隨著太陽能行業(yè)在短短幾年內(nèi)從50GW市場(chǎng)發(fā)展到100GW，差異化生產(chǎn)的愿望也在增加，特別是對(duì)于進(jìn)入市場(chǎng)或重新定位策略的公司而言。

提供更高效率或更低成本的產(chǎn)品始終是籌集資金以建立新制造能力的好方法，太陽能行業(yè)已經(jīng)在這方面做出了很多努力。

可悲的是，過去大多數(shù)嘗試這樣做的嘗試都失敗了，其特點(diǎn)是設(shè)備 - 供應(yīng)鏈驅(qū)動(dòng)的交鑰匙a：Si階段以及新進(jìn)入者進(jìn)入該行業(yè)的日子，就像沒有明天一樣，以及許多風(fēng)險(xiǎn)資本家被留下來計(jì)算損失。

在過去的2 - 3年中，重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向n型細(xì)胞變種，這伴隨著營(yíng)銷熱情和理想主張。然而，當(dāng)我們從虛構(gòu)中揭開事實(shí)并追蹤生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)時(shí)，我們可以看到明確的上升趨勢(shì)，這肯定會(huì)維持興奮和投資水平。

這篇文章首次揭示了光伏產(chǎn)業(yè)這一領(lǐng)域的n型產(chǎn)品究竟有多少，進(jìn)一步將其分為n型技術(shù)的三個(gè)子類別：背接觸，異質(zhì)結(jié)和所有其他類別。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自我們?cè)赑V-Tech的內(nèi)部研究團(tuán)隊(duì)編制的分析，并可在我們的光伏制造和技術(shù)季刊報(bào)告中找到。

這對(duì)于n型模塊的可用性以及相關(guān)的面板性能，質(zhì)量，可靠性以及公用事業(yè)規(guī)模太陽能公司/技術(shù)盡職調(diào)查的意義，構(gòu)成了我們?cè)隈R來西亞檳城舉行的PV ModuleTech 2018會(huì)議的一部分，23-24 2018年10月。

為什么是n型?

對(duì)于太陽能電池板的用戶而言，談?wù)撋贁?shù)載流子壽命或表面復(fù)合速度 - 或者實(shí)際上任何聽起來更像物理而不是投資回報(bào)的東西 - 在很大程度上是錯(cuò)誤的。

當(dāng)然，理解物理學(xué)是很重要的，特別是如果你在高級(jí)單元處理方面要突破界限，但是當(dāng)它歸結(jié)為開發(fā)人員和EPC時(shí)，n型的參數(shù)可以更好地總結(jié)如下。

n型太陽能電池基板本質(zhì)上具有更高的性能。電池效率遠(yuǎn)高于近年來的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(p型多功能)，因此，面板功率(如同類型面板尺寸，STC)可提供數(shù)十瓦的增益。這顯然提供了與空間相關(guān)的好處，可以根據(jù)降低的系統(tǒng)資本支出/ BoS成本對(duì)任何LCOE計(jì)算產(chǎn)生積極影響。

此外，與所有p型選項(xiàng)(單聲道和多聲道)相比，n型提供了極高的高溫性能。在這里，n型與薄膜電池板共享與溫度相關(guān)的功率系數(shù)，例如First Solar公司。特別考慮到公用事業(yè)規(guī)模的太陽能發(fā)電廠(實(shí)際上幾乎所有在陽光直射下的太陽能電池板)通常在遠(yuǎn)高于STC條件的溫度下工作，因此每個(gè)太陽能電池板的比較都要在70度進(jìn)行。

n型襯底也不太容易出現(xiàn)各種退化機(jī)制，這些機(jī)制在制造質(zhì)量，測(cè)試和可重復(fù)性的同時(shí)，直接轉(zhuǎn)化為可靠性和壽命性能(投資回報(bào)率)。

上述問題無論如何都不是新問題。然而，有趣的是，在過去幾年中，許多新的n型進(jìn)入者試圖清楚地解釋這些，同時(shí)尋求擴(kuò)大新生產(chǎn)線并簡(jiǎn)單了解如何使生產(chǎn)線達(dá)到目標(biāo)效率，產(chǎn)量和分配目標(biāo)。

到目前為止，阻礙n型成為太陽能行業(yè)主流選擇的唯一問題是生產(chǎn)水平(年需求量的5%趨勢(shì))和制造成本(包括晶圓供應(yīng))。因此，這就解釋了為什么太陽能行業(yè)的每個(gè)人都需要密切關(guān)注n型公司，投資和擴(kuò)張計(jì)劃，并且從根本上支持許多人持有的長(zhǎng)期觀點(diǎn)，即n型市場(chǎng)份額增長(zhǎng)只會(huì)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，逐年增加。

為什么n型不能從p型看到的規(guī)模經(jīng)濟(jì)中受益?

