內容概要:HJT電池是第三代電池片,又稱為異質結電池。是利用晶體硅作為基體,與非晶硅薄膜制成的混合型太陽能電池。據統計,2022年中國HJT電池產能約為13.8GW,主要產能來源為華晟新能源和國晟科技,其HJT電池產能分別為2.7GW和2.5GW。進入2023年,隨著專業化廠商擴產項目,跨界玩家投資項目的落地,HJT電池產能將出現明顯的放量。2023年中國HJT電池產能約為82GW。未來,隨著多家企業進入HJT電池領域,特別是央企和跨界玩家的加入,HJT電池的產能將呈現快速增長的態勢。
關鍵詞:HJT電池、異質結電池、HJT電池平均轉換效率、HJT電池產能
一、HJT電池行業概述
HJT電池是第三代電池片,又稱為異質結電池。是利用晶體硅作為基體,與非晶硅薄膜制成的混合型太陽能電池。P型氧化非晶硅與N型硅襯底之間增加一層非摻雜(本征)氫化非晶硅薄膜。標準晶體硅太陽能電池是一種同質結電池,即PN結是在同一種半導體材料上形成的,而異質結電池的PN結采用不同的半導體材料構成。日本三洋公司在1990年發明出HIT電池并申請為注冊商標,因此異質結電池又被稱為HJT(Heterojunction Technology)或SHJ(Silicon Heterojunction)。
HJT電池以N型單晶硅為襯底光吸收區,經過制絨清洗后,其正面依次沉積厚度為5-10nm的本征非晶硅薄膜和摻雜的P型非晶硅,和硅襯底形成P-N異質結。硅片的背面又通過沉積厚度為5-10nm的本征非晶硅薄膜和摻雜的N型非晶硅形成背表面場。再在電池的兩面沉積透明氧化物導電薄膜(TCO),TCO不僅可以減少收集電流時的串聯電阻,還能起到像晶硅電池上氮化硅層那樣的減反作用;最后在TCO上制作金屬電極。
在電池正表面,由于能帶彎曲,阻擋了電子向正面的移動,空穴則由于本征層很薄而可以隧穿后通過高摻雜的p+型非晶硅,構成空穴傳輸層。同樣,在背表面,由于能帶彎曲阻擋了空穴向背面的移動,而電子可以隧穿后通過高摻雜的n+型非晶硅,構成電子傳輸層。通過在電池正反兩面沉積選擇性傳輸層,使得光生載流子只能在吸收材料中產生富集然后從電池的一個表面流出,從而實現兩者的分離。
HJT電池具有轉換效率高、無光衰、溫度系數低,高溫環境發電量高、高雙面率、弱光響應高、工藝步驟少、結構對稱,薄片化潛力大等優勢。
在雙碳背景下,光伏產業高速發展,光伏電池技術也逐漸進入新舊迭代的關鍵期。隨著鈍化發射極和背面電池技術接近理論效率極限,N型電池技術料將成為未來發展的主流方向但同時也出現了較為明顯的技術分流,一路是以隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池為代表的延續性技術,另一路則是以HJT為代表的技術。
2017年以來,HJT電池逐漸被國內市場關注。2017年,晉能科技成為了國內最早試生產HJT電池的廠商。2018年,鈞石能源HJT組件產線超600MW。2019年,漢能成都研發中心HJT電池效率達到25.11%。2021年,隆基綠能的研究團隊更新HJT電池的理論極限效率至28.5%,并刷新紀錄達到26.3%的實驗室效率。2021年10月,隆基綠能官微消息稱,其商業尺寸HJT(M6硅基異質結)太陽能電池經德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)測試,轉換效率達25.82%,再次打破世界紀錄。2022年3月,經德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)認證,隆基采用摻鎵p型硅片制備的硅異質結電池(p-HJT)獲得效率新突破:完全利用可量產工藝在全尺寸(M6尺寸,面積274.3cm2)單晶硅片上,創造了轉換效率為25.47%的大尺寸p型光伏電池效率世界紀錄,進一步驗證了低成本異質結量產技術的可行性。