2016-2020年光伏产业链关键指标和路线图---3、电池片环节

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三 、电池片环节
1、各种电池技术平均转换效率
当前,在“领跑者计划”和产业转型升级的推动下,各种晶体硅电池生产技 术呈现百花齐放发展态势,规模化生产的普通结构铝背场单晶和多晶硅电池的平 均转换效率分别达到 19.8% 和 18.5% 的水平,使用 PERC 电池技术的单晶和多晶 硅电池则进一步使效率提升至 20.5% 和 19%,未来仍有较大的技术进步空间。而 N 型晶硅电池技术则开始进入小规模量产,技术进展也较为迅速,包括使用 PERT 技 术的 N 型晶硅电池、HIT 等异质结电池和 IBC 等背接触电池将会是未来发展的主 要方向之一。
2、各种电池技术市场占比
BSF 电池目前仍占据大部分市场份额 ,2016 年占比为 87.8% 左右,随着新技术 的发展其占比将逐年减少;PERC 电池是当前产能最大的高效电池,2016 年市场份额 占比将达到 10% 左右,2018 年预计将达到 20% 甚至更多,未来随着各厂家产能建设 完成及逐渐释放,PERC 电池市场占比将逐年增加,2025 年有望达到 46%。而双面 N 型单晶电池、背接触 (IBC) 电池、异质结 (HIT) 电池等新兴高效电池也将逐步提高 其市场份额。图 27 给出了 2016-2025 年不同电池技术市场占比变化趋势
3、电池线人均产出率
电池线人均产出主要指产线直接员工的人均产出,不含管理人员。2016 年, 我国电池产线人均产出率为 1MW/ 人 - 年,未来光伏制造业将更多向智能制造发展, 产线自动化程度不断提升,电池转换效率持续提高,预计 2025 年每条电池线的人 均产出率将比 2016 年水平提高一倍以上,达到2MW/人/年。
4、电池线设备投资
5、电池铝浆消耗量
铝浆消耗量主要包括晶体硅电池片中铝背场所消耗的铝浆,目前 6 英寸电池 片每片铝浆消耗量在 1375mg/ 片左右,未来随着 PERC 等工艺技术的大规模应用,每片电池的耗铝量仍有较大下降空间。
6、P 型电池银浆消耗量
银浆消耗量为电池片上所有的银浆用量,包括正银和背银。2016 年 6 英寸电 池片的每片银浆的消耗量行业平均水平在 143mg/ 片左右,用银成本在电池片占比 仍较高。目前通过增加主栅数量以及减小细栅宽度可以减少正银消耗量,五主栅 等多主栅线技术替代三主栅、四主栅将是未来趋势,并且随着技术路线替代和新 科技发展,例如电镀技术、3D 打印技术、贱金属栅线技术的发展,银浆消耗量有 望在 2020 年以后下降得更快。
7、铜电极技术
由于银价格较高,部分企业积极开发铜替代银的电极技术,铜电极技术的应 用目前主要应用在 N 型电池上,市场占比很小,只有 0.1% 左右。未来随着 HIT 电池发展及正面电极金属化技术 ( 电镀技术 ) 进步 , 铜电极在正面电极上会得到 更多应用。
8、电池片方块电阻
方块电阻是反映太阳电池发射区掺杂浓度的重要指标,硅片掺杂浓度低其方 阻值相对高。目前 P 型电池发射极方块电阻在 90(Ω/口) 左右,未来随着金属化 浆料技术进步和电池效率的提高,方块电阻会不断提高,预计2025年会达到130欧姆,接触电阻会不断下降。
9、P 型硅电池发射极掺杂技术
目前 , 掺磷的 P 型硅电池发射极掺杂技术以 POCl3 气相扩散的均匀掺杂为主, 2016 年的市场份额占比达到 98.2%,未来十年仍将是技术主流。回刻蚀的选择性 发射极技术和离子注入掺杂的均匀发射极技术未来会占有小部分市场;激光掺杂 的选择性发射极技术在 2020 年左右可能会出现应用,随着激光掺杂技术逐渐成熟 , 该种技术将是一种比较有潜力的技术。
10、N 型硅电池发射极掺杂技术
BBr3 扩散硼掺杂技术是目前 N 型硅电池发射极掺杂的主流技术,2016 年的市 场份额占比在 90.5% 左右,该技术成熟度高,未来仍将是主流技术。随着涂源法 硼掺杂和离子注入硼掺杂技术成熟度及可靠性提高,未来会逐渐得到更多应用。
11、背钝化技术
背面钝化技术主要应用在 PERC 电池或 PERT 电池上。目前,背面钝化技术主 要有 PECVDAlOx+ 盖层和 ALDAlOx+ 盖层两种。其中 PECVDAlOx 技术采用相对的成 熟的 PECVD 沉积设备,当前应用比较多,2016 年市场占比在 90% 左右,未来预计 仍会占据较大市场份额;ALD 沉积工艺有更精确的层厚控制和更好的钝化效果,但 受限于目前设备的产能效率及成本,还需要进一步提升设备及工艺成熟度。
12、电池正面细栅线宽度
13、各种主栅市场份额占比
2016 年,我国电池片仍以 3 主栅和 4 主栅工艺为主,其中 4 主栅电池片市场 占比在 60% 左右,3 主栅电池片市场占比接近 30%,5栅占比10%。在不影响电池遮光面积及串联 工艺的前提下,提高主栅数目有利于减少电池功率损失,提高电池应力分布均匀 性以降低碎片率。同样 60 片电池片的组件,5 主栅技术相对 4 主栅技术可以提高 2-3W 的组件功率,有利于成本下降。随着工艺技术成熟及设备升级,5 主栅技术 将成为主流,2025年5栅电池占比大于80%,4 主栅技术可能仍会占据一定市场份额,约10%。