摘要:20世纪80、90年代,那还是到处宣扬“日本第一,买遍全球”的时代。相比于索尼等企业,三洋公司(Sanyo)还只是日本的二流公司。在经历了20世纪70年代的石油危机和日本政府力推的阳光计划之后,三洋开始追随着夏普等电子产业大佬的脚步,开始光伏产品的研发。
行业低迷的背景下,作为未来技术之一的异质结如何杀出重围?
文/本刊记者 武魏楠 郑威廉 谭钧文
20世纪80、90年代,那还是到处宣扬“日本第一,买遍全球”的时代。相比于索尼等企业,三洋公司(Sanyo)还只是日本的二流公司。在经历了20世纪70年代的石油危机和日本政府力推的阳光计划之后,三洋开始追随着夏普等电子产业大佬的脚步,开始光伏产品的研发。
为了与京瓷和夏普等企业有所差异化竞争,三洋选择了非晶硅薄膜电池作为突破方向。1990年,三洋公司启动晶硅与非晶硅相结合的高效HIT电池的研究项目,并成功研发转换效率可达14.5%的本征薄膜异质结电池(HIT)。
尽管三洋很快把HIT电池效率推高到了20%,但在随后30年的漫长时间里,三洋还是没有能够把HIT产品全面商业化。
当全球光伏故事进入中国篇章,为了规避专利纠纷,HIT转变成为HJT。曾问鼎中国首富的李河君就在“汉能神话”破灭之前,主导了对异质结电池技术的专项研究。只不过,还没等到李河君有机会亮出这张新牌,汉能的商业帝国就已经轰然倒塌。
从2020年左右开始,HJT在中国开始全新的故事阶段。我们现在所熟知的HJT行业龙头,大多在这一时间点前后才正式押注该条赛道。
2018年开始HJT中试线的东方日升,经过多年技术迭代沉淀,在2023年将HJT全面应用推向了高地;今年以来公告披露合约金额超过14亿元的国晟科技,是2022年才进入新能源领域的光伏黑马;加之爱康科技、金刚光伏、嘉寓股份、乐通股份等一众上市公司跨界参与,热闹非凡的HJT产业也确实能算是一条新兴赛道。
各路新老玩家的争相涌入,放在P型向N型技术过渡的时代浪潮下看其实并不奇怪。尤其对没有太多PERC产能储备的光伏厂商而言,能够避开低价竞争的漩涡中心,又有低衰减、高转换率等显著优势的HJT无疑是更富想象力的行业蓝海。
只不过,几乎伴随技术变迁“天然”产生的这批HJT企业,在物竞天择的时代背景下诞生,又不得不紧接着直面适者生存的行业生态。自去年以来,成本至上的TOPCon与效率为王的BC已经对闷头发展的HJT形成了两面夹击的技术围剿,市场价格出现非理性变化,即使HJT已经达到当初的降本目标,却还需面对TopCon企业成本与价格的错位偏离。
坚守阵地还是另起炉灶?各自为战还是携手结盟?HJT行业又要何去何从?
技术围剿
2024年的中国光伏行业发生了许多大事,产业的大趋势却足以用两个“一”来总结:一场急转直下的行业周期性下行,与一道几近被踏破的光伏价格“红线”。
10月18日,在16家光伏企业就防止行业“内卷式”恶性竞争达成共识的四天后,中国光伏协会(CPIA)公开发文疾呼“低于成本投标中标涉嫌违法”,并经测算开出了0.68元/W的光伏组件成本底线,引得业内争议之声一时不绝于耳。
去年年底才堪堪跌破1元大关的N型组件价格,今年已然再度缩水超过30%。无论企业与协会的倡议最终能否落到实处,0.68元/W价格红线的提出还是让失速下滑的TOPCon组件价格在0.65-0.7元/W的区间内勉强止跌。
