<button id="i4rrk"></button>
    1. <em id="i4rrk"></em>
      <rp id="i4rrk"><object id="i4rrk"><blockquote id="i4rrk"></blockquote></object></rp>
    2. <rp id="i4rrk"><object id="i4rrk"><input id="i4rrk"></input></object></rp>
      投中網
      搜索
      公眾號矩陣
      • 超越J曲線

      • 燃點新消費

      • 氫元子

      • 象三一

      • CV智識

      • PropTech研習社

      • 東四十條資本

      • 投中網

      登錄 | 注冊
      投中網  >  業界動態  >  正文

      下一代電池技術競逐,誰將引領萬億光伏產業?|九鼎投資觀察

      九鼎投資   |   九鼎投資
      2023-01-03 10:34:46

      未來,機會依然出現在技術迭代帶來的競爭格局變更中。

      光伏(利用光生伏特效應發電)是當下最火熱和內卷的賽道之一。

      盡管中國光伏產業已發展20多年,誕生了130多家上市公司,這一領域仍如金礦般備受追捧。據光伏產業媒體黑鷹光伏統計,從2020年至今,光伏產業的投資(含規劃)總計已超2萬億元,涵蓋硅料、硅片、電池片、組件、系統等產業鏈不同環節。

      這些投資者除了深耕光伏產業多年的老玩家,更有一大波跨界新玩家。其中,既包括萬科、萬達、碧桂園等房企,也包括新希望物業、皇氏集團、景興紙業等各行企業。甚至,沐邦高科、正邦科技等做玩具、生豬養殖的企業也來了。

      為什么光伏產業如此內卷?一個大的宏觀背景是,在“雙碳(碳達峰與碳中和)”趨勢下,光伏是未來最大的綠電來源。

      在龐大的光伏產業鏈中,作為行業上下游的分水嶺,電池片是光伏產業的核心環節,也是光伏產業降本增效的關鍵。

      1.png

      (光伏產業鏈環節主要是五個:硅料-硅片-電池片-組件-系統。從硅片到電池片,需要輔材銀漿;從電池片到組件需要光伏玻璃、邊框、膠膜、背板等輔材;光伏發電系統涉及逆變器和支架;多個產業鏈環節還涉及制造設備)

      降本增效是光伏產業所追求的最終目標,也是發展的核心邏輯。圍繞這一邏輯,光伏產業在過去發生過一系列技術迭代:單晶取代多晶、金剛線切割取代砂漿線切割、PERC(發射極鈍化和背面接觸)電池技術取代BSF(鋁背場)電池技術…

      正是這一系列主要圍繞電池的技術迭代,使得光伏度電的成本下降了90%(從原來3~5元一度電,降至近兩年0.3~0.35元一度電),邁入平價時代。

      未來,進一步提升發電效率,降低度電成本仍是光伏產業的核心命題,而目前解題的關鍵依然是電池技術的不斷升級。

      如今,新一代電池技術路徑之戰正酣:繼PERC電池技術之后,TOPcon(隧穿氧化層鈍化接觸)、HJT(本征薄膜異質結)、IBC(交叉背接觸)等N型電池技術正成為后起之秀;而在晶硅電池技術之外,鈣鈦礦等薄膜電池技術也在異軍突起。

      九鼎投資觀察到,不同電池片技術的應用,對光伏產業鏈的影響深遠。因為不同電池片技術,所配套的光伏產業鏈上下游資源可能大相徑庭。

      例如,PERC、TOPcon和IBC對應的原材料是晶硅,但HJT對應的原材料是晶硅和非晶硅的混合體,而鈣鈦礦對應的原材料則是非晶硅化合物。除了原材料的成分和用量,不同電池片技術所配套的制造端設備、封裝工藝也不盡相同。

      未來,究竟哪種電池片技術能引領萬億光伏產業,整個業界尚無定論。那么,各類市場參與者該如何抓住目前這波技術迭代的紅利?

