薛定谔的电池片：HJT的资本悖论

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文｜林晓晨

来源｜芯锂话

ID：ddxinsanban

题图｜Pixabay

“拥硅为王”的2021年，电池片成为整个产业链中最“内卷”的环节，其不仅利润被上游硅料企业榨干，且在行业内也面临着新一轮的产业迭代。

目前，PERC是光伏电池片的主流技术，经历硅片大尺寸迭代后，仅2021年PERC 电池片厂商规划的新增产能就达143GW，整体产能达到惊人的316GW，PERC的产能扩张已经进入尾声。

尤其PERC电池的效率逐渐接近24%的理论上限，再加上存在PID、LID、LeTID 等衰减现象，让行业内开始寻找下一代替代技术。

晶体硅异质结太阳电池（HJT）由于在转换效率（目前已超 24%）、工艺步骤和温度、双面率、抗衰减性等方面优势明显，似乎已经成为业界公认为的第三代主流电池片技术。

然而，尽管HJT电池片参数极佳，但却因生产设备与PERC生产线不共享，需要大量的前期固定投资成本，再加上生产中用到低温银浆全部需要进口，这就导致现阶段HJT的成本投入明显更高。

光伏技术迭代，从根本来看是为了提升效率，进而降低成本，这归根到底是一个性价比的问题。但现阶段HJT路线带来的效率提升真的能够填补前期的大量的设备投入，并取得比其他技术路线更高的性价比吗？

理论上的“完美”革命

复盘光伏电池片迭代史，目前主流的PERC电池属于第二代技术，在2017年之前，光伏行业所采用的普遍为铝背场BSF电池。

随着技术的进步，业界逐渐发现铝背场BSF电池的转换效率达到20%后，很难再进一步提升，受制于背面全金属结构，导致一定量的效率损失，因此业界才逐渐开始研发新的电池类型。

与BSF电池相比，PERC电池背面增加了钝化层，促使电池的表面复合速率大大降低，由于背面钝化层可以增加光学内反射作用，因此电池的电流ISC也会有显著的提升。

光伏行业的核心是“降本+升效”、降低度电成本。PERC电池诞生伊始，其转化效率就明显高于BSF电池，并且效率提升的速率更快， 因此PERC电池迅速替代BSF电池成为光伏行业的主流技术。

从2017年的15%到2020年的86%，PERC电池仅用三年时间就完成市场渗透率的逆袭。然而，当PERC电池成为业界公认的技术路线，这就意味着这项技术可供挖掘的点也就不多了。

与前期如出一辙，当下的PERC电池也达到了转化效率的天花板，而被视为下一代技术的HJT电池同样能够轻易的突破PERC电池的理论效率上限，除此之外HJT电池还可以弥补PERC电池的多项不足，堪称PERC电池的“完美”升级方案。

首先，转换效率更优。如果HJT成为主流技术路线，那么其潜力转换效率有望突破28%，远高于目前PERC电池24%的理论极限。从理论角度看，HJT电池能够帮助光伏产业进一步提升转化效率。

其次，工艺流程更简单。不同于PERC电池繁琐的加工流程，HJT电池工艺仅有4个步骤，大幅降低运营成本，同时采用低温工艺，在燃料成本的节约上有明显的提升。

第三，光致衰减更低。HJT电池的10年衰减率小于3%，25年发电量下降仅为8%，每年衰减速度约为0.25%，明显低于HJT电池0.45%的衰减速度，这导致HJT电池可能更加的耐用。

此外，在运营稳定度和双面率上，HJT电池都较PERC电池有所提升，能够弥补PERC电池运营中的缺陷。

如果仅考虑理论数据，那么HJT电池对于PERC电池来说，无疑是一次全面的升级。按照PERC电池替代BSF电池的速度，可能短则三年，长则五年，HJT电池就会成为光伏电池片的主流技术。

但一切真的会如此顺利吗？

HJT的资本悖论

HJT电池取代PERC电池是为了提升效率，但同时也需要付出更多的资本投入，这就给最终HJT电池效率提升程度画上了一个问号。

更多的资本投入主要集中在两方面：其一是前期设备投入，其二是更高的耗材成本。

由于HJT电池的生产步骤仅为4步，与传统PERC电池大相径庭，这就意味着想要生产HJT电池就需要另外投建完整的生产线。

在HJT电池4大工艺步骤中，非晶硅薄膜沉积（PECVD）是最为关键的步骤，设备投资占比达总设备投入的50%，制绒清洗、TCO 制备、电极制备分别占总成本的10%、25%和15%。

虽然HJT电池全部的生产设备均实现国产化，但目前约5亿元/GW的设备投资额度依然是一笔不菲的开支。当然这一设备投资额存在很大的降本空间，但这却基于规模化的基础上，但如果不投入又不会产生规模，这就变成了“先有鸡还是先有蛋”的问题，HJT电池设备成本降低并不容易。