产销双盛的TOPCon,在日趋极端的低价竞争下甚至已经成为光伏“产能过剩”批评的主要标靶。据InfoLink光伏技术趋势报告显示,目前TOPCon包括已经在建的产能有望逼近900GW,足以满足未来5年内绝大部分甚至全部市场需求。在接下来的5年内,TOPCon产能还会持续增加。其组件出货量也将持续攀升,并有望在3年后突破600GW。
同时,该报告预测在未来5年内,基于组件出货量预估的TOPCon技术市占率将在70%~80%左右,远高于其他技术路线的市场占有率。能从数据中轻易看见的恐怖统治力,让TOPCon未来五年的绝对主流地位成为毋庸置疑的行业共识。
较之“以量取胜”,甚至于徘徊在成本线上的TOPCon,一向颇为冷门的BC技术路线近来则因行业龙头的摇旗呐喊而大出风头。隆基、爱旭两大巨头的身影频繁见诸报端,时不时就要在业内搞出几条大新闻。
就实际销量来看,爱旭上半年实现ABC组件销售量1.62GW,达到了2023年全年的3倍有余;隆基BC组件上半年出货量则足有约10GW,其HPBC第二代产品明年的出货量目标也已经被开到了30GW。
在产能端,隆基预计明年第一季度便将有20GW的HPBC二代产能大规模投放,在2025年年底前BC组件产能将提升到70GW,公司国内电池产能计划在2026年年底全部切换为BC产能。爱旭也已经在今年年初启动了济南一期10GW的ABC电池及组件产能建设,第三代制造基地预计将于2025年上半年实现投产。
就在隆基、爱旭率先高举的BC技术大旗下,不仅已经有英发德耀、金阳新能源等光伏企业旗帜鲜明地先后加入,更有晶科能源这样曾经凭借TOPCon逆袭上位的“组件一哥”也被传出已在暗中布局。
“TOPCon与BC究竟谁才是未来主流”的技术路线之争,已经成为2024年光伏行业最具争议性的话题之一。似乎作为备受瞩目的三大N型技术路线之一,HJT在舆论场上被挤到了边缘化的位置。
不可否认的是,比BC电池更早在市场上闯出一片天地的HJT阵营,至今选不出一家企业能够担得起影响行业发展进程的领头羊角色。这或多或少让HJT在声量上处于一定的下风。
但技术的兴衰,并不一定声量决胜负。
据InfoLink数据显示,今年上半年,N型TOPCon组件出货量占到Top10企业出货总量近乎七成,而HJT与BC组件分别约占Top10企业总体出货量的1%与4%。
除了声量不显、出货量拉不开差距,大量跨界玩家的闹剧更是加深了外界对于HJT的负面情绪。根基不够牢靠的诸多HJT新玩家更是成为本轮光伏行业出清最早的一批“牺牲品”。仅在上市公司当中,就已经有爱康科技、嘉寓股份、金刚光伏等企业相继倒下。
依据中国光伏HJT产业发展白皮书,截至2024年6月,国内现有已投产HJT电池产线数量约67条,已投产HJT电池产能规模约为42.3GW。而反观以“上马”难度小、成本优势大见长的TOPCon产能,到今年年底就已经有望突破700GW大关。
市场未开、成本高昂、技术复杂、龙头难觅,产能初见规模的HJT一面要被已然在市场上大规模铺开的TOPCon低价组件按头猛打;一面又迎头撞上豪门主导的BC崛起,在“效率为王”的行业未来话语权之争中略逊一筹。
如以“性价比”来看,性能高得不够纯粹、价格又低得不够彻底,可能最能概括HJT所面临的现实困境。前有两大技术路线竞相围剿,身后同行战友连遭出清。
不过,在山雨欲来风满楼的行业背景下,HJT阵营的总体氛围却似乎相当乐观。这又是为何呢?
