光伏材料:0BB即将规模化应用,助力电池片降本增效

学术   2024-10-29 08:02   安徽  

概要

行业现状:金属成本不断上升

1、光伏技术迭代导致银浆用量上升:由于TOPCon和HJT电池的渗透率不断提升,银浆的耗用量将从23年的11.53mg/升至24年的12.74mg/w;根据测算,银浆在电池总成本的占比达到27%,在非硅成本中的占比已达43%,对电池成本的影响较大。

2、银浆成本上升:24年至今硅片价格下降38%,白银价格上涨16%。24年7月31日,银浆达到7237元/kg,在银耗为13mg!w情况下,银浆成本8.4分/w左右。

0BB的优势:实现电池片降本增效

1、HJT:根据迈为的数据测算,0BB可以实现HJT降低银耗4.14mg/w,在银浆含税价格4000和8000元/kg的时候,采用纯银方案分别降本2.2分Mw和3.7分/,采用30%银包铜分别降本1分/w和1.5分/。

2、TOPCon:根据测算,0BB至少可以实现TOPCon降低银耗1.46mg/w,在银浆含税价格4000和8000元/kg的时候,分别降本0.5分/w和1分/w。

0BB的普及:预计1-2年内成为绝对主流

HJT:23年4月27日,东方日升宣布4GW高效25.5%异质结0BB电池首线全线贯通。TOPCon:24年3月14,奥特维量产发布TOPCon OBB焊接工艺,可以实现单片银耗下降超10%,组件功率提升超5W通过复盘SMBB发展历程,我们预计0BB有望在1-2年内普及。

风险提示:下游经营业绩承压;技术进展不及预期,新技术替代风险;竞争加剧;产品价格波动

一、电池片技术迭代

银浆的单位用量上升

根据Infolink Consulting公众号,截止 2023 年底,TOPCon 的名义产能已达 560 GW,HJT 和背接触电池的产能也分别来到 45 GW和 48 GW,预计24年N 型技术将以近 79% 的市占率主宰光伏市场,出货量预估可高达 492 GW。

根据CPIA《中国光伏产业发展路线图2023-2024年》,随着TOPCon和HJT电池的渗透率不断提升银浆的耗用量将从23年的11.53mg/w升至24年的12.74mglw。

根据Infolink Consulting公众号,7月31日,N型硅片价格1.1元1片,根据索比咨询公众号,7月31日,银浆价格7237元1kg,根据智汇光伏微信公众号,假设其他非硅成本0.11元/,据此测算,N型TOPCon电池中硅片成本占比达到35%银浆在电池片总成本中的占比达到27%,在非硅成本中的占比已达43%,对成本的影响较大。

根据CPIA《中国光伏产业发展路线图2023-2024年》,银浆在电池片成本中占比较高,目前主要通过多主栅技术以及减小栅线宽度来减少正银消耗量。

根据Wind,24年年初至今,硅片价格下降38%,白银价格上涨16%。24年7月31日,银浆价格已达到7237元/kg(假设税率13%,不含税价格6404元/kg),在银耗为13mg!w情况下,银浆成本8.4分1w左右。

二、降本方案:OBB取消主栅,实现降银增效

晶硅太阳电池正面金属化电极包括主栅和副栅(也称细栅线),主栅用于汇流、串联,副栅用于收集载流子。栅线越细,遮光越少,银耗也会降低,但会影响传导效率,栅线设计的核心是在遮光和导电之间取得平衡。从栅线发展历程来看,栅线由个位数主栅逐渐发展到多主栅,且主栅越做越细,兼顾了促进导电效能与减少遮光、降低银耗。

为了实现效率和成本的双赢,2007年Day4Energy techinology提出了无主栅太阳电池技术,该技术不再在太阳电池上印刷主栅,并采用多根金属丝代替常规焊带,在实现提升太阳电池效率的同时,节省了银浆的用量,降低了太阳电池的成本。

根据东方日升新能源微信公众号,23年4月27日,东方日升宣布4GW高效25.5%异质结0BB电池顺利实现首线全线贯通。

根据迈为股份官微,23年9月16日,迈为股份与华晟新能源答署战略合作框架协议,华晟新能源首期5.4GWNBB串焊设备采购合同完成签订。迈为NBB银浆耗量比常规SMBB节省30%,为30%银含量的银包铜浆料应用铺平道路。

我们假设低温银浆比普通银浆高2000元/kg,根据迈为的数据测算,0BB可以实现H.T降低银耗4.14mgw,在银浆含税价格4000和8000元小g的时候,采用纯银方案分别降本2.2分/w和3.7分/w,采用30%银包铜分别降本1分/w和1.5分/w。