      2.png

      (圖表:太陽能電池分類;來源:方正證券)

      一、單晶VS多晶之戰啟示錄:技術為王

      在過去20年里,光伏產業最有代表性的技術之爭,是單晶硅電池VS多晶硅電池。

      光伏電池(也稱太陽能池),分為晶硅電池和薄膜電池。其中,晶硅電池約占據光伏電池95%的份額,是目前產業化水平與可靠性最高的光伏電池類型。晶硅電池又分為多晶硅電池和單晶硅電池。

      時間回到2008年,這是中國光伏企業的一個重要轉折點。

      在此之前,中國光伏產業起色不久,還面臨著 “三頭在外”(原料在外、市場在外、設備在外)的窘境。在供需不平衡的情況下,多晶硅的價格曾急速膨脹。為保證企業利潤,許多中國光伏企業不得不提前囤積多晶硅料。

      2008年全球金融危機爆發后,中國光伏產品的主要出口市場——歐盟,幾乎將對光伏產業的支持力度降至為零。沒有補貼,光伏電池的市場需求急速下降,不僅斷了中國光伏產品的銷路,還引發了多晶硅的成本暴跌。

      暴漲暴跌的落差,讓不少中國光伏企業的原材料成本要比別家貴很多。這對于以加工組裝為主的中國光伏企業來說,幾乎毫無利潤。甚至,中國光伏企業還因提前與國外硅料供應商提前解約,而賠付了天價違約金。

      一場更大的危機也悄然來臨。2011年,美國展開了對中國光伏企業的“反傾銷”和“反補貼”的雙反調查,歐盟緊隨其后,最終導致大多中國光伏企業被征收了巨額關稅。

      2012年的統計數據顯示:中國有超過90%的光伏企業都在歐美雙反危機中倒閉,產業整體損失超過20億美元。就連被視為“中國初代光伏王者”的尚德電力,也于2013年宣布破產。

      但,也有一波企業通過技術突破在低谷中活了下來。其中最具代表性的是協鑫集團(簡稱“協鑫”)和隆基股份(簡稱“隆基”)。二者主攻的賽道,分別是多晶硅和單晶硅。

      一直以來,光伏行業是高污染的代表,主要原因是生產多晶硅的副產品四氯化硅含有劇毒和腐蝕性。

      2006年,中國化學華陸公司(簡稱“華陸”)攻克了冷氫化技術。這一技術使四氯化硅在低溫高壓的環境下轉化為三氯氫硅,而三氯氫硅又是多晶硅的重要原材料。

      協鑫通過與華陸合作,讓協鑫的多晶硅成本從2009年的40美元/公斤,下降到2010年的25美元/公斤。正是這一秘密武器,讓協鑫抗下了歐美的雙反打壓。

      2013年雙反危機過后,中國加大對光伏產業的補貼力度。但隨著光伏發電成本的下降,中國又于2017年提出“光伏領跑者計劃”,要求多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉換效率分別達到18%和18.9%以上,才能獲得補貼扶持。

      這個計劃,掀起了光伏電池行業關于單多晶技術的大反轉。

      雖然光電轉化效率高于多晶硅,但單晶硅并不被行業看好,因為單晶硅的切片成本要遠高于多晶硅。

      2012年以前,單晶硅一直使用砂漿進行切割。但這種切割技術的原料非常復雜,并且成本下降空間也比較小。

      隆基創始人李振國發現,如果用金剛線切割單晶硅柱,不但速度更快,還能讓機器的生產效率提升3倍。不過,那時金剛線切割技術還不成熟,并掌握在日本等國家的少數廠商手里。

      李振國決定率先在光伏行業采用這一技術。2012年,隆基開始從砂漿切割轉向金剛線切割。在2017年報中,隆基自豪地表示,“在硅片切割技術方面,公司在行業內率先實現了金剛線切割技術替代傳統砂漿切割技術”。

      在隆基的帶領下,其他多晶硅企業也開始大量運用金剛線切割技術。這一技術的普及,不但讓隆基拿到了反超的主動權,也為光伏行業每年降低了幾百億的成本。

      除金剛線切割技術外,隆基在2015年還率先推出了單晶PERC電池,將單多晶電池的效率差距進一步拉大。

      憑借這些技術優勢,單晶硅太陽能電池板的出貨量在2017年首次超過多晶硅。

      回望過去,給光伏產業帶來巨大變局的因素,主要是政策、經濟和技術迭代。當政策紅利不再、經濟危機來臨,能讓產業扭轉局面的,唯有技術創新。

      二、N型高效時代開啟,新技術交叉競逐

      如今,光伏電池的單多晶之戰已然結束,“PN”替代之戰正當時。

      據了解,晶硅電池技術以硅片為襯底,根據硅片的差異區分為P型電池和N型電池。兩種電池發電原理無本質差異,都是依據PN結進行光生載流子分離。

      ·在P型半導體材料上擴散磷元素(Phosphorus,元素符號P),形成n+/p型結構的太陽電池,即為P型電池;

      ·在N型半導體材料上注入硼元素(Boron,元素符號B),形成p+/n 型結構的太陽電池,即為N型電池。

      另一方面,擴磷工藝簡單但轉換效率上限較低;擴硼工藝難度大,但少子壽命長,且沒有硼氧復合和硼鐵復合,避免了形成復合中心的光致衰減損失。因此,相較P型電池,N型電池是未來的技術迭代方向。

