全球光伏HJT技術及能源發(fā)展前景白皮書（2022年簡版）

上篇 全球能源發(fā)展前景與光伏需求

一、 能源革命的終極目標及場景展望

（一） 能源革命的終極目標

2022年10月16日，習近平總書記在中國共產黨二十大報告中指出：“深入推進能源革命，加快規(guī)劃建設新型能源體系，確保能源安全，積極參與應對氣候變化全球治理。”

能源革命的終極目標是：在未來20-30年內，在保證能源消費安全、經濟、有序的前提下，以“光伏、風電、儲能、氫能”為核心的第三代能源，逐步、加速乃至全面替代以“煤炭、石油、天然氣”為核心的第二代能源。

（二） 能源革命勝利后的全球用能場景展望

能源革命完全勝利后，全球用能場景中將不再包含任何煤炭、石油、天然氣。

從能源供給的角度看，光伏、風電、氫能、水電、核電及生物質發(fā)電，將構成人類能源的主要供給。其中，光伏、風電、水電、核電、生物質發(fā)電為一次能源，氫能為二次能源。

從能源消費的角度看，固定用電設施、電動移動用能設施、固定用氫設施、燃料電池移動用能設施等，將構成人類能源的主要消費端。能源消費終端形式的改變，本質上是配合能源供給側的革命，通過“電氣化改造+氫能替代”，不再直接消費煤炭、石油、天然氣。

圖 1 2050年后“完全去第二代能源化”的第三代能源綜合應用場景

二、 當前時點在能源革命中所處的位置

（一） 2023年的展望：以金融降本快速實現(xiàn)光儲平價

展望2023年，第三代能源的主要發(fā)展趨勢是：光伏制造業(yè)產能過剩，并導致硅料價格、組件價格大幅下跌，第三代能源以金融降本的形式快速實現(xiàn)“光儲電力平價上網”。

圖 2 硅料大幅漲價及瘋狂擴產的邏輯鏈條

圖 3 硅料產能持續(xù)釋放后必然導致硅料價格及組件價格大跌

2023年即將出現(xiàn)的硅料價格大跌、組件價格大跌對能源革命的直接影響是：有利于電站運營商在組件價格“跌透并走勢趨穩(wěn)”后以更低的項目成本實施光儲電站?？紤]到硅料的生產成本在40-50元/kg左右的水平，故而當光伏產業(yè)鏈價格出清時，其組件價格相比2022年四季度2.0元/W左右的水平有望降低0.6元/W以上，這將為光儲電站釋放出足夠的成本空間配置0.5Wh的儲能。“1W光伏+0.5Wh儲能”光儲電力系統(tǒng)的度電LCOE、度電影子價格由此將顯著降低。這將在2023年四季度后推動全球范圍內“光儲平價”的實現(xiàn)。

從2020年到2023年，第三代能源產業(yè)鏈將完整的實現(xiàn)“以金融降本一次性釋放技術降本成果”的全過程。

（二） 2023年的重要性：光儲平價導致光儲電力滲透率達S型曲線加速點

受益于光伏制造產業(yè)鏈的價格出清，“1W光伏+0.5Wh儲能”光儲電力系統(tǒng)的“全球平價”將于2023年末全面實現(xiàn)。

下面以我國江蘇東部地區(qū)（地面電站雙面組件的年有效發(fā)電小時數(shù)接近1300小時，與我國全國平均水平持平）為例，基于光儲電力經濟性測算模型進行計算。

在PERC組件價格1.4元/W、儲能直流側價格0.6元/W（配置比例不低于1W光伏：0.5Wh儲能）、BOS成本2.0元/W、運維成本0.05元/W/年、運營商要求IRR=7%及正常繳稅的假設條件下，光儲電力的加權平均售價約為0.38元/kWh。而對照火電，2021年江蘇省電改前的燃煤上網電價為0.391元/kWh，電改后的市場化電價上浮20%至0.469元/kWh左右。

表 1 江蘇東部地區(qū)光儲電力項目電價測算（敏感性分析）

在我國的不少西部省份，在2023年末同樣能達成“光儲平價”條件。而在除印度以外的大多數(shù)海外國家，只要在中國能實現(xiàn)“光儲平價”，則可以保證在全球大多數(shù)國家實現(xiàn)“光儲平價”。

根據(jù)BP公司2022年對世界能源的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年全球光伏發(fā)電在全球電力供應中的滲透率約為3.6%左右?！肮鈨ζ絻r”實現(xiàn)后，光儲電力滲透率進入S型曲線的加速點是完全可以預見的。2022年，俄烏戰(zhàn)爭爆發(fā)后中國出口海外組件同比增長60%以上的數(shù)據(jù)，事實上已經演繹了這一邏輯。當前時點在能源革命歷史進程中的位置正處于如火如荼的能源革命不可遏制地爆發(fā)的“前夜”。

