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HJT电池:前世今生 & 2025年技术预测

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以下文章来源于光伏行研 ,作者益恒科技-易治凯

HJT国内历史主要分为五个阶段:

第一阶段:兆瓦级别小批量研发阶段,时间点为2013-2016年,主要厂家为汉能研发与河北廊坊新澳薄膜,在2015年底研发批次效率可以做到23%(双面非晶5BB图形);

第二阶段:百兆瓦级别中试批量阶段,时间点为2016-2017年,主要厂家为山西晋能与泰兴中智,采用MBB(多主栅)技术量产平均效率做到23.8%以上,实际产能300MW左右;
       第三阶段:200MW-400MW规模批量生产阶段,时间点为2020-2022年,主要厂家为爱康科技与华晟新能源以及通威,采用MBB匹配光注入工艺,电池效率可达24.6%以上,实际产能2GW左右;
       第四阶段:GW级别大批量产阶段,时间点为2022年,主要厂家为华晟能源、金刚光伏、爱康科技、明阳智能等,采用单面微晶技术匹配VTTO技术,电池效率可达25.3%以上,实际产能15GW;
       第五阶段:GW级别大批量量产阶段,时间点2023年4月后,主要厂家为华晟能源、东方日升、琏升科技,采用双面微晶技术,电池平均效率可达25.5%以上,实际开出产能35GW。
       

当下主流高效电池组件端性能对比:
光伏行业主流电池包含TopCon、HPBC、ABC以及HJT,行业信息统计如下:

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① 测试效率:ABC效率最高,其次为TopCon与HPBC,行业HJT电池测试效率最低。HJT采用ISFH(哈梅林)标准,其余电池测试标准未知;

② 设备投资:HJT与ABC电池接近;

③ 双面率:HJT优势较大,HPBC电池最低。

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① 以上标准基于最新的TUV莱茵测试标准,均为 可以做到的标准。

② BC电池组件效率接近23.8%(小版型组件),相较于大版型TopCon和0BB HJT,组件效率分别领先1%和0.4%。

③ HJT在210半片132版型上功率优势较为明显,优化组件BOM即可达到730W,相对于BC组件功率低0.4%的主要因素是Isc(短路电流)。


关于HJT电池提效问题,未来主要靠提升lsc(短路电流):

(一)背面抛工艺

在电池工艺主要通过背面抛光技术提升Isc,预计提升50-60mA,再通过优化背面薄膜厚度提高FF,背面抛光预计总提效0.25%,但是同时电池双面率会下降10%。另外背面抛光需要优化背面TCO厚度获得较好的效率提升,背面TCO厚度需要从100nm调整为50nm,预计降低TCO成本0.01元/瓦,HJT常规电池与背抛异质结电池结构如下:

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(二)金属化线型优化

1、丝网印刷:在传统的丝网印刷基础上通过优化网板结构或者网板材料,获得50%以上高宽比的细栅线,现如今实验的主要为钢板与镍板,预计提效0.1-0.2左右,Isc提升在70-80mA,但是FF有一定损失,现行业内钢板与镍板带来的提效有一定差异。

钢板测试相关数据如下:

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2、铜电镀金属化技术,通过电镀金属化技术,获得更细更高的细栅线

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(三)电池正背面TCO功函数优化

正面采用低功函数TCO靶材(匹配正面低功函数微晶N层),背面采用双层TCO结构(接触微晶P层为高功函数,接触银浆为低功函数),预计提升Isc 35mA,提效0.06%

数据与电池结构如下:

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效率结论:

背抛工艺预计在2025年一季度稳定量产,预计提效0.25%,金属化、TCO、二次制绒预计提效0.3%以上,这样HJT电池18/20BB电池效率可以接近26.1%,0BB电池预计可达26.3%,在组件效率上0BB组件可轻松突破24%,组件功率可达745W。

成本方面:

(1)现如今双面微晶0BB银包铜HJT电池非硅成本预计0.21元/瓦,通过背抛工艺优化,GW级设备量产(折旧 人力 水电),预计非硅成本将降低至0.18元/瓦,非常接近于如今TopCon非硅成本 0.155元/瓦,匹配薄片化(130umTopCon,110umHJT),HJT电池成本预计降低0.005元/瓦,最终电池端成本与TopCon差异会缩短到0.02元/瓦。

(2)组件成本上HJT在最新央企集中采购价格在0.79元/瓦,BC在0.82元/瓦,预计在成本端HJT相较于BC不会有劣势。

总结:

(1)效率上BC组件效率优势巨大,领先TopCon组件1%,领先HJT组件0.4%;

(2)HJT在成本端已不具备太大问题,降低固定资产投资与提效为当下最重要事情;

(3)二次制绒/TCO功函数提效在最新产线已经批量,提效合计0.15%;背抛技术在Isc提升已经验证,现阶段处于背面浆料接触电阻优化中,预计2025年3月可导入量产,预计提效0.25%;钢板/镍板印刷技术在部分企业已经批量,大批量提效0.1%以上,综合HJT可以从现在25.5%提升至26%相对可靠;

(4)设备端单机1GW设备会在2025年二季度测试完成,设备投资会进一步压缩,预计在2.5-3亿/GW之间。

短期之内,可以看到HJT效率可以匹配现在BC,成本端设备大型化也会带来成本的再次大幅下降,相对于BC设备还是略贵,但是在组件功率和双面率上依然保持较大的优势。



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