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异质结光伏电池
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梁煜羚
梁煜羚·头豹分析师
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行业定义
太阳能电池是一种利用光生伏打效应将太阳光能转化为电能的器件,是进行光电转化的最基本元件。太阳能电池发电基本原理为光生伏打效应,即满足一定条件的光照在半导体p-n结或金属-半导体接触面上时产生光生电动势,从而完成从光能转化为电能的过程,因此太阳能电池又称作光伏电池。与同质结相反,异质结(HJT)是由两种禁带宽度不同的半导体材料相接触形成的过渡区,此技术于1992年被提出应用至硅基太阳能电池的制备过程。异质结太阳能电池是一种高效晶硅太阳能电池结构,在P型氢化非晶硅、N型氢化非晶硅与N型硅衬底之间各增加一层本征非晶硅薄层,利用了非晶硅薄膜与单晶硅衬底的异质结结构,结合了单晶硅和非晶硅太阳能电池优良的特点,拥有独特的双面对称结构及非晶硅层的优秀钝化效果,转换效率上限高。且光伏异质结电池的生产工序较少,使得其良品率较高及理论成本较低。受早期专利技术保护的影响,异质结技术有多种英文缩写:HIT、HJT、SHJ等。
AI访谈
行业分类
按照制备材料及研究发展阶段的不同,太阳能电池可以分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和新型太阳能电池。根据异质结电池的构成,又可分为N型单晶硅片和非晶硅薄膜两类,其中N型单晶硅片属于第一代光伏电池的次级分支,而非晶硅薄膜属于第二代光伏电池的次级分支。根据原材料硅片和电池制备技术不同,晶硅光伏电池的技术路线可分为P型和N型两类,P型技术路线的优点是扩散工艺简单,成本较低,但其的缺点是最高效率存在瓶颈,因此目前光伏电池的技术路线正向效率上限更高的N型电池转换,其中异质结光伏电池技术则是推动该转换的主要技术之一。
AI访谈
行业特征
随着相关技术的不断突破、相关原料的国产替代化程度加深、工艺水平的不断优化,行业将进入快速发展期,在各光伏电池技术中的应用占比将逐步提升。
AI访谈
发展历程

异质结光伏电池行业

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行业规模
异质结光伏电池行业规模
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政策梳理
异质结光伏电池行业
相关政策 6篇
AI访谈
竞争格局
行业现阶段正不断寻求技术突破以进一步降本增效,但目前中国尚未形成稳定的市场竞争格局。多家厂商入场布局异质结光伏电池赛道,其中既包括全产业链一体化公司如隆基绿能、天合光能等;又包括受制于传统PERC电池规模经济化的进入壁垒而选择前景可期且尚未形成稳定竞争格局的异质结光伏电池赛道的产业链他端玩家及“跨界新秀”,如金阳新能源、迈为股份、金刚光伏、晶澳股份、明阳集团等。异质结光伏电池入局门槛现阶段依旧较高,背面钝化电池技术转异质结电池技术的高产线转换成本、高位波动的上游原材料成本、技术专利储备不足以及客户资源不足等因素都提高了企业入局门槛。
AI访谈数据图表
摘要
1、异质结太阳能电池是一种高效晶硅太阳能电池结构,在P型氢化非晶硅、N型氢化非晶硅与N型硅衬底之间各增加一层本征非晶硅薄层,利用了非晶硅薄膜与单晶硅衬底的异质结结构,结合了单晶硅和非晶硅太阳能电池优良的特点,拥有独特的双面对称结构及非晶硅层的优秀钝化效果,转换效率上限高。且光伏异质结电池的生产工序较少,使得其良品率较高及理论成本较低。目前光伏电池的技术路线正向效率上限更高的N型电池转换,其中异质结光伏电池技术则是推动该转换的主要技术之一。 2、异质结电池的发展经历了萌芽期、启动期、商业布局期及快速扩产期四个阶段,未来将朝着平价规模化应用发展。从产能上而言,异质结电池产能从2016年的约2GW扩大到2021年的5.57GW,预计2022年底至少具备10GW的异质结产能,到2025年,我国异质结电池技术在光伏电池技术中将占据10%左右的市场份额,是我国光伏电池产业发展的一大趋势。 