另一方面，HJT电池在耗材银浆上也存在较高的成本支出。

在电池片的制备中，丝网印刷是其中的关键一步，通过在电池薄片上形成银电极栅线结构，用于收集和传导电池片表面的电流，是决定电池片导电性能的关键环节。

银浆作为最重要的耗材之一，其约占电池片非硅成本的三分之一，而银浆中主要的材料又是由金属银构成，很难降低成本，因此越少的银浆用料就越有成本优势。

现阶段，量产双面PERC电池片的银浆耗量约为100mg/片，而双面HJT电池的银浆消耗量则超过220mg/片，银浆用量翻倍提升。

此外，由于非晶硅层对温度敏感，HJT电池片制造温度需要低于200℃，这意味着需要特制的低温银浆，该银浆需-40℃储存，开封后须一次用完，目前主要依赖进口。

对于低温银浆的依赖进一步抬升了HJT电池耗材的成本，尽管可以通过“无主栅、多主栅技术”、“银包铜技术”来降低银浆的用量，并能通过低温银浆国产化降低成本，但这些依然需要经过长时间的迭代，甚至需要HJT电池普及后才能有进一步伴随提升。

除HJT电池较高的投入外，光伏电池其实还存在另一条技术路线TOPCon电池。

不同于HJT电池必须重新购买生产线，TOPCon电池可以在如今PERC电池生产线的基础上进行增强，只需要添加薄膜沉积设备（LPCVD），就可以完成产线升级。

PERC电池升级并非只有HJT电池这一条路，这是本次迭代不同于第一次迭代的地方。

与TOPCon电池相比，HJT电池的核心优势就没有那么强了。TOPCon电池不仅突破了PERC电池的转化效率上限，而且并不需要大量的设备投入，只需简单的产线升级。

尽管TOPCon电池当下的效率要低于HJT电池，但如果计算极限理论效率，TOPCon电池甚至可能更优，那么全面建设HJT电池产线的意义真的有那么大吗？

因此，TOPCon电池极有可能是阻碍HJT电池发展的最大变数，甚至在未来可能迎来一场关于电池片的技术路线之争。

谁在急于推进HJT

PERC电池成为主流技术，不过短短两年时间，在主流厂商大规模扩产PERC电池产能的情况下，对于电池片的全面技术颠覆真的有这么紧迫吗？

答案显然是否定的。实际上，目前的主流PERC电池片技术已经能够满足光伏“平价时代”的需求，对于HJT电池的研究更多是布局未来，而非聚焦现在。

市场有观点认为，2021年是HJT电池的投资元年，行业的扩产规模有望达到10-15GW，至2022年有望提升至30GW。

且不说这样的预期是否过热，即使能够达到这样的增速，与目前PERC电池片约316GW的规模相比，HJT电池的渗透率至2022年也不足10%。也就是说，即使是乐观估计，HJT电池的全面替代也不会那么快，当然这里存在超预期的情况。

那么为何目前HJT会成为资本市场的关注热点呢？其实更多的是一种预期的炒作。HJT确实有可能成为未来光伏产业的核心路线，但绝非是现在。

从目前HJT电池的产能规划看，宣称进行数GW产能规划的都是行业中的新晋公司，或者说是“电池新势力”，他们本身并没有PERC电池的现有产能压力，因此大规模投建HJT电池产线，借希望于HJT来实现弯道超车。

具体来看，除通威公布1GW的HJT产能规划外，PERC现有产能较为充足的隆基股份、晶澳科技、阿特斯太阳能对于HJT电池的规划产能均不足1GW，这表明对于传统电池片厂商依然将HJT电池当做一种储备技术，毕竟现有PERC产线具备升级TOPCon电池的能力，没有必要急于投身到HJT路线布局，实现自我革命。

除新晋电池片厂商外，HJT电池普及受益最多的则是相关的设备厂商，由于HJT产业链已经实现全面的国产替代，因此无论HJT电池最终能否顺利替代PERC电池，捷佳伟创、迈为股份、金辰股份等设备制造商都能通过部分企业对于HJT产线的设备布局而获得新的订单。

尽管HJT电池具备代替PERC电池的潜力，但传统电池片厂现有PERC产量充足，并不会迅速集中精力投身HJT电池研发。就算最终HJT电池获得了巨大的优势，传统厂商也可以通过升级PERC产线为TOPCon来暂时应对，并逐渐开始布局新的技术。

基于此，我们认为HJT带来的迭代，可能更多是“电池新势力”与设备厂的“心理攻势”，产业并没有迅速从“PERC时代”过渡到“HJT时代”的需求。

投资者并不应该将精力全部集中到HJT电池的产能扩建的消息上，而是应该更多的关注这条路线的市场占有率，只有当HJT电池的渗透率达到一定的数量级，它才会引起趋势性的改变，并引发趋势性的机会，而这绝非短期内能够做到的事情。

这就好像薛定谔的猫在打开前没有人知道它的生死一样，在HJT电池片没有量产前，没有人知道这条路线最终能否带来成本的降低，这实则是现阶段HJT身上存在的资本悖论。

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