亿kWh,其占全球总发电量的比例首次突破5%。
从2024年开始,伴随着光伏组件价格跌至0.80-0.90元/W左右的历史低位,以及锂电池价格的大幅降低,全球“1W光伏+2Wh储能”光储电力系统的经济性平价条件得以满足,光伏产业发展即将进入全新的历史时期。
但在2024年下半年至2025年上半年的国内及海外光伏市场,仍有以下三大因素制约光伏新增装机量的增长:(1)光伏装机保有量的快速提升导致午间光伏出力时段的电力供求关系快速恶化,全球储能的配置仍显不足,电力约束问题的爆发将在一段时间内抑制部分地区的光伏新增装机量,直至高光储配置比的光储电站市场成熟;(2)海外金融市场利率在过去一段时间处于较高水平,显著抑制光伏电站的投资意愿,如全球进入降息周期并出现100BP以上的利率水平下降,则有望刺激光伏新增装机量;(3)虽然国际油价仍维持在中高水平,但海外天然气价格已经回落至远低于2022年初俄乌冲突爆发前的水平,若出现经济高增长或地缘政治危机再次冲击油气价格,则将激发光伏需求。由此,2024年全球光伏新增装机量恐较难出现两位数的增长。
在影响2024年光伏组件出货量的两大因素中,除2024年全球光伏新增装机量增速放缓外,“光伏组件出货/新增装机量”系数也将伴随着光伏制造企业资金链的从紧从超高水平逐步回落至常态。2024年全球光伏组件出货量或将出现一定程度的负增长,达510GW左右的水平。
表 2 全球光伏新增装机量及光伏组件出货量预测
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)、SOLARZOOM新能源智库
注:以上全球光伏新增装机量历史数据采用IRENA统计口径
从未来20-30年的较长时期来看,全球光伏新增装机量、光伏组件出货量仍将维持大约10年时间的高速增长,直至全球光伏发电量渗透率超过35-40%,光伏制造才将迎来其历史性的需求顶峰。根据预测,十年后,每年的全球光伏新增装机量或将接近3000GW,每年的全球光伏组件出货量或将超过3000GW。
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)、SOLARZOOM新能源智库
图 1 全球光伏新增装机量及光伏发电量渗透率预测
三、全球HJT组件出货量及HJT组件出货渗透率预测
全球HJT组件出货量受HJT电池产能及产能利用率的约束,而HJT电池扩产规模则受到HJT电池企业每W净利润、资本市场融资情况、经营管理水平及人才数量、HJT电池设备供应量等因素的影响。
2024年,HJT电池环节景气将呈现“前低后高”态势:一至四季度的HJT电池需求、产能利用率或将逐季上升,HJT电池组件价格或将在年底出现上涨;另一方面,伴随着降本技术的逐步量产导入对生产成本的降低,以及产能利用率提升对每W制造费用的显著摊薄,2024年HJT电池生产成本的主要降幅或将出现在四季度。故而,HJT电池环节或将在2024年四季度首次出现全行业盈利。由此,HJT电池企业或将从2025年上半年开始进入加速扩产的状态。
表 3 全球HJT组件出货量预测(保守版)
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)、SOLARZOOM新能源智库
注:HJT组件出货量含电镀铜子路线,含HBC、HJT+钙钛矿叠层等产品(下同)
表 4 全球HJT组件出货量预测(乐观版)
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)、SOLARZOOM新能源智库