普遍乐观
伴随PERC电池量产效率几近触顶24.5%的理论效率极限,业内一度认为至少还能多撑一年的P型电池技术,从产线到市场几乎在一夜之间被N型TOPCon全面取代。堪称爆发式的新旧技术交替,将28.7%推举为衡量N型电池未来成就的新标尺。
尽管从纸面上看,HJT的最高效率暂时不及TOPCon的理论极限,然而具体到效率提升潜力及理论极限的上升空间,HJT仍有机会触及单结电池的技术顶端,作为未来BC技术及钙钛矿叠层底电池的最适之选。且随TOPCon效率的不断提升,其所面临的技术进步阻力及需要付出的代价相对愈高,HJT的优势则愈发突显。
依据TaiyangNews发布的2024年11月光伏组件转换效率情况,除却显著领先的BC组件并无悬念地拿下前三,紧随其后的华晟新能源、通威股份均列TOPCon企业之前,成为HJT量产效率优势的典型代表。
更高的效率极限增长空间、有望形成壁垒的技术门槛,是在P型技改大潮下并不占优势的诸多光伏新玩家们决意以HJT实现弯道超车的信心所在,也是HJT最后的底牌。
对HJT未来潜能态度乐观的还不止于制造企业本身。
2023年3月,中核汇能首次将“HJT组件”作为一个单独的产品分类进行招标,并由此拉开了众多央国企共同主持的HJT独立招标序幕。要知道,在2022年时,HJT组件的全球出货量也才接近4GW,当年年末合计产能(含海外及中试线)仅有约10GW。
独立招标的主动扶持对HJT产业规模化发展的重要意义,很快便在具体销量中得到体现。2023年,HJT组件全年招标量级约在1GW左右。而据相关统计显示,截至今年9月初,国内就已经有超过10GW的HJT产品招标。
即便不考虑对新技术路线的有意扶持,面对充斥着恶性竞争的市场环境,由业主方观念牵动的市场需求也在迎来新的变化。今年以来,不只光伏行业内部接连召开数次聚焦“反内卷”的闭门会议,业主方在正视竞逐低价对行业长期健康发展的深层伤害。
“市场正在发生转变。”东方日升产品高级经理赵国镱表示,当前业主方并不只是单纯考虑初期投资成本问题,往往在选型阶段就会让生产部门介入,进行充分论证并考虑全生命周期整体方案。
国晟科技总经理高飞也表示,低价并不天然等同于性价比。从开发商或投资方角度来看,一方面,一味的低价势必会对产品的质量管控带来巨大挑战。另一方面,以央国企为主力的投资方追求的是更为稳健的成本降低,而非断崖式的降价。
“对于市场来说,价格在某一周期内持续下跌,并不有利于行业的健康发展,对于企业来说,无论是项目推进还是投资稳定性,希望价格回归理性,但依据目前的市场情况在商业上都不是一个合理预期。”赵国镱说。
年初,第一财经就曾报道,在西北地区某大型光伏项目的竞争中,一家央企因其异常低廉的报价而被相关部门叫停。另有报道显示,一些开发商在最近的光伏组件招标规则中,已经将价格权重由过去的45%下调到35%。
这意味着,受成本所限价格总较TOPCon价格略高0.1-0.2元/W的HJT组件,有望以其更低的BOS及度电成本、更稳定的温度系数、更高的双面率与功率保持率等技术特长,在市场上维持其差异化的竞争优势。
独立招标是驱动HJT从起步向规模化发展的一剂强心针,但行业的健康发展显然不能长期依赖业主方的刻意扶持。
“独立招标能够吸引更多企业的参与,帮助产业发展总体规模。”赵国镱认为,一味追求低价的市场环境下,产品质量与可靠性将成为重要的竞争关注点。独立招标可以在产业发展早期起到助推作用,产业规模的日益壮大足以让HJT在未来失去政策倾斜的条件下也能在市场上闯出一席之地。
值得一提的是,就在其余两大技术路线领军企业就未来5~6年的行业主流吵得不可开交之际,“不同技术路线都将有其应用场景”的理念却成阵营松散的HJT企业间较为清晰的共识。
一方面,这可视作HJT企业在经历上轮由独立招标催生的产业大扩张后,略显后劲不足的信心退潮;另一方面,以渐进式发展而非爆发式替代实现技术迭代的观点,也不失为对HJT未来市场地位及技术潜能的一种肯定。
一个比较能够概括HJT企业乐观态度的观点是:产业及技术的日渐成熟,一定会使HJT成为追求“第一性原理”的所有光伏企业都绕不开的未来技术路线。前期为降本增效付出巨大的沉没成本是HJT企业的必经之路,而看似诸事不顺的HJT行业目前所处的正是这样一个阶段。
坚持就是胜利。
抱团!降本!