三、 全球光伏新增裝機量及光伏組件出貨量預測

（一） 全球光伏新增裝機量預測

合理預計在2023年后的十多年時間內，全球光伏新增裝機量將以25%左右的增速保持持續(xù)的高增長，直到光儲電力滲透率超過其理想值上限（作為第一大主力能源而占70%左右）的一半，直到其他所有形式發(fā)電量進入持續(xù)的負增長。

圖 4 全球光伏新增裝機量及全球光伏發(fā)電量滲透率預測-SOLARZOOM新能源智庫

根據(jù)上述展望，2025年、2030年、2035年、2040年、2045年及2050年全球光伏新增裝機量將分別達到416GW、1268GW、2939GW、1648GW、2050GW及2694GW。由此可見，2030年后的20年內，全球光伏新增裝機量將長期維持在每年1500GW-3000GW的區(qū)間范圍之內。

（二） 全球光伏組件出貨量預測

全球光伏組件出貨量方面，主要受到全球光伏新增裝機量、渠道庫存量兩方面的影響。

2022年，全球光伏新增裝機量及渠道庫存繼續(xù)雙雙高增長，預計2022年組件出貨超過260GW。2023-2024年，全球光伏組件出貨量預測包含“不去庫存”、“去庫存”兩種情形。在不去庫存的情形下，2023年、2024年全球光伏組件需求預測值分別約為346GW、399GW。

圖 5 2020-2030年全球光伏組件需求預測（不去庫存情形）-SOLARZOOM新能源智庫

下篇 全球光伏HJT技術前景與光伏供給

一、 HJT技術的主要工藝步驟及其子技術路線

（一） HJT專用硅片的制備

考慮到現(xiàn)有的P型硅片、針對TOPCon電池的N型硅片產能均無法滿足HJT電池對硅片的需求，特別是在工藝流程、設備、產品性能參數(shù)等方面無法滿足80-100μm超薄硅片厚度、5μm以下線痕兩大核心要求，HJT產業(yè)鏈的大規(guī)模低成本量產需要采用HJT專用硅片。

針對HJT電池，硅片的核心工藝流程應擴充為：拉棒、剖半、邊皮料利用、截斷、倒角、切片、清洗、精準吸雜。

在切片環(huán)節(jié)，目前HJT產業(yè)鏈采用“半棒單切”、“半棒粘棒后雙切”兩種子技術路線。基于目前的數(shù)據(jù)，“半棒單切”子技術路線的產品能更好的滿足HJT電池客戶的需求。

鑒于HJT、HJT+疊層電池為第三、第四代主流量產電池技術，而非技術生命周期較短的過渡性技術，建議硅片企業(yè)為HJT專用硅片建設全新的專用產能，以滿足HJT電池對HJT專用硅片的明確需求。基于半棒半片工藝的100-120μm薄硅片的量產導入將構成HJT產業(yè)鏈2023年在硅片端的主要技術進步方向。

（二） 清洗制絨

清洗制絨目前的技術路線包括雙氧水路線和臭氧路線，2022年前以雙氧水路線為主要方向，2023年起臭氧路線將全面取代雙氧水路線，并將對清洗制絨環(huán)節(jié)的生產成本將帶來30-50%的顯著下降。

（三） 非晶硅薄膜沉積

在設備技術路線方面，目前主流量產的板式PECVD設備采用準靜態(tài)直線型設計。

在工藝步驟方面，目前HJT電池行業(yè)普遍采用I-IN-P的鍍膜順序，以獲得更高的電池片轉換效率。

在HJT電池非晶硅薄膜的膜層結構及工藝方面，目前產業(yè)內已經普遍開始采用復合非晶硅薄膜層結構，其中摻雜非晶硅薄膜層已普遍采用微晶結構。微晶薄膜的制備，對如何保證薄膜層的晶化率、如何保證膜層的均勻性、如何快速成膜，均提出了較高的要求，并衍生出VHF、RF等不同的子技術路線。2022年N面非晶硅薄膜層的微晶結構已經被行業(yè)內普遍應用，2023年P面非晶硅薄膜層的微晶結構也將在量產線上全面導入。

（四） TCO薄膜沉積

在HJT電池TCO薄膜的膜層結構方面，目前行業(yè)內已普遍采用復合TCO薄膜層結構，以獲得透光性、導電性方面的更優(yōu)兼顧。在TCO材料的選擇方面，為配合微晶工藝，99:1氧化銦錫靶材被普遍使用。