3、我国的太阳能电池具有相对完整的产业链,包括上游的原料供应商、中游的异质结光伏电池片及组件制造商以及下游的光伏电站系统集成商三个环节。产业链上游的原料供应商提供异质结光伏电池所需的硅片、低温银浆、靶材等,其中硅片为核心材料,低温银浆国产替代进程加速进一步推进电池材料成本下降,电池制备工艺改进将推动低温银浆用量进一步减少,溅射靶材也在持续推进国产化进程当中。产业链中游的光伏电池片及光伏组件制造商利用上游提供的资源进行再加工,为下游的光伏电站系统集成商提供电池片组件。异质结光伏电池的技术突破提升了光伏组件转换效率,关于降本的技术方向也较为明确,全行业成本的下降未来可期。现阶段,产业链下游初步对异质结技术进行大规模运用,异质结技术将随着整个产业链的发展而逐步走向成熟。
异质结光伏电池行业定义
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AI专家访谈专家访谈
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异质结光伏电池是一种通过利用不同材料之间的能带差异来实现光电转换的装置。其最常用的定义是指由p型和n型材料组成的半导体结构,其中p型材料富含空穴,n型材料富含电子,两者通过接触形成的pn结具有一定的电场,可以将光能转化为电能。 另外,还有一种常见的定义是指由两种不同的半导体材料组成,其中一种材料吸收太阳光并产生电子-空穴对,而另一种材料收集并传输这些电子-空穴对,从而产生电能。 这两种定义的主要区别在于它们所强调的方面不同。第一种定义更注重于材料之间的能带差异和电场的作用,而第二种定义则更注重于材料的功能和光电转换的过程。 除此之外,异质结光伏电池还有其他的一些定义,比如基于量子阱、量子点等材料结构的定义,这些定义的区别主要在于所使用的材料和结构的不同,从而影响了光电转换的效率和性能。 总之,异质结光伏电池的定义并不是唯一的,不同的定义强调的方面也不同,但它们都指向同一个目标:利用材料的能带差异和光电效应来实现太阳能的转化。
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太阳能电池是一种利用光生伏打效应将太阳光能转化为电能的器件,是进行光电转化的最基本元件。太阳能电池发电基本原理为光生伏打效应,即满足一定条件的光照在半导体p-n结或金属-半导体接触面上时产生光生电动势,从而完成从光能转化为电能的过程,因此太阳能电池又称作光伏电池。与同质结相反,异质结(HJT)是由两种禁带宽度不同的半导体材料相接触形成的过渡区,此技术于1992年被提出应用至硅基太阳能电池的制备过程。异质结太阳能电池是一种高效晶硅太阳能电池结构,在P型氢化非晶硅、N型氢化非晶硅与N型硅衬底之间各增加一层本征非晶硅薄层,利用了非晶硅薄膜与单晶硅衬底的异质结结构,结合了单晶硅和非晶硅太阳能电池优良的特点,拥有独特的双面对称结构及非晶硅层的优秀钝化效果,转换效率上限高。且光伏异质结电池的生产工序较少,使得其良品率较高及理论成本较低。受早期专利技术保护的影响,异质结技术有多种英文缩写:HIT、HJT、SHJ等。
[1]
1:http://www.360doc.com/content/22/0519/09/39233137_1032143597.shtml
2:https://wiki.mbalib.com/wiki/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E8%83%BD%E7%94%B5%E6%B1%A0
3:1.TaiyangNews《2022年度光伏组件创新技术报告》 2.论文-《表面等离激元钙钛矿太阳能电池的设计及性能研究》 3.MBA智库-太阳能电池
1.TaiyangNews《2022年度光伏组件创新技术报告》 2.论文-《表面等离激元钙钛矿太阳能电池的设计及性能研究》 3.MBA智库-太阳能电池
太阳能电池行业分类
