HIT專利從2015年過期，現(xiàn)在各家發(fā)展HIT已無專利方面的障礙，核心障礙在于如何把成本做低，HIT成本方面的障礙主要來自1、設(shè)備未完成國產(chǎn)化單位產(chǎn)能投資額度較高;2、產(chǎn)量較小導(dǎo)致N型硅片、關(guān)鍵輔材價格較高。第二個問題是一個先有雞還是先有蛋的問題，所以HIT真正想獲得量產(chǎn)突破，必須實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化突破并把單位產(chǎn)能的投資成本大幅降低。這些年我們國家在高精尖設(shè)備領(lǐng)域接連突破，我國的裝備制造業(yè)正在快速由大變強，這也是我對HIT技術(shù)路線如此有信心的原因所在。

 

一、看好HIT電池路線的原因

 

看好HIT技術(shù)路線是因為：

 

更高的效率潛力(目前最高25.6%，疊加IBC的效率記錄是26.63%)

 

更高的雙面率(理論雙面率可做到98%)

 

更大的降成本潛力(工藝步驟少、硅片薄片化潛力大)

 

更低的衰減(無P型組件常見的光致衰減現(xiàn)象)

 

更優(yōu)秀的溫度系數(shù)(溫度系數(shù)為-0.258%，常規(guī)晶硅電池為-0.46%)

 

更適合與疊瓦技術(shù)相結(jié)合(HIT電池柔性不易隱裂，更適合)

 

下面我們逐條分析HIT電池的每一個點。

 

1、更高的效率潛力

 

HIT采用N型硅片具有較高的少子壽命，同時HIT采用特殊的非晶硅鈍化的對稱結(jié)構(gòu)可以獲得較低的表面復(fù)合速率，這些特點是的HIT電池可以獲得很高的開路電壓(HIT電池開路電壓740mv、perc電池開路電壓660mv，引述自易治凱先生)，最終效率潛力比目前P-perc電池片要高1.5~2%。實驗室效率記錄方面，P-perc電池目前最高實驗室效率最近由晶科能源取得23.95%;三洋則是HIT電池效率記錄的保持者，效率為25.6%。量產(chǎn)平均電池效率方面，目前國內(nèi)領(lǐng)先的P-perc電池效率可做到21.7%，年底實現(xiàn)22%的效率水平;而以晉能科技為代表的HIT目前量產(chǎn)電池片效率為23.27%，年底有望實現(xiàn)24%的平均量產(chǎn)效率。

 

 

2、更高的雙面率

 

HIT電池由于其獨特的雙面對稱結(jié)構(gòu)使其更易于制作成雙面電池，目前雙面率在85%，而未來真正成熟產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的時候，HIT雙面率有望達(dá)到95+%的水平，這就意味著未來某個不走心的安裝工人把HIT組件正反面安反了，其實際發(fā)電功率也不會有太大損失。P-perc方面目前隆基已經(jīng)實現(xiàn)了82%的雙面率，這已經(jīng)非常了不起的成績了，但是由于其特殊的背面開槽的結(jié)構(gòu)，未來再把雙面率做高將會面臨越來越多的困難。

 

3、更大的降成本潛力

 

HIT電池雖然目前成本更高，但是未來降本的空間十分巨大，而且我認(rèn)為在相關(guān)條件成熟時，HIT組件的成本甚至有潛力低于P-perc組件，這主要是由于第一：HIT電池加工溫度低(240度)所使用到的硅片有潛力做到更薄，HIT電池未來真正成熟之際，可使用100微米厚度的硅片;而P-perc繼續(xù)降低硅片厚度的空間十分有限，由于其背部的鋁背場溫度系數(shù)和硅片溫度系數(shù)不同，過薄的P型硅片容易產(chǎn)生隱裂，此外P型電池擴(kuò)散工藝的加工溫度為800~900度，過薄的硅片容易在高溫下翹邊。第二：除了硅片薄化的降本空間更大以外，HIT的工藝步驟也更為簡便，全部生產(chǎn)流程的工藝步驟僅為四步;而晶科P-perc電池為了實現(xiàn)23.9%的轉(zhuǎn)化效率需要疊加多種工藝，工藝步驟在十步以上。