TCO薄膜沉積環(huán)節(jié)，重要的分支子技術路線是在材料端應用無銦靶材或少銦靶材。其重要的產業(yè)鏈意義是確保HJT供應鏈的安全。

基于無銦靶材、少銦靶材所實現(xiàn)的電池片效率與基于氧化銦錫靶材所實現(xiàn)的電池片效率之間的差距越小，銦價的理論上限越低。故而，即使在2023年沒法成為主流技術路線，無銦靶材、少銦靶材的材料研發(fā)、小批量量產導入，本質上也為HJT電池產業(yè)鏈的降本貢獻了巨大的力量。

（五） 電極金屬化

HJT電池的電極金屬化在材料方面分為三大子技術路線：低溫銀漿路線、銀包賤金屬材料路線、電鍍銅路線。目前HJT電池量產線大規(guī)模采用的是低溫銀漿路線，并已在量產線上開始向銀包銅路線進行切換。

大量HJT電池企業(yè)已經就銀包銅漿料的可靠性做了數(shù)倍于IEC標準的DH、TC測試，并開展了長時間的戶外驗證。故而，銀包銅漿料在HJT量產線上逐步替代低溫銀漿的趨勢，將構成產業(yè)鏈2023年的重要變化。

電鍍銅路線目前處于最優(yōu)工藝路徑尚未確定、設備尚無法定型的階段，考慮至少需要1年左右的中試時間，預計電鍍銅在HJT產業(yè)鏈內量產的最早時間點為2024年。

在低溫銀漿路線、銀包賤金屬材料路線下，HJT電池的電極金屬化在印刷工具方面有絲網印刷、鋼板印刷、激光轉印等多條子技術路線。目前的主流技術路線仍然是絲網印刷，但2023年有希望實現(xiàn)鋼板印刷的量產導入，并由此降低漿料耗量10%以上。

（六） 電池片連接

HJT電池目前主流的電池片連接技術為SMBB技術，2023年0BB無主柵技術將全面量產導入產業(yè)鏈并加以替代。

0BB無主柵技術的應用過程中，于電池片環(huán)節(jié)省去了主柵印刷，在組件環(huán)節(jié)則采用不含銀的焊帶在透明膠水的助力下實現(xiàn)電池片之間的連接。0BB無主柵技術對于HJT產業(yè)鏈的重要作用在提效、降本、提高良率三方面。

二、 HJT電池的提效降本及前景展望

（一） HJT電池效率

2022年末，基于雙面微晶結構，HJT電池產線平均效率（優(yōu)秀企業(yè)）已經達到25.0%左右的水平。2023年，雙面微晶結構全面量產導入，同時預計0BB無主柵技術、鋼板印刷技術全面量產導入，其年末預計量產平均效率可達到25.5%左右水平。

圖 6 HJT電池片量產平均效率預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

（二） HJT組件CTM及功率

2022年末HJT組件的CTM在98%左右，未來三年內將伴隨著0BB無主柵技術、轉光膜等方面的技術進步而達到接近于100%的水平。

圖 7 HJT組件量產CTM預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

基于HJT電池量產平均效率、組件CTM，在132片210半片的組件版型上，HJT組件的主流功率檔位有望在2023-2025年末分別達到730W、750W、760W。2022年末，某企業(yè)已經實現(xiàn)了710W的組件功率。

圖 8 132片210半片HJT組件主流功率檔位預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

（三） HJT專用硅片的厚度及線痕

2022年末，HJT電池量產導入的硅片厚度為130μm。2023-2025年末，HJT電池產線所量產使用的硅片厚度將分別降低至100μm、90μm、80μm左右。

圖 9 HJT專用硅片量產厚度預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

2022年，HJT專用硅片的線痕已經做到6μm以內。2023年-2025年，HJT專用硅片的線痕將逐步縮小至3μm以內并追求2μm左右的極致目標。

（四） HJT電池的漿料耗量、平均銀含量

2022年末，HJT電池量產線的漿料耗量已經低至20mg/W以內的水平。綜合預計2023-2025年HJT電池的漿料耗量為14mg/W、12mg/W、11mg/W。

圖 11 HJT電池漿料耗量預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

2022年末，HJT電池量產線已經開啟背面銀包銅漿料的量產導入，正背面主細柵的加權平均銀含量低于80%。2023年開始，45%以下乃至30%左右銀含量的銀包賤金屬材料漿料將陸續(xù)在HJT電池上全面量產應用。