从2024年4月开始,在高效异质结俱乐部成员的共同推动下,HJT组件与TOPCon组件价格的差异开始显著缩小。此外,HJT电池组件企业针对不同的终端市场需求,设计了高功率BOM配置产品、(保证产品可靠性前提下的)经济型BOM配置产品。其中,高功率BOM配置产品针对高功率市场,追求超高效,采用“适当银含量的银包铜、高浆料湿重、全开口网版、高少子寿命硅片、高迁移率靶材、无主栅、光转膜、背面白色镀膜玻璃”等提效型技术,借HJT的功率优势、每W发电量优势与高功率TOPCon产品形成竞争优势。经济型BOM配置产品采用“超低银含量的银包铜、超低浆料湿重、HJT专用硅片、无铟靶材、多主栅、非光转膜、非网格玻璃”等降本型技术,每W生产成本比高功率BOM配置产品显著更低,该产品通过低成本及每W发电量优势与PERC产品、TOPCon产品形成竞争优势。因此,在660-740W+的组件功率区间内,HJT电池组件全面具备“以最恰当的产品与PERC、TOPCon产品竞争”的超强实力。在全球光伏组件出货中,HJT将在细分市场上优先于PERC、TOPCon技术挑选订单。
根据测算,HJT组件在全球光伏组件出货量中的渗透率将从2023年的1.4%快速增长至2024年的5%,2025-2027年,HJT组件出货量渗透率将几乎以每年翻番以上的速度增长。保守估计:2024-2026年,HJT组件出货量或将分别达到25GW、70GW、184GW;2027年,将是HJT组件出货量渗透率首次达到50%的一年;2028年,将是HJT产品出货量占据主力市场优势的一年。
表 5 全球HJT组件出货渗透率(保守版)
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)、SOLARZOOM新能源智库
注:HJT组件出货量含电镀铜子路线,含HBC、HJT+钙钛矿叠层等产品(下同)
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)、SOLARZOOM新能源智库
图 2 全球HJT组件出货量及HJT组件出货渗透率预测(保守版)
乐观估计:2024-2028年,HJT组件出货量或将分别达到25GW、90GW、338GW、640GW、903GW;2026年,HJT组件出货量渗透率首次超过50%。
表 6 全球HJT组件出货渗透率(乐观版)
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)、SOLARZOOM新能源智库
图 3 全球HJT组件出货量及HJT组件出货渗透率预测(乐观版)
(HJT产业链价格行情请点阅读原文查阅)
第二章HJT组件技术标准建议
为了推动HJT技术及产业的发展,2024年5月,经高效异质结俱乐部第三次会议讨论,初步确定HJT组件外观及EL标准建议,并由本白皮书正式公布,供HJT组件应用端客户、HJT电池组件企业、HJT各环节供应链企业参考。HJT电池、原材料及其他各项技术标准的建议,待高效异质结俱乐部后续会议讨论后另行公布。
一、HJT组件外观标准建议
HJT组件外观标准共10项,列示如下:
表 7 HJT组件外观标准建议
序号
不良名称
标准建议
1
碎片/穿孔
碎片/穿孔不允许。
2
缺角/崩边
1)长度≤3mm,深度不超过边缘细栅;
2)单片电池片≤1处,单块组件≤2片;
3)距主栅距离大于5mm;
4)“V”形、锯齿形不允许;
5) “U”型缺口≤深1mm*长4mm;不得触及栅线;
6)单片电池片崩边数量≤1处,同一组件崩边电池片数量≤3片。
3
异物
导电异物:
1)空白区域 A≤0.5mm²,不计;A≤2mm² ,不超过2 个;A≤4mm²,不超过 1 个;且距组件玻璃边沿>5mm, 不能引起内部导通,最小电气间隙>1mm,总数量≤2 个;
2)焊锡丝长度 L≤5mm,允许;锡渣 0.5mm²≤A≤3mm²,允许;A<0.5mm²忽略不计;同一片电池片上只允许有一个锡丝或锡渣,组件上的锡丝与锡渣总数≤2 个;
3)昆虫、头发、油渍等一律不允许;
4)片与片之间有锡渣或导电异物,面积(长*宽)≤1 mm²,不能导致片与片之间导通,允许。