 

HIT組件成本可以做到更低的第三個原因主要來自于效率更高帶來的封裝成本的降低上。目前一張60型組件的含稅封裝成為約為220元/片，封裝成本主要包含光伏玻璃、EVA膠膜、鋁框、背板等等，降本空間有限，成本較為剛性。所以三年后HIT電池真正爆發(fā)之際，我們假設(shè)封裝成本依舊為220元/片依舊合理。三年后HIT電池真正爆發(fā)之際P-perc組件功率有望達(dá)到330W，而HIT組件的功率有望達(dá)到360W，僅比較正面功率的情況下，HIT組件單瓦封裝成本比Perc組件低220÷330-220÷360=0.056，這就意味著未來HIT組件在單瓦封裝成本上可比perc組件低約6分錢。此處我們簡單總結(jié)一下，HIT組件未來得益于更薄的硅片、更少的加工步驟和更低的封裝成本，在克服設(shè)備環(huán)節(jié)的問題以后，單瓦成本有望更低。

 

4/5、更低的衰減和更優(yōu)秀的溫度系數(shù)

 

P型硅片由“硼”作為主要參雜元素，硅片中的硼氧復(fù)合因子會降低電池少子壽命進(jìn)而出現(xiàn)困擾P-perc電池片的光致衰減現(xiàn)象，近些年我們通過在摻入鎵以及退火工藝，光致衰減現(xiàn)象已經(jīng)得到很大程度的抑制，但初始光衰依然無法避免，隆基樂葉HI-MO2組件承諾的初始光衰在2%(實際或可做到1%以內(nèi))。HIT電池使用的N型硅片以磷作為主要參雜元素，不會出現(xiàn)硼氧復(fù)合因子從而從根本上避免了初始光衰的現(xiàn)象。

 

溫度系數(shù)是HIT組件另一個方面的優(yōu)勢，隨著組件工作溫度的升高，組件的發(fā)電功率會出現(xiàn)下滑，常規(guī)P型電池的溫度系數(shù)為-0.46%，這就意味著溫度每升高1度，組件的功率就會下滑0.46%;HIT組件的溫度系數(shù)為-0.258%，溫度每升高1度，功率僅下滑0.258%。不僅如此，HIT由于轉(zhuǎn)化率更高，以熱的形式耗散的能量相對更少，在同等情況下工作溫度就低于P型電池。種種因素疊加下，使得HIT組件可以在同等功率下有更加優(yōu)異的發(fā)電表現(xiàn)。

 

6、HIT電池片更適合與疊瓦組件相結(jié)合

 

疊瓦組件比常規(guī)組件能封裝更多的電池片(60型常規(guī)組件可封裝66片)，增加有效發(fā)電面積(2%↑);用導(dǎo)電膠替代焊帶避免了焊帶遮擋(4%↑);緊密疊加的電池片疊加導(dǎo)電效果更佳的導(dǎo)電膠降低組件內(nèi)阻(3%↑);疊瓦組件優(yōu)秀的封裝方式帶來的各種優(yōu)秀效應(yīng)可以疊加使得疊瓦組件的發(fā)電功率比常規(guī)組件高8~9%。這里我先引入一個概念：“按比例提升功率的技術(shù)”。明確這樣的概念對于我們理解高效硅片電池片的未來十分有益。半片技術(shù)就是典型的按比例提升功率的技術(shù)，它疊加在越優(yōu)秀的電池片上帶來的提升越大。半片技術(shù)疊加在常規(guī)多晶組件上盡可以提升5~6W的功率;但是同樣的技術(shù)疊加在單晶perc組件上就可以帶來8W以上的功率提升;近些年不斷涌現(xiàn)的半片、多主柵、雙面都是非常典型的按比例提升功率的技術(shù)。我了解到阿特斯為了挽救即將衰亡的多晶路線，不惜花大價錢在多晶路線上不斷疊加新技術(shù)，但是阿特斯在電池技術(shù)上疊加的按比例提升的工藝環(huán)節(jié)越多，未來就會有更大的動機(jī)去選用單晶硅片。表面上是為了挽救多晶技術(shù)路線而做出種種努力，不斷的采購新設(shè)備疊加新工藝，但實際上是在加速多晶技術(shù)路線的覆滅，因為終有一天阿特斯可愛的工程師朋友們就會發(fā)現(xiàn)，只要簡單的放棄自己的執(zhí)念改用單晶硅片，那些先進(jìn)設(shè)備就可以發(fā)揮更大功效、更大價值(扯遠(yuǎn)了，再回到主題)。