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最主流的分类标准是按照材料分类,将异质结光伏电池分为硅基异质结光伏电池和非硅基异质结光伏电池。 硅基异质结光伏电池是利用硅材料制成的异质结光伏电池,可分为金属-半导体-金属(MSM)异质结、金属-绝缘体-半导体-金属(MIS)异质结和pn结异质结光伏电池。其中,pn结异质结光伏电池是最常用的硅基异质结光伏电池。典型的硅基异质结光伏电池特点是具有较高的光电转换效率、稳定性和可靠性,但制造工艺复杂,成本较高。 非硅基异质结光伏电池是利用非硅材料制成的异质结光伏电池,主要包括有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、无机-有机混合太阳能电池等。这些电池具有制造工艺简单、低成本、柔性等特点,但光电转换效率较低、稳定性和可靠性不高。其中,染料敏化太阳能电池是非硅基异质结光伏电池中应用最广泛的一种。 总的来说,硅基异质结光伏电池在光电转换效率、稳定性和可靠性等方面表现优异,但成本较高;而非硅基异质结光伏电池在成本、柔性等方面具有优势,但光电转换效率和稳定性有待提高。未来,随着技术的发展,这些异质结光伏电池将会不断优化,实现更高的光电转换效率和更低的成本,为人类的可持续发展做出更大的贡献。
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按照制备材料及研究发展阶段的不同,太阳能电池可以分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和新型太阳能电池。根据异质结电池的构成,又可分为N型单晶硅片和非晶硅薄膜两类,其中N型单晶硅片属于第一代光伏电池的次级分支,而非晶硅薄膜属于第二代光伏电池的次级分支。根据原材料硅片和电池制备技术不同,晶硅光伏电池的技术路线可分为P型和N型两类,P型技术路线的优点是扩散工艺简单,成本较低,但其的缺点是最高效率存在瓶颈,因此目前光伏电池的技术路线正向效率上限更高的N型电池转换,其中异质结光伏电池技术则是推动该转换的主要技术之一。
异质结光伏电池分类
第一代硅晶太阳能电池
硅晶太阳能电池可以分为单晶硅、多晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料多晶硅太阳能电池将多晶硅薄膜生长在低成本衬底材料上,用相对薄的晶体硅层作为太阳能电池的激活层,成本较单晶硅太阳能电池低此外,根据原材料硅片和电池制备技术的不同,单晶硅太阳能电池可以分为P型电池和N型电池:P型电池的原料为P型硅片,主要技术包括AI-VSF(铝背场)以及PERC技术,其中PERC是太阳能电池目前最为先进、应用最广的技术,其制造工艺简单,成本较低N型电池的原料为N型硅片,主要技术包括TOPCon、HJT、PERT/PERL、IBC等,N型硅片的具有更高的少数载流子寿命、几乎为零的初始光诱导衰减、较低的温度系数以及较好的弱光效应,但制造工艺复杂且成本较高,尚未产业化
第二代薄膜太阳能电池
薄膜太阳能电池就是将一层薄膜制备成太阳能电池,因用硅量少而具有较低的成本,包括以下三类:非/微晶硅薄膜电池、CIGS薄膜电池和CdTe薄膜电池
第三代新型太阳能电池
新型太阳能电池是以转换效率更高、成本更低、应用更方便为目标的新概念太阳能电池。主要包括以下四个研究方向:有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池和钙钛矿太阳能电池,其中钙钛矿型太阳能电池拥有较高的效率
[2]
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2:https://www.zhixiaoxingqiu.com/question?id=1044355552360660992
3:https://www.kesolar.com/technology/162628.html
4:https://zhuanlan.zhihu.com/p/439357043
异质结光伏电池行业特征