      3.jpg

      (圖表:P型電池(左)和N型電池(右)結構示意圖)

      在制備技術上,P型電池主要制備技術有BSF和PERC,N型電池的主要制備技術則包括TOPcon、HJT、IBC等。

      常規BSF電池由于背表面的金屬鋁膜層中的復合速度無法降至200cm/s以下,致使到達鋁背層的紅外輻射光只有60-70%能被反射,產生較多光電損失,因此在光電轉換效率方面具有先天的局限性。

      PERC電池,從常規BSF電池結構衍生而來。PERC技術通過在電池背面附上介質鈍化層,可以較大程度減少這種光電損失。

      2015年之前,BSF電池占了總市場的90%,是絕對的主流。但2020年,PERC電池在全球市場中的占比已經超過85%,BSF電池淘汰出局。在此期間,P型電池轉換效率從不足20%提升到超過23%。

      而N 型電池的鈍化接觸技術,大幅減少了金屬電極和電池的接觸復合,實現了比 PERC 電池更高的轉換效率。

      根據德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)的數據,PERC、HJT、TOPcon電池的理論極限效率分別為24.5%、27.5%、28.7%。到2030年,N型電池的轉換效率將超25.5%,比P型電池高出1個百分點以上。

      《中國光伏產業發展路線圖(2021 版)》則預測,到 2030年,N 型單晶硅片的市場占比將接近 50%。這意味著,N型電池的時代漸行漸近了。

      同為N型電池,HJT、TOPcon和IBC的優劣勢不盡相同。

      TOPcon,工藝與PERC技術一脈相承,70%的PERC生產線可以復用,只需要進行幾步工藝的迭代升級,傳統巨頭很多選擇了這條路線,但缺點在降本空間低,以及良品率還有所欠缺。

      HJT,擁有更簡潔的工藝流程(相比PERC需9-10步,TOPCon需12-13步,HJT只需4步:清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、透明導電膜制備、絲網印刷)、高轉換效率等優勢,但它是全新的工藝體系,需要重建生產線,并且HJT的低溫工藝導致銀漿消耗量增加,如何把高昂的成本降下來是首要目標,新玩家多數以此破局。

      N型電池中TOPcon和HJT可以雙面發電,更多用在光伏地面電站之中。

      IBC技術更多應用在分布式光伏中。其特點在于,單面的轉換效率比較高,在如BIPV(光伏建筑一體化)等只需要單面發電的分布式光伏中更具優勢。

      受益于單面結構,IBC還可以與TOPCon、HJT、鈣鈦礦等電池技術疊加,形成轉換效率更高的TBC、HBC以及PSC IBC,因此也被譽為是一項“平臺技術”。

      鈣鈦礦,指的是一類與鈣鈦礦(CaTiO3)晶體結構類似的ABX3化合物,其最大的特點是超導電性。根據2022年7月洛桑聯邦理工學院(EPFL)和瑞士電子與微技術中心(CSEM)共同創造的鈣鈦礦-硅疊層光伏電池新的世界紀錄,直接將轉化效率推到了31.3%。

      作為下一代光伏新勢力,鈣鈦礦也出現了技術分野:單層和疊層,單層為單結鈣鈦礦,疊層包括鈣鈦礦疊晶硅和鈣鈦礦疊鈣鈦礦。

      從產業化落地情況來看,現階段,PERC電池產業化配套成熟,仍然是最具經濟性的電池技術。

      在N型電池技術中,TOPcon是最先落地、規劃最多、在建和投產產能最多的。開源證券預計,2023年全球光伏新增裝機或達350GW,Topcon電池/組件出貨量有望達到100-150GW。

      而作為目前轉化效率提升最快的光伏電池技術,鈣鈦礦電池還主要處于實驗室階段,GW級的產線短時間內很難出現。天風證券統計,2022年鈣鈦礦組件產能約為0.87GW,2023年產能有望超過1GW。

      4.jpg

      (圖表:晶硅光伏電池技術發展;來源:浙商證券)

      三、技術迭代背后,如何尋找下一個Big Thing?