截至2022年5月底,金剛玻璃微晶線HJT電池平均轉換效率達到24.95%,電池最高轉換效率已達25.2%,異質結組件量產功率穩定達到700W+。2022年6月底,隆基綠能稱其HJT電池研發再次突破,M6全尺寸電池光電轉換效率為26.50%,創造新的世界紀錄。2022年,經德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)權威認證報告,隆基綠能在M6全尺寸單晶硅片和自研的量產型制程工藝基礎上,創造了p型HJT電池26.56%、無銦HJT電池26.09%轉換效率的新世界紀錄,進一步夯實了低成本HJT電池的產業化技術基礎。
二、HJT電池行業發展政策
近年來,國家相繼出臺HJT電池相關政策。2023年2月,江蘇省人民政府辦公廳印發《關于推動戰略性新興產業融合集群發展的實施方案》,提出要加快N型隧穿氧化層鈍化接觸(TOPCon)、異質結(HJT)、鈣鈦礦電池及高效薄膜電池的研發和產業化,突破主軸承、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、控制系統、高壓直流海底電纜等核心技術和部件,推進海上風電機組規模化應用,推動近海風電規模化基地建設和遠海風電示范推廣。2024年1月,工信部等七部門印發《關于推動未來產業創新發展的實施意見》,提出要研發新型晶硅太陽能電池、薄膜太陽能電池等高效太陽能電池及相關電子專用設備,加快發展新型儲能,推動能源電子產業融合升級。相關政策的提出都將對HJT電池的產業化發展起正向促進作用。
相關報告:智研咨詢發布的《2024年中國HJT電池行業發展現狀與產能預測報告》
三、HJT電池行業發展現狀
HJT電池采用N型單晶硅片。N型硅片在拉晶環節摻雜硼元素,在電池片生產工藝中再進行磷離子擴散。從中國光伏協會統計數據來看,2022年,P型單晶硅片與N型單晶硅片合計市場占比約97.5%。其中,P型單晶硅片市占率為87.5%,N型單晶硅片市占率上升至10%,2023年全年N型單晶硅片的市占率提升至30%。N型光伏產品高功率、高效率、高可靠性、高發電性和綠色環保等優勢已經得到市場認可。
2022年,新投產的電池片量產產線仍以PERC電池產線為主,市場占比為88%。N型電池片占比合計達到約9.1%,其中N型TOPCon電池片市場占比約8.3%,HJT電池片市場占比約0.6%,XBC電池片市場占比約0.2%。目前,HJT電池市場占比較小。
得益于N型硅襯底以及非晶硅對基底表面缺陷的雙重鈍化作用,目前HJT電池的轉換效率要優于其他電池技術的轉換效率。數據顯示,2022年HJT電池平均轉換效率達到24.6%。2023年HJT電池技術平均轉換效率約為25%。
HJT電池憑借其N型硅襯底以及非晶硅對基底表面缺陷的雙重鈍化作用,實現了較高的轉換效率,并在市場中展現出強大的競爭力。未來,隨著技術的進一步優化和成本的降低,HJT電池有望在光伏領域發揮更加重要的作用。
近年來,已經有多家企業進入HJT電池領域,包括華潤電力、國投電新能源、中建材浚鑫等央企,華晟新能源、鈞石能源、愛康科技等“科班”玩家,以及三五互聯、宏潤建設和奧維通信等“跨界”玩家,還涌現了金陽新能源、國晟能源、國潤能源集團等HJT“新勢力”。
據統計,2022年中國HJT電池產能約為13.8GW,主要產能來源為華晟新能源和國晟科技,其HJT電池產能分別為2.7GW和2.5GW。進入2023年,隨著專業化廠商擴產項目,跨界玩家投資項目的落地,HJT電池產能將出現明顯的放量。2023年中國HJT電池產能約為82GW。
未來,隨著多家企業進入HJT電池領域,特別是央企和跨界玩家的加入,HJT電池的產能將呈現快速增長的態勢。