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中国异质结光伏电池行业特征分析 中国异质结光伏电池行业是近年来快速发展的一个新兴产业。从商业模式、竞争环境、用户画像、利润成本、行业周期、供给需求、准入门槛、发展前景等多个维度来看,可以发现该行业在商业模式创新、竞争激烈、用户画像多样、利润成本高、行业周期长、供给需求不平衡、准入门槛较高、发展前景广阔等方面具有一定的特点。 商业模式创新是中国异质结光伏电池行业的重要特征之一。随着新能源政策的推动和技术进步,该行业的商业模式不断创新。例如,一些企业将光伏电池与房屋、车辆等结合,实现了多元化的用途,创造了更多的商业价值。同时,一些企业还通过互联网和物联网等技术手段,实现了智能化的监测和管理,提高了光伏电池的利用效率。 竞争环境激烈也是中国异质结光伏电池行业的显著特征之一。当前,国内异质结光伏电池市场竞争非常激烈,尤其是在价格、品质、服务等方面的竞争更加激烈。据行业数据显示,目前国内市场上的异质结光伏电池企业数量众多,市场份额分布不均,中小企业占据了绝大部分市场份额,大型企业则占据了市场上的高端品牌。同时,国外市场的竞争也在不断加剧,中国企业需要通过提高技术、提升品质、降低成本等手段来提高竞争力。 用户画像多样也是中国异质结光伏电池行业的重要特征之一。当前,国内异质结光伏电池的主要用户包括政府、企业、家庭、农村等不同的群体。政府主要通过补贴等政策手段来推广光伏电池的应用;企业主要将光伏电池应用于工业生产和商业领域;家庭和农村则主要是通过自发购买和安装的方式来使用光伏电池。不同的用户群体对光伏电池的需求和要求也不同,企业和政府更注重光伏电池的质量和稳定性,而家庭和农村则更注重价格和易用性。 综上所述,中国异质结光伏电池行业在商业模式创新、竞争激烈、用户画像多样等方面具有一定的特点。数据来源主要来自于行业报告、企业年报以及相关统计数据。未来,随着技术的不断升级和市场需求的不断增加,该行业的发展前景将更加广阔,但同时也需要面对诸多挑战,如成本控制、品质提升、市场拓展等方面。
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随着相关技术的不断突破、相关原料的国产替代化程度加深、工艺水平的不断优化,行业将进入快速发展期,在各光伏电池技术中的应用占比将逐步提升。
1
异质结光伏电池行业现状
行业尚处于产业化初期,2022年后将有多家公司完成产能建设,迎来快速发展期
行业尚处于产业化初期,异质结光伏电池技术应用规模较小,市场份额较低,上游工艺设备主动适配异质结光伏电池技术的驱动力较弱。从经济性角度上看,异质结光伏电池目前的投资成本较高,对低温银浆材料的需求量较大,且多依赖进口。2020、2021年,多家企业陆续进军异质结光伏电池,GW级布局涌现。山煤国际、通威集团、爱康科技、华晟新能源等企业纷纷公布其异质结电池片产能规划。根据CPIA预测,随着异质结电池片及其组件的产量提升,并刺激上游成本下降、工艺提升,2025年CPIA将实现约15%的光伏电池市场技术占比,2030年该比例将达到近40%
2
效率的提升是核心驱动力
增效降本是光伏发展的主线
相关研究表明,光伏电池的边际成本效应较好,光伏电池效率每提升1%,发电成本将降低7%,因此提高转换效率从而降低光伏电池成本是光伏产业发展的核心驱动力。现阶段,异质结光伏电池产线效率再25%以上的技术路线已较为明确,异质结光伏电池领域相关技术也正不断突破,如2022年9月隆基绿能自主研发的硅异质结光伏电池转换效率达到26.81%,2022年11月捷佳伟创异质结光伏电池中试线量产平均转换效率已持续稳定达25%以上等。降本增效的进程将不断持续,从而较大程度推动光伏产业的发展。微观层面,短期来看,率先实现异质结光伏电池产业建设,并能维持自身产品高转化率的企业将具有先发优势获取较多订单,引领行业发展。长期而言,随着技术的成熟与更迭,更多以PERC为主技术的公司将完成技术转型,异质结光伏电池市场将拥抱规模化发展阶段
3
异质结光伏电池具有较好特性
初始投资成本较高,但因其良好特性而具有较低的LCOE
高效率、高功率、高可靠性及高发电量是实现光伏发电进入平价上网时代的关键所在,而具有优异效率表现的异质结光伏电池在大尺寸硅片、双面率、弱光效应、光衰减效应上都具有其他技术无法比拟的优势,基于高效异质结太阳电池的钙钛矿叠层太阳电池更是有望突破40%。因此,尽管异质结光伏电池相对于现阶段主流的PERC电池需要更高的初期投入,但其良好的自身特性有望实现最低的LCOE
[3]
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