圖 12 HJT漿料平均銀含量預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

基于漿料耗量及平均銀含量數(shù)據(jù)，2022年末有效銀耗量數(shù)據(jù)約為15.5mg/W。2023-2025年末有效銀耗量將降至6.3mg/W、4.2mg/W、3.3mg/W。

圖 13 HJT電池有效銀耗量預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

（五） HJT電池的靶材耗量

2022年末，HJT電池的氧化銦錫靶材耗量約為16mg/W。2023-2025年末，HJT電池的氧化銦錫靶材耗量將逐步降至14mg/W、13mg/W和6mg/W。

圖 14 HJT電池氧化銦錫靶材耗量預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

三、 HJT電池的成本結構

（一） 2022年末HJT電池的成本結構

2022年末，HJT電池的成本結構指引顯示：HJT電池的非硅成本已經降低至0.25元/W，相比PERC電池的非硅成本高出0.1元/W左右。

圖 15 2022年末HJT電池的成本結構指引-SOLARZOOM新能源智庫

（二） 2023年末HJT電池的成本結構預測

2023年末，HJT電池的成本結構指引顯示：HJT電池的非硅成本將降低至0.18元/W，相比PERC電池的非硅成本高出0.04元/W左右。此外，在硅成本方面，HJT電池將采用100μm厚度，相比PERC電池的150μm厚度，HJT專用硅片的成本優(yōu)勢約為0.05元/W。若HJT電池企業(yè)實施“硅片-電池一體化”戰(zhàn)略，則可以實現(xiàn)HJT電池生產成本與PERC電池之間的完全打平。

圖 16 2023年末HJT電池的成本結構預期指引-SOLARZOOM新能源智庫

與PERC電池相比，2023年HJT電池的成本結構中，漿料成本將首次由“HJT電池高于PERC電池”變?yōu)椤癏JT電池低于PERC電池”；若HJT電池企業(yè)采用“硅片-電池一體化”戰(zhàn)略，則硅片成本也將首次由“HJT電池高于PERC電池”變?yōu)椤癏JT電池低于PERC電池”。

四、 HJT電池的效率、每W發(fā)電量增益及銷售溢價預測

（一） HJT電池的效率增益及每W發(fā)電量增益

2022年末，HJT電池效率相比PERC電池效率存在約1.5個百分點左右的增益；2023年末，HJT電池效率相比PERC電池效率的優(yōu)勢將擴大到2個百分點左右。

圖 17 2022年3季度PERC、TOPCon、HJT量產電池效率及其分解（資料來源：邁為股份）

HJT電池相比PERC電池在同等戶外環(huán)境下的每W發(fā)電量理論增益高達4-8%，全生命周期每W發(fā)電量貼現(xiàn)增益區(qū)間中樞約為7%。HJT電池相比TOPCon電池的全生命周期每W發(fā)電量貼現(xiàn)增益區(qū)間中樞約為3.5%。

從戶外實證的角度看，目前全球各地HJT電池、PERC電池、TOPCon電池間的發(fā)電量對比實證數(shù)據(jù)顯示，上述理論測算的中樞值與實證結果間具有高度的一致性。

圖 18 HJT電池相比PERC電池、TOPCon電池的每W發(fā)電量增益（資料來源：東方日升）

（二） 基于運營商“等效IRR條件”的HJT產品定價原則及銷售溢價預測

對于一個電池運營商而言，其“采購HJT電池組件實施光伏電站”在理論上與“采購PERC電池組件實施光伏電站”的IRR應當是相等的。但基于“等效IRR條件”所反推的HJT電池的理論銷售價格，并不一定與現(xiàn)實的HJT電池銷售價格一致。

當HJT電池被電站運營商所普遍接受，而HJT電池的產量遠遠無法滿足運營商的需求，則HJT電池的實際銷售價格，將趨近于理論銷售價格。

合理預計2023年起優(yōu)先考慮HJT電池的光伏電站項目規(guī)模將數(shù)倍于HJT的電池供應量，故而HJT電池有望在2023年四季度后實現(xiàn)“實際銷售溢價向理論銷售溢價的靠攏”，HJT電池相比PERC電池的差價有望提升至0.25元/W左右。

五、 HJT電池的產能統(tǒng)計及出貨量預期指引

（一） HJT電池的產能統(tǒng)計

2022年末，HJT電池已經出片的產能已經累計超過11GW，其中2021年以來的量產產能規(guī)模超過7GW。2023年末，經統(tǒng)計，預計HJT電池已經出片的產能累計規(guī)模超過50GW。安徽華晟、東方日升、金剛光伏、REC四家將占2023年新擴產能的3/4以上。

