近期A股光伏領域熱鬧非凡,鈣鈦礦電池熱潮未散之際,又掀起了一波TOPCon電池的熱浪。
TOPCon電池指數是同花順新近才新推出來的,而在最近3個交易日,該板塊指數就已經累漲了13.81%,是同期市場最火爆的概念之一。
同花順行情顯示,TOPCon電池概念板塊目前有17只概念股,自4月27日以來,股價表現最好的京山輕機(000821.SZ)已經累漲了236.07%。此外上演翻倍好戲的還有鈞達股份(002865.SZ)、捷佳偉創(300724.SZ)、金辰股份(603396.SH)、帝科股份(300842.SZ)、帝爾激光(300776.SZ)、羅博特科(300757.SZ)。其中,最近3日漲幅最高的是鈞達股份,期間該股連收3個漲停板,累漲31.6%。
TOPCon電池是什麽?又為何能如此火爆?
TOPCon電池:下一代光伏電池候選之一
眾所周知,光伏電池(太陽能電池)主要用於把太陽的光能直接轉化為電能,其工作原理是光生伏特效應。
截至目前,地面光伏系統大量使用的是以矽為基底的矽太陽能電池,可分為單晶矽、多晶矽、非晶矽(用非晶態矽為原料)。
在能量轉換效率和使用壽命等綜合性能方面,單晶矽和多晶矽電池優於非晶矽電池,而相較於多晶矽電池來說,單晶矽電池的成本雖然更貴,但是轉換效率更高,穩定性更好。
具體到單晶矽電池内部,又可分為P型電池和N型電池,其區别主要有三點:1、P型是空穴導電,N型是電子導電;2、單晶矽中摻硼為P型,單晶矽中摻磷是N型;3、P型摻硼越多則能置換矽產生的空穴也越多,導電能力越強,電阻率就越低,N型摻磷越多則自由電子越多,導電能力越強,電阻率就越低。
P型電池和N型電池又可以應用的不同技術進一步細分。大約自2015年開始,P型陣營的PERC電池(鈍化發射極及背局域接觸電池)因其高效、低成本的性價比優勢逐漸取代常規鋁背場(BSF)電池成為了市場的主流。目前PERC電池和PERC電池的各種plus版本最具經濟性,依然是當下的主流。
降本增效是光伏行業永恒主題。而發展到今天,PERC技術已經逐漸到了發展瓶頸期,PERC電池轉換效率提升越來越困難,與此同時N型電池的成本問題也逐漸得到改善,N型電池成為未來高轉換效率的方向,主要包括PERT(發射結鈍化及背場全擴散)、TOPCon(隧穿氧化鈍化接觸)、IBC(全背電極接觸)、HJT(異質結)四種技術路徑,後三者更被看好,處於發展導入期。
其中,TOPCon通過背面隧穿氧化層和摻雜多晶矽層形成鈍化接觸結構,形成了良好的界面鈍化,降低金屬接觸區域的復合;HJT綜合了晶體矽電池優異的光吸收性能與薄膜電池的鈍化性能優勢,利用本徵非晶矽層將N型襯底與兩側的摻雜非晶矽層完全隔開,實現了晶矽/非晶矽界面態的有效鈍化,獲得更高的開路電壓;IBC電池將P+摻雜區域和N+摻雜區域均放置在電池背面,受光面無任何金屬電極遮擋,從而有效增加電池的短路電流,使電池的能量轉化效率得到提高。
TOPCon電池的優勢和劣勢
值得注意的是,沒有誰是完美無缺的,TOPCon、HJT、IBC也都有著各自的優勢和劣勢。
具體到本文主角TOPCon電池身上,當下這種技術路線最顯著的優勢就在於其和PERC的兼容性上。
TOPCon可基於PERC技術積累、人才儲備和成熟設備的積澱進一步發展,在工藝流程上只需增加硼擴、隧穿氧化層和摻雜多晶矽層沉積等步驟和相應設備。
這也使得TOPCon的投資成本相較於其他N型電池技術更具有經濟性,單GW設備投資低於HJT和IBC電池,且可通過改造升級PERC產線(費用約0.5億元/GW)拉長原有設備生命周期。
與此同時,TOPCon具有可觀的發展潛力,目前平均量產效率約24.5%+,晶科能源(688223.SH)創造的實驗室效率紀錄為25.7%。而根據權威測試機構德國哈梅林太陽能研究所測算,PERC、HJT、TOPCon三種類型電池技術理論極限效率分别為24.5%,28.5%,28.7%(雙面)。
此外,TOPCon技術擁有完整的可持續發展的技術路線支撐,可應用選擇性發射極/激光硼摻雜技術降低發射級鈍化區域的復合損失和載流子傳輸損失,同時可通過大尺寸薄片化、銀鋁漿替代、設備降價等途徑進一步降本。
且後續TOPCon可與IBC技術結合形成TBC(POLO-IBC)技術,量產效率達26%-28%,還可實現與鈣鈦礦結合的疊層電池,叠代升級空間廣闊。
說完了優點,再來看看TOPCon的缺點。
比較突出的一點就是這種技術路線的工藝較多,良品率較低。據了解,HJT只需要4道工藝,PERC有8道工藝,而TOPCon有9-12道工藝,包括清洗制絨、正面硼擴散、刻蝕去硼矽玻璃(BSG)和背結、氧化層鈍化接觸制備、正面氧化鋁/氮化矽沉積、背面氮化矽沉積、絲網印刷、燒結和測試,這也導致其良品率要低於HJT和PERC。
另外,TOPCon在上述的氧化層鈍化接觸制備環節存在多種路線並行的情況,各路線也都有其自身的問題,詳細情況如下圖所示。
雖然上述說可通過大尺寸薄片化、銀鋁漿替代、設備降價等途徑進一步降本,但難度不小,後續仍需進一步優化工藝。
資金爆炒的背後是什麽?
俗話說,炒股炒的是預期。近日TOPCon電池概念飙漲的直接推手自然是市場内的資金,但資金爆炒的背後其實還是上述說的該技術路線所具備的優勢,尤其是兼顧了成本和效率,站在當下極具經濟性這一點。
據了解,2022年以來,已經有多家光伏廠商公佈了TOPCon電池組件擴產計劃及量產進度。
例如,晶科能源海寧與合肥16GW 182 TOPCon產能已經滿產,海寧電池量產效率已達24.75%,可用良率與PERC持平,晶科能源也成為了行業首家建成10GW以上規模N型產品生產線的企業。6月28日,該公司「尖山二期11GW高效電池及15GW組件智能生產線項目」開工,電池量產平均效率目標25%以上。
此外,天合光能、晶澳科技、中來股份、鈞達股份、阿特斯、無錫尚德、正泰電器等也都是主要的廠商。
平安證券研報顯示,2021年國内TOPCon電池產能約10GW,伴隨效率、良率和規模化生產性價比的提升,其市佔率將逐步提升,2022年TOPCon電池產能規模有望超過50GW,2023年產能或達80GW。
截至目前,國内規劃產能超百GW,TOPCon大規模量產被視作開啓了N型電池產業化元年,這也是預期逐漸兌現的過程。
結語
這幾日,TOPCon電池概念猶如烈火烹油般被炒得火熱,但相關概念股短期漲幅已經非常大,積累了非常多的獲利盤,雖然發展前景被看好,但後續仍需關注股價回調的風險。
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