面对BC和TOPCon的技术围剿,仅仅对HJT技术保持自信、乐观是不够的。技术迭代的背后,永远都有着产业逻辑和资本力量的支撑。
HJT企业意识到了这一点。2024年3月,华晟科技、东方日升、国晟科技、泉为科技等多家HJT企业联合成立了“740俱乐部”。
“740俱乐部”的横空出世,不仅是HJT技术企业在组件跌入极端价格下的一次抱团突围,更是光伏行业在资本冷却与技术变局中的一次重塑尝试。这场合纵连横式的产业行动,代表押注HJT技术的企业从分散孤立走向合作的形态,为光伏行业的未来带来了全新的观察、想象空间。
HJT技术作为光伏电池下一代技术的有力候选,过去却在产业化的竞赛中显得格外孤单。与TOPCon技术背后由晶科、晶澳、天合光能三大超级巨头企业护航形成的快速推进相比,HJT显然缺乏一张强有力的企业“王牌”。这一缺失,让HJT技术的产业化进程显得艰难而缓慢。
在光伏技术的竞赛中,行业巨头不仅是一个代表利润和规模的商业招牌,更是资本与技术协同的黏合剂。龙头企业往往是资本力量的集合体,其每一次技术路线的选择,实质上都是资本对技术未来的投票。龙头的进入不仅意味着技术路线的资金支持,更意味着整个行业生态地向前推动。
以BC技术为例,这项成本比HJT更为昂贵的技术,在产业化、规模化上本应还有很长的路要走,却因为隆基绿能的参与有了转变。仅一年,BC技术呼声已经与发展已久的HJT技术平齐,甚至央企已经开启了小规模BC组件单独招标。
对资本来说,HJT的技术潜力可贵,但产业化路径的可行性和风险的可控性则更为重要。龙头企业的加入,意味着资本对技术产业化的信心。资本的进入则为技术迭代提供了充足的资源和广阔的市场空间。这种良性循环,是TOPCon技术能够迅速崛起的根本原因。
至少目前来看,对于HJT企业而言,这种资本与技术的良性互动尚未形成。缺乏巨头支持的HJT技术,更多依赖中小企业的自主探索。
这些企业虽然在技术研发上充满激情,但在资金、规模和市场推广上却面临巨大压力。在没有龙头引领的情况下,HJT的降本路径更加依赖于二线企业的各自努力,其产业化进程自然难以匹敌TOPCon这样的“资本催化型”技术。
要改变这一困局,HJT需要的不仅是技术上的突破,更需要资本的共同参与。只有在资本的推动下,形成从技术研发到市场推广的完整生态,HJT技术的潜力才能真正被释放。
但在HJT企业渴求资本的同时,行业内融资逻辑却发生了转变。
资本热潮曾为光伏行业注入巨大的活力,也塑造了早期光伏企业的融资逻辑。2024年之前,光伏企业的融资方式多以“单打独斗”为主,力求通过展示自身的技术优势与市场潜力,吸引资本的关注。晶澳、天合等企业的融资案例,便是这一时期的典型代表。
然而,资本市场的逻辑并非一成不变。从2023年下半年开始,随着全球光伏市场逐渐进入饱和阶段,资本对光伏产业的热情有所降温。根据统计,2023年中国光伏产业的融资总额同比下降20%,2024年情况更为恶劣。
融资受阻的现实,迫使企业重新审视单打独斗的弊端。在资本更加谨慎的背景下,光伏企业,尤其是BC、HJT企业意识到,仅凭单一企业的力量已无法独自承担技术转型的高风险和高成本。协同合作成为一种新的选择。
面对资本冷却,企业从“单打独斗”走向“抱团取暖”,从独立竞争转向协同合作,“740俱乐部”应运而生,这一转变为光伏行业的下一步发展提供了新的可能性。
当然融资逻辑转变不是“740俱乐部”成立的唯一理由。极端的市场环境让HJT企业背负相当深重的降本压力,为了降本增效而联合也可作为“740俱乐部”成立的重要动机。
降本是HJT产品能否扩大市场占有率的核心挑战,成本打平TOPCon才有向HJT独立招标以外标段发起挑战的资本。
740俱乐部通过联合采购和技术协作,有效缓解了企业的成本压力。2024年初,俱乐部成员签署了联合采购协议,将HJT生产设备的平均采购成本降低了20%,这一举措不仅节约了每GW产能超过1亿元的投资,还反促设备制造端形成了规模效应和技术优化。
同时,在银包铜、0BB工艺和硅片薄化等技术领域,俱乐部成员展开协作,将硅片厚度从160μm成功降至110μm以下,大幅减少了材料使用量,进而有效降低了成本。