根据奥特维科技微信公众号,24年3月14日,奥特维量产发布TOPCon 0BB焊接工艺,可以实现单片银耗下降超10%,组件功率提升超5W。

根据CPIA《中国光伏产业发展路线图2023-2024》,23年TOPCon组件功率为580W。根据测算,0BB至少可以实现TOPCon降低银耗1.46mg/w,在银浆含税价格4000和8000元/kg的时候,分别降本0.5分/w和1分/w。

0BB带来的其他影响如下:

硅片减薄:根据SOLAZOOM新能源智库《中国光伏HJT产业发展白皮书2024年版》,0BB量产导入是100um厚度硅片量产导入的前提条件,100um厚度硅片量产导入的预计时间最快在2024年四季度。若基于60元/kg(含税)左右的方棒价格测算,硅片厚度从110um减薄至100um带来的降本约为0.005元/V。

栅线:遮光面积更小,降低功率损耗。根据solarzoom官网,相较于MBB组件焊带0.2-0.4mm的直径,0BB焊带直径为0.2mm。

胶膜:如果采用皮肤膜覆膜方案,会显著增加皮肤膜的成本,需要通过降低胶膜用量来降低综合成本。

设备:带来0BB新设备的投资。部分方案或可减少原先第二、第四道丝网印刷机。

二、0BB的技术方案对比

0BB技术方案之一:SmartWire

根据刘宗涛《基于Griddler模拟的采用SWCT的TOPCon光伏组件的光电转换效率与成本分析》,梅耶博格(Meyer Burger)公司开发的SmartWire互连技术(SWCT)可以避免太阳电池使用主栅,有效降低了银浆耗量,且由于不使用主栅所以不存在焊带与主栅的焊接过程;SWCT是通过将具有低温涂层的焊带黏粘在胶膜上形成导电胶膜 ,利用导电胶膜的粘性将太阳电池连接成串,导电胶膜下方的焊带与细栅直接接触,最后在层压过程中完成焊带与细栅之间的电连接及光伏组件的制备。

0BB技术方案之二:点胶

根据东方日升专利CN114765229A,该方法包括获取印刷有细栅线的无主栅的电池片:将任意两个电池片通过焊带连接以形成多个电池串;任意两个电池片通过焊带连接具体包括将焊带通过点胶体固定于电池片上,并且保证焊带与对应电池片上的细栅线直接接触;对多个电池串进行排版、焊接汇流条以形成电池组件;对电池组件进行加热层压,使得每条焊带分别与对应电池片表面的细栅线形成合金连接,以完成太阳能电池组件的封装。

该方案通过低成本的非导电胶粘结形成机械连接使得焊带固定于电池片上,未增加任何的其他材料以及制造成本,大幅度降低电池组件的银浆用量,节省了电池组件的制造成本。

0BB技术方案之三:焊接点胶

根据迈为股份专利CN115224161A。该方案的电池片正背面采用去除PAD点设计,减少了电池片表面的光学遮挡,降低了成本,通过治具、机械手将金属连接线与电池片焊接成电池串,通过在电池串的金属连接线上设置粘附点并固化,彻底消除了连接不稳定的风险。此外,降低了金属连接线与电池片细栅之间位置的对齐度要求,简化了电池串的制造工艺。

该方案解决了现有技术中需要使用复合膜,容易造成较为严重的光学遮挡,以及传统的电池片在制作时容易导致透光率下降、导电性能降低和焊接强度不够等问题。

0BB技术方案之四:IFC(直接覆膜)

根据吴永刚《IFC技术及产业化解决方案》,2022年小牛公司提出IFC一体化覆膜解决方案,通过用胶膜一次性直接将焊带压接在电池片正背面来实现串连;采用低温技术,在层压环节完成焊带和电池栅线的金属化连接的一种工艺方式。

根据小牛自动化专利CN219267667U,随着焊带数量的增加,焊带的直径或宽度也越来越细,导致焊带的拉力会减小,易被拉断;焊带与细栅的定位精度要求较高;焊带的屈服强度会减小,焊带易弯曲变形。本方案通过网面焊带与无主栅电池片的串联,不仅减小了焊带遮光率,提高了焊带的互联强度,还降低焊带和电池片的定位难度。

三、展望:0BB有望在1-2年内成为绝对主流

新技术从普及到成为绝对主流需要1-2年:根据CPIA《中国光伏产业发展路线图2019-2023》年,2019年9BB市占率只有16.5%,2020-2021年分别提升至66.2%和89%,成为市场主流2021年,PERC电池中10BB及以上占比非常小,2022-2023年市占率迅速提升。

根据奥特维上证e互动,23年10月公司0BB工艺在多家客户进行认证中,24年6月0BB设备在客户端改造顺利。参照过去的历史发展趋势,我们认为0BB目前处于开始普及阶段,有望在未来1-2年内成为绝对主流。

来源:海通证券,版权归原作者所有


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