四、HJT電池競爭格局
在全球氣候變化的大背景下,隨著“雙碳”戰略的實施,我國光伏迎來發展機遇,光伏產業進入發展快車道。當前,全球HJT電池領先企業主要為美國的Revkor Energy、瑞士的Meyer Burger、俄羅斯的Hevel、日本的Kaneka和Panasonic。此外,還有中國的愛康科技、華晟新能源、金剛光伏、隆基綠能、寶馨科技、華耀光電、東方日升、華潤電力、明陽智能、邁為股份、國晟科技等。
從國外市場來看,2023年7月,美國Revkor Energy公司和德國設備供應商H2 Gemini簽署合作協議,雙方約定將在美建設多個高效異質結太陽能光伏電池和組件生產基地,目標2026年將年產能提升至2000萬千瓦。根據協議,H2 Gemini將提供異質結/鈣鈦礦疊層電池生產設備,負責半導體異質結生產線項目管理,并協助轉讓相關知識產權和技術;Revkor將負責為基地建設籌集數十億美元資金。同年7月,作為歐洲最大光電模組廠、光伏電池板生產商Meyer Burger宣布將在美國科羅拉多州科羅拉多斯普林斯建設一家2GW的異質結太陽能電池工廠,并計劃在第四季度開始投產。新建工廠所生產的異質結電池將用于MBT的美國組件廠生產,并計劃在北美市場銷售。
從國內市場來看,2023年1月10日,明陽智能5GW高效異質結光伏電池一期項目和2GW高效異質結組件項目分別在鹽城和韶關實現“雙下線、雙投產”。明陽智能成為國內首家最大規模高效異質結(HJT)光伏全產能投產的新能源技術公司。據介紹,明陽智能在廣東韶關投產的2GW高效異質結組件項目,其組件在轉換效率存在的優勢,大大超過了其他傳統工藝,平均轉換效率更是有望突破25%。而明陽智能位于江蘇鹽城的5GW異質結光伏電池項目,其電池顛覆了傳統的電池結構,具有轉換效率高、制造工藝簡單、薄硅片應用、溫度系數低、無光致衰減和電位衰減、可雙面發電等優勢。
未來,隨著光伏技術的不斷進步和市場需求的不斷增長,我國HJT電池產業將迎來快速發展的新機遇。
五、HJT電池行業發展趨勢
在產線投資方面,隨著各環節主流技術路線的確立以及設備國產化的加速推進,設備降本速度超預期。CPIA數據顯示,2022年HJT路線設備投資成本已經從先前最高值10億元/GW下降至3.64億元/GW。目前,行業內的設備均價已經降至3-3.5億元/GW左右,預計未來仍有進一步下降的空間。HJT電池在眾多電池技術中脫穎而出,主要歸功于其獨特的N型硅襯底以及非晶硅對基底表面缺陷的雙重鈍化作用。這種雙重鈍化作用不僅極大地增強了電池的性能穩定性,更顯著提升了其轉換效率。數據顯示,2023年中國HJT電池技術平均轉換效率為25%,遠超其他電池技術,顯示出HJT電池在高效能方面的卓越表現。未來,隨著技術的不斷進步和優化,預計到2030年,中國HJT電池技術平均轉換效率將達到26%。
以上數據及信息可參考智研咨詢(www.szxuejia.com)發布的《2024年中國HJT電池行業發展現狀與產能預測報告》。智研咨詢是中國領先產業咨詢機構,提供深度產業研究報告、商業計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號,每天及時掌握更多行業動態。


2025年中國HJT電池行業發展現狀及投資前景研判報告
《2025年中國HJT電池行業發展現狀及投資前景研判報告》對中國HJT電池發展概述、HJT電池制造工藝、全球市場HJT電池行業發展情況、國內HJT電池市場發展現狀分析、HJT電池產業鏈分析、全球HJT電池行業競爭狀態及市場格局分析、中國HJT電池市場融資分析、中國HJT電池行業發展面臨的問題、中國HJT電池市場趨勢等進行了深入的分析。