      對于未來哪種技術將勝出,業界尚無共識。

      因此,企業在技術路線的選擇上,表現各有不同。一些企業押注多技術路線,另一些企業則專注于單一路線。

      隆基是押注多技術路線的企業典型。2021年6月,隆基曾宣布,其單晶雙面 N 型 TOPcon電池、單晶雙面P型TOPcon電池、單晶HJT電池的轉換效率分別突破三項世界紀錄。

      除了隆基,晶澳科技、通威股份、東方日升等企業也押注了多技術路線。

      九鼎投資觀察到,要想押注多條技術路線,對企業的綜合要求極高。因此,這類企業大多是成熟大企業。在一級市場,更多公司是基于自身的技術優勢積累,在某一主流技術路線上進行發力。

      綜合而言,要想參與這一輪光伏電池技術迭代的競爭,企業需具備幾個競爭要素:

      第一,較高的技術實力。比如,其技術帶頭人和核心成員來自于業內知名研究院,或者在光伏產業至少擁有10年以上的產業化落地經驗。

      第二,管理層具備超前的戰略眼光。能否押注正確的技術路線,直接決定企業的生死。而且技術迭代有一定的窗口期,企業需要把握好技術路線的擴產進度。例如,未來兩三年內,企業若在TOPcon技術路線上擴產過快,則留給HJT的擴產空間就很小了。

      第三,雄厚的資金實力,或較高的融資能力。隆基董事長鐘寶申曾表示,任何一個技術路線,要形成一個基本的判斷、跑出結果,背后是高達6億元左右的投資(含其他陪跑型技術路線的投入)。這其中,包括新技術路線的全套硬件設施及3-4年的運行、人員費用等。

      第四,  較強的品牌力和客戶資源。光伏產品是相對標準化的工業品,但市占率和品牌知名度更高的企業顯然更占優勢。尤其是,戶用光伏的品牌效應更明顯。類似的,客戶資源較強的企業亦擁有更好的發展潛力。

      從光伏電池產業鏈的各環節來看,我們認為,電池設備端具有較強的“先發優勢”特征,在技術未成熟的初期,設備公司需要與下游客戶進行不斷的工藝磨合、驗證,一旦驗證通過,將拿下絕大多份額,且不容易被其他競爭對手所替代。

      以HJT為例,對比PERC工藝,由于HJT單工藝步驟難度較大、前期研發投入成本更高,當行業進入成熟期,可能會類似半導體設備行業,由2-3家設備效率+成本做到極致的廠商占據大部分市場份額。

      經九鼎投資測算:到2025年,HJT設備市場空間有望超過200億元,2020-2025年的復合年均增長率(CAGR)有望達79%??梢?,在設備端,新一輪技術迭代也將帶來非??善诘氖袌隹臻g和增速。

      整體來說,中國光伏產業已經今非昔比。

      10多年前,中國光伏產業“三頭在外”,整個行業基本處在“國際大循環”狀態中。因此,遭遇歐美雙反后,中國光伏產業餓殍遍野。

      如今,中國的光伏產業“內循環”成效顯著,實現了中國光伏制造業世界第一、中國光伏發電裝機量世界第一、中國光伏發電量世界第一等多項紀錄。

      盡管不再受制于人,亦不能盲目自信。我們認為,希望借新一輪電池技術迭代而崛起的企業,仍需吸取當年尚德電力等企業的教訓,切不能擴張過快。

      每次光伏電池技術迭代均會帶來競爭格局洗牌。以電池片為例,過去十年的行業龍頭位置經歷四次更迭,早期領先企業僅有晶澳、阿特斯、天合仍保持行業前十的地位,而目前排名靠前的通威、愛旭在2016年之前榜上無名。

      5.png

      (圖表:光伏電池片排名變化(2011-2020);來源:本翼資本)

      未來,隨著各個電池技術路徑的產業化進程,光伏產業必然迎來新一輪洗牌,投資機會也主要出現在技術迭代帶來的競爭格局變更之中。

      光伏產業技術迭代速度快,也帶來了企業競爭格局變動大、周期性強的特征。對于投資機構而言,要盡可能抓住行業周期低點的投資機會,選擇行業技術路線更成熟的頭部企業。

      在大量資本涌入光伏行業之時,我們更要始終堅持自己的投資邏輯和投資價值判斷,不冒進,守住自己的能力圈是穿越周期的核心。

      網站編輯: 小川

      0

      第一時間獲取股權投資行業新鮮資訊和深度商業分析,請在微信公眾賬號中搜索投中網,或用手機掃描左側二維碼,即可獲得投中網每日精華內容推送。

      發表評論

       / 200

      全部評論

      —— 沒有更多評論了 ——
      —— 沒有更多評論了 ——
      聯系我們 歡迎投稿
      • 投中網
      • CVS投中數據
      1. 創新經濟的
        智識、洞見和未來

      2. 投資人都在用的
        數據專家

      返回頂部
      爆乳操逼大黄视频