（二） HJT電池出貨量的預期指引

HJT電池出貨量的預期指引如下：

圖 19 全球HJT組件出貨量預期指引（不去庫存情形）-SOLARZOOM新能源智庫

圖 20 全球HJT及其他技術組件出貨量預期指引（不去庫存情形）-SOLARZOOM新能源智庫

根據(jù)上述指引，2023-2027年，HJT電池出貨量將從15GW快速提升至643GW，其在光伏電池中的出貨量滲透率將從4.3%顯著提升至90%。HJT電池滲透率顯著提升的進程，可參考PERC電池在2016-2021年間的情形。根據(jù)CPIA《光伏產業(yè)發(fā)展路線圖》，PERC電池2016-2021年的滲透率分別為：8%、15%、33.5%、65%、86.4%、91.2%。

六、 HJT產業(yè)鏈的里程碑事件及未來展望

（一） 2022年HJT產業(yè)鏈里程碑事件

2022年3-4月：金剛光伏、安徽華晟基于N面微晶結構HJT電池量產線先后出片，其經調試后的HJT電池量產平均效率達到24.6-24.8%左右。

2022年9月：2022 HJT&疊層電池技術峰會在上海香格里拉酒店勝利召開，來自于光伏產業(yè)及金融市場的約1000名代表參加，是為HJT產業(yè)陣營在10GW級量產爆發(fā)前的最后一次大規(guī)模集結，被業(yè)內成為“HJT二大”。

2022年9-12月：通威合肥工廠HJT中試線在升級N面、雙面微晶設備后，基于132片210半片版型生產出平均功率高達705-710W的異質結組件。

2022年10月：安徽華晟166產線在HJT電池片背面量產導入銀包銅漿料。

2022年11月：基于110μm厚度210半片尺寸，安徽華晟新材料HJT專用硅片的量產切片良率超過95%，線痕小于6μm。

2022年11-12月：隆基綠能基于166全尺寸硅片及雙面微晶HJT電池結構，創(chuàng)出26.81%的N型HJT電池實驗室效率紀錄及26.56%的P型HJT電池實驗室效率紀錄。

（二） 2023年HJT產業(yè)鏈展望

2023年對于HJT產業(yè)鏈而言是10GW以上大規(guī)模爆發(fā)的元年。

從規(guī)模上看，2023年末預計HJT電池已出片產能超過50GW，2023年全年預計HJT電池出貨量接近15GW。

從性價比優(yōu)勢上看，2023年下半年預計HJT電池的生產成本首次打平甚至低于PERC電池、TOPCon電池，2023年四季度預計HJT電池與PERC電池的銷售價差擴大到0.25元/W以上，從而HJT電池將以無爭議的方式在量產線上勝出所有的其他技術路線，確立其第三代主流量產電池技術的不可動搖的地位。HJT電池將以可觀的“代際差”利潤優(yōu)勢開啟對第2代PERC電池、第2.5代TOPCon電池的顛覆式替代。

從具體的技術要點來看，雙面微晶結構PECVD、100-120μm厚度HJT專用硅片、99:1氧化銦錫靶材、45-55%銀含量的銀包銅漿料、鋼板印刷技術、0BB無主柵技術將全面量產導入，共同推動HJT電池的非硅成本降至0.18元/W、HJT電池全成本低于PERC電池、HJT電池量產平均效率達到25.5%、132片210半片版型HJT組件主流檔位功率突破730W。

從參與HJT電池生產的主要企業(yè)而言，除了安徽華晟、東方日升、金剛光伏、REC等企業(yè)將開啟5GW以上規(guī)模的擴產外，行業(yè)排名前五的一線電池廠商中也將有企業(yè)全面轉型HJT技術，而諸多HJT電池的新進入者更將在一二級市場資本的支持下獲得快速的成長。

從HJT電池的供應鏈體系看，除電池設備外，HJT技術的組件設備、專用硅片、漿料、靶材、膠膜、焊帶等環(huán)節(jié)均將逐步趨于成熟，每個環(huán)節(jié)都將出現(xiàn)多家配套企業(yè)。整個HJT產業(yè)鏈生態(tài)圈將初具形態(tài)。

2023年四季度，當硅料價格跌至80元/kg上下，全球“光儲平價”將全面實現(xiàn)。HJT電池對PERC、TOPCon技術的顛覆式替代，將伴隨著光伏終端需求的爆發(fā)及第三代能源對第二代能源的顛覆式替代，而全面開啟！

一個從10GW規(guī)模起航而邁向數(shù)年后1000GW規(guī)模的HJT產業(yè)鏈將為光伏產業(yè)注入新鮮的血液，并終將成為光伏產業(yè)2023年最絢麗的風景線。

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