非导电异物:
1)电池区域允许非导电异物 A≤0.5mm²,不计;A≤3mm²或L≤5mm,Q≤2(助焊剂残留,允许 Q≤2%电池片数)。双面组件背面:A≤6mm²,Q≤3 或 A≤15*0.5mm², Q≤5;A≤0.5mm²,不计;
2)空白区域:非导电异物 A≤0.5mm²,不计,L≤10mm 或A≤3mm²,Q≤2。
黑色胶膜背面导电或非导电异物:
异物面积≤1mm²个数不计,异物面积≤10mm²或长度≤20mm,数量≤3个。
4
气泡
EVA:
1)电池片上气泡缺陷个数如下:气泡直径<1mm,数量不计;气泡直径1-2mm,数量≤3个,气泡直径>2mm,不允许;
2)在电池区域以外允许面积≤2mm²的层压气泡≤4个,且气泡不得使组件边缘与带电体之间形成连通(去除气泡面积,带电体距离组件边缘需满足爬电距离要求);
3)非电池片区域≤0.5mm²忽略不计。
EPE/POE:
1)气泡不得引起内部短路;
2)电池片上气泡缺陷个数如下:气泡直径<1mm,数量不计;气泡直径1-2mm,数量≤3个,气泡直径>2mm,不允许;
3)非电池片区域气泡缺陷个数如下:气泡直径≤1.5mm,数量不计;气泡直径1.5-3mm,数量≤5个,气泡直径>3mm,不允许;
4)异物导致的气泡不允许。
密集型气泡(EVA/EPE/POE):
气泡与气泡的间距<3mm,且气泡数量≥3个视为密集气泡,密集气泡群≤2处。
5
片间距/串间距
1)常规组件≥1.0mm;
2)小间距组件片间距≥0.2mm,且有透光;
3)串间距≥0.5mm。
6
胶膜未溶
不允许。
7
色差
1000Lux光照或以上光强,距离组件0.8M-1M处组件正面:不允许存在明显跳色;背面:不控制。
8
阻水胶外观
1)阻水胶不覆盖汇流条及电池片;
2)阻水胶断胶缺胶不允许。
9
焊带与汇流条搭接
1)未剪焊带超出汇流条≤2mm;
2)搭接有效尺寸≥2/3汇流条宽度;
3)汇流条允许长出 0-6mm。
10
焊带偏移(非0BB技术)
1)互联条整体偏移:正面焊带不允许超出pad点,发生整体偏移的数量≤电池片总数的10%;
2)头、尾处焊带偏移超过电池片头尾pad点边缘≤3mm,连续且完全露出的pad点≤2个;单片数量≤3根;总数≤10片;
3)焊带弧形偏移,偏离主栅不得超过2mm;连续且完全露出的pad点≤2个;每件≤电池片总数的5%;
4)背面焊带标准和正面一致。
资料来源:中国光伏HJT产业发展白皮书(2024版)
注:0BB技术方案不涉及pad点,焊带偏移中的有关标准不适用
二、HJT组件EL标准建议
HJT组件EL标准共12项,列示如下:
表 8 HJT组件EL标准建议
序号
不良名称
标准建议
1
线状隐裂
q≤3,Q≤电池片总数的 6%;横向贯穿允许,纵向不允许贯穿,主栅区域外侧不允许贯穿,贯穿:q≤1,Q≤2。
2
隐裂(交叉/网状)
1)交叉裂或箭头裂中,较长的隐裂长度≤1/15 电池片长;
2)单片电池片允许隐裂数量≤1 处,单块组件最多允许 4%的电池片总片数;
3)网状裂不允许。
3
失效
1)失效区域面积≤单片电池片面积的3%;
2)Q≤电池片总数的3%。
4
断栅
1)断栅面积≤单片电池片面积的4%,忽略不计;
2)单片电池片面积的 4%<断栅面积≤单片电池片面积的 10%,Q≤电池片总数的 10%;
3)断栅面积>单片电池片面积的10%,不允许。
5
黑斑/条状黑斑
1)程度比图例黑斑轻微或相当,片数忽略不计;
2)程度比图例严重,Q≤电池片总数的 15%;
3)沿主栅线规则条状黑斑:黑斑面积≤单片电池片面积的 25%,Q≤电池片总数的 4%,黑斑面积>单片电池片面积的 25%,不允许。
6
吸盘印
1)达到或超过图例严重程度的吸盘印,不允许;
2)未达到图例严重标准的吸盘印,数量不计。
7
黑心、同心圆