在统一尺寸和版型方面,“740俱乐部”也发挥了重要作用,对产业链及供应链的上下游协同具有深远意义。这种标准化的推进不仅提升了效率,也帮助企业避免了因路径分散而导致的弯路和资源浪费。
从市场终端分析,2023年以来,同质化竞争和价格战对HJT技术的市场推进构成了潜在威胁。为此,740俱乐部在第五次闭门会议后,成员企业达成共识,尝试通过内部协作避免恶性价格竞争,确保合理的利润空间。
然而,由于HJT组件价格高于TOPCon组件,在完全市场化的竞争中,HJT技术往往难以直接取胜,因此长期以来主要通过单独招标的方式参与市场,规模还相对较小。HJT企业无法避免地要面对“僧多粥少”的局面。
从这一角度来看,740俱乐部能否有效推动企业统一行动、坚守价格底线,关键仍在于降本速度。而这一速度既取决于行业整体的协同进展,也离不开各企业自身的努力和技术突破。
急迫的时间表
HJT的降本之路始终充满神秘感。路径虽已逐渐清晰,但实现的具体时间总是模糊,让市场充满了猜测与期待。降本这个命题犹如一场没有终点的赛跑,大家都在说“很快就能打平”,却总是差临门一脚。
有异质结企业表示,造成这一现象的主要原因并非HJT没有达到当初的降本目标。“实际上,降本目标已经达成,但当前市场仍非理性,还是由于TopCon价格与成本偏离。”
尽管如此,行业的持续努力并非徒劳无功,薄硅片、银包铜、0BB(无主栅)等降本提效路径已逐渐实现。
出于让降本增效进程变得更加清晰透明等目的考虑,今年“740俱乐部”共同发布了《中国光伏HJT产业发展白皮书(2024年版)》,详细论述了降本情况。
其中,为我们熟知的低温工艺,为HJT带来了使用差异化硅料降低硅料成本的可能。在硅片材料上,HJT选择了硅棒的头尾料和边皮料作为降本利器。头尾料性价比突出,每瓦可降成本0.02元,但其比例仅占硅棒总量的5%,无法匹配未来70GW规模的需求。而边皮料理论上占硅棒比更是可达25%,降本空间更高。
有业内人士透露:“目前行业内的部分企业已在测试25000元/吨左右的硅料,其成本相较传统高纯硅料降低了30%~40%。”然而,切片良率问题限制了其应用空间,这些技术预计将在2024年二季度逐步量产,为行业争取降本时间。
除了用硅材料,HJT电池天然的对称结构和低温制程使得薄片化成为可能,尤其是在保持电性能基本稳定的前提下,薄片化处理显著降低了硅耗和单位硅成本。今年以来,有相当多的企业发布了相关动态。其中,琏升科技曾宣布已经实现了N型硅片110μm厚度的成熟制程,并储备了90μm超薄硅片的技术。公开信息显示,头部厂商也大多处于这个。在现有技术条件下,100μm被视为临界点,2024年第四季度或将是关键时刻。
此外,银包铜浆料为HJT打破贵金属依赖带来希望。从2022年开始,这项技术逐步被应用于产业链,到2024年第一季度,30%银含量浆料进入量产,带来0.012-0.021元/W的降本空间。目前行业已在为进一步降低至20%银含量而努力,但达成时间或许还要等到2025年。
行业中还有针对降低银等贵金属材料的其他努力。在今年6月的SNEC上,国电投新能源甚至推出了多款铜栅线异质结组件,标志着“无银”时代有了可能。
除去降本技术,HJT企业还通过硅片吸杂工艺、掺杂五价元素或与磷共掺、背抛工艺、高迁移靶材等工艺力求增效。
其中,0BB(无主栅)技术市场关注度最高。今年以来,行业内众多HJT企业纷纷宣布了0BB技术的量产应用进展。东方日升于2023年Q1实现0BB技术的商业化量产。华晟新能源也于今年4月推出了0BB异质结组件新品。
国晟光伏的技术专家刘松民曾指出,不论0BB技术采用何种形式,结果都是相同的——功率提升和银耗下降。以国晟的HJT-0BB组件为例,功率提升5—10W,银耗则从每瓦16mg降低至10mg,银浆成本显著降低,市场竞争力也随之提升。
在这场HJT全员参与革新浪潮中,东方日升将高迁移靶材、钢网印刷和光转膜技术确立为增效的核心突破方向。这三大技术不仅是推动HJT市场化的利器,更成为企业间拉开差距的关键棋子。
在光伏行业实现价格自律之后,HJT的降本之路看起来终于有了明确的终点目标。随着2025年光伏大幕逐渐拉开,HJT的主流之战也终于进入关键时期。这一次,HJT要杀出重围了吗?
来源:能源杂志