 

 

疊瓦組件技術(shù)不僅是典型的按比例提升功率的技術(shù)，更是提升幅度最大的技術(shù)。8%的提升比例使得半片、多主柵等技術(shù)在其面前都自慚形穢。既然是按比例提升功率的技術(shù)，那么他應(yīng)用在越優(yōu)秀的電池片上，其發(fā)揮出來的價值就越大，如果把疊瓦技術(shù)疊加在270W功率的常規(guī)多晶組件上，帶來的功率提升為270×8%=21.6W;如果疊加在305W功率的單晶perc組件上帶來的功率提升為305×8%=24.4W;晉能目前可把HIT組件功率做到330W，如果這樣的電池片疊加疊瓦功率可以提升330W×8%=26.4W。如果是HIT疊瓦雙面，把雙面發(fā)電功率考慮進(jìn)來則功率差可以拉倒更大的水平。

 

疊瓦組件在封裝環(huán)節(jié)電池片之間會出現(xiàn)一個凌空，這對于更厚且更脆的P-perc電池是非常不利的，P型電池片背面存在鋁背場，致使電池片很脆，拿在手里輕輕一掰就會碎裂，疊瓦的封裝模式對于十分脆的P型電池長期看存在發(fā)生隱裂的風(fēng)險。而HIT電池的一個典型特點就是柔韌度非常好，拿在手里我們可以像扇子一樣扇。HIT自身獨特的結(jié)構(gòu)特點，使其天然的就更加適合疊瓦組件。

 

 

目前標(biāo)66型疊瓦HIT組件正面功率已可以做到360W，HIT電池片領(lǐng)域技術(shù)專家易治凱先生對于未來HIT疊瓦組件正面功率做到400W+的水平非常有信心。由于疊瓦技術(shù)的核心專利目前有Sunpower持有，這是目前大家研發(fā)疊瓦技術(shù)的重要障礙，好消息是再過不了多久疊瓦組件專利將會過期失效，屆時將會掃清專利方面的障礙。

 

最后我們總結(jié)一下：疊瓦組件作為典型的按比例提升功率的技術(shù)，其疊加在HIT電池片上能發(fā)揮更大的效益;此外，柔性的HIT電池片也更適合疊瓦的封裝形式。可以說HIT與疊瓦相互促進(jìn)，隨著未來疊瓦專利技術(shù)過期，正面功率大于400W的雙面HIT疊瓦組件會引發(fā)新的一輪光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命，而且這一輪產(chǎn)業(yè)革命后，光伏電有潛力成為全世界大部分地區(qū)最為廉價的能源!

 

二、此100瓦非彼100瓦(HIT電池路線的經(jīng)濟(jì)性評估模型)

 

根據(jù)文章的上一部分，我們已經(jīng)了解到了HIT組件的種種優(yōu)點，現(xiàn)在來到了真正有挑戰(zhàn)也是有意思的部分：把HIT組件上述種種優(yōu)點量化為看得見摸得著的價格差。感性上我們都能理解：HIT組件由于單位面積功率更高且同等功率下發(fā)電量更高，它單瓦價格理應(yīng)比常規(guī)組件賣的更貴一些，但是到底賣貴多少合適?量化的模型是什么?有沒有一個簡單的公式能解決上述問題?解答上面的疑問就是本節(jié)要完成的任務(wù)。

 

1、同等功率下，HIT組件能比常規(guī)組件增益幾何?

 

下圖是同等功率下雙面HIT組件對比多晶組件的發(fā)電表現(xiàn)：