目前，光伏產(chǎn)業(yè)正在為將p型多太陽能電池從3個(gè)母線移至5個(gè)母線，在p型單電池(PERC電池)的背面添加鈍化層，以及向下驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)成本允許以35c / W的價(jià)格銷售模塊，毛利率很小(正)。

然而，p型社區(qū) - 雖然是上述和其他不太公開的問題的結(jié)合 - 在五年內(nèi)共同將p型電池效率從15-18%提高到18-21%，代表了一個(gè)階段。這個(gè)行業(yè)對(duì)開發(fā)人員和EPC來說是最有成效和最有幫助的行業(yè)之一。

在這一點(diǎn)上，人們應(yīng)該指出，以前的估計(jì)(主要來自研究界或早期采用者)的p型性能在大規(guī)模生產(chǎn)中可以達(dá)到最大值已經(jīng)大大超過了。實(shí)際上，在3月份的PV CellTech 2018會(huì)議上，領(lǐng)先的多GW p型電池制造商各自都展示了在未來幾年內(nèi)將p型單電池平均電池效率提高到22-23%的路線圖。

我記得在PV CellTech上詢問了新南威爾士大學(xué)的Martin Green教授，他對(duì)100GW級(jí)光伏產(chǎn)業(yè)目前的電池性能水平最讓他感到驚訝的是，其中一個(gè)回復(fù)是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即沒有人擁有想象可以歸因于大規(guī)模生產(chǎn)學(xué)習(xí)的績(jī)效收益。

因此，要問的一個(gè)顯而易見的問題是：如果要擴(kuò)展到10GW或100GW，n型生產(chǎn)有什么可能呢?目前，n型(特別是IBC和HJT)的性能水平是業(yè)界領(lǐng)先的，但與目前任何一家生產(chǎn)商的GW-max相比，還有多少呢?當(dāng)然，如果IBC / HJT(或其混合變體)轉(zhuǎn)向此生產(chǎn)水平，那么默認(rèn)情況下，該行業(yè)將解決當(dāng)前存在的供應(yīng)和成本挑戰(zhàn)。

因此，或許應(yīng)該不要過分關(guān)注p型單PERC(在30GW +生產(chǎn)水平，與p型多輸出高度混合的成本結(jié)構(gòu))和n型電池之間的減小Δ，因?yàn)楸容^是不是在公平競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境中。問題應(yīng)該是：如果這些細(xì)胞概念在5-10個(gè)主要生產(chǎn)者中每個(gè)產(chǎn)生數(shù)十個(gè)GW時(shí)會(huì)如何比較?

與此同時(shí)，讓我們現(xiàn)在回歸到行業(yè)內(nèi)的n型增長(zhǎng)。

5年內(nèi)從2GW到5GW的年產(chǎn)量

直到幾年前，光伏產(chǎn)業(yè)只有少數(shù)幾家制造n型太陽能電池板的公司，努力分散在三種“不同”方法：背接觸太陽能電池(或交叉背接觸，IBC)，與摻雜前接觸/本征薄a-Si(鈍化)層(異質(zhì)結(jié))和n型設(shè)計(jì)更類似于常規(guī)p型太陽能電池處理但具有后鈍化/擴(kuò)散。

SunPower以其作為IBC電池的支持者而聞名，它是市場(chǎng)上所有n型(以及其他所有產(chǎn)品)的優(yōu)質(zhì)性能水平的基準(zhǔn)。如今，IBC加工的電池仍然保持市場(chǎng)領(lǐng)先地位。

松下繼承了三洋在日本和馬來西亞的異質(zhì)結(jié)設(shè)施，并且有一段時(shí)間是唯一提供這種技術(shù)的公司。正如我將在下文中討論的那樣，其他公司現(xiàn)在已進(jìn)入這一類型的n型太陽能制造業(yè)。

與IBC相比，異質(zhì)結(jié)(或HJT)性能略低，但提供比其他n型變體更高的功率。當(dāng)然，HJT的優(yōu)勢(shì)也可以與背面接觸混合，但這只是研發(fā)，而不是接近大規(guī)模生產(chǎn)。

“其他n型”分組過去已經(jīng)出現(xiàn)了一些試點(diǎn)活動(dòng)，但是大約10年前第一次真正進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)的努力，當(dāng)時(shí)英利綠色能源通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓增加了幾條生產(chǎn)線。歐洲研究機(jī)構(gòu)ECN(來自英利的'熊貓'產(chǎn)品)。然而，在過去幾年中，這一技術(shù)課程的競(jìng)爭(zhēng)程度最高，尤其是LG電子在韓國(guó)的成功，以及隨后在中國(guó)的幾家新公司的傳播。

新資本投資的最終結(jié)果是(有意義的)n型細(xì)胞生產(chǎn)者的數(shù)量增長(zhǎng)到大約20個(gè)，其他許多人也參與研發(fā)水平，或者與研究機(jī)構(gòu)合作開展合作項(xiàng)目。因此，n型的全球電池生產(chǎn)從2013年的2GW增長(zhǎng)到今年預(yù)計(jì)超過5GW。如下圖所示：

n型制造業(yè)的新進(jìn)入者正在推動(dòng)2018年的年產(chǎn)量超過5GW，這主要是由于采用英利綠色能源和LG電子近年來開創(chuàng)的許多相同步驟的工藝流程。

LG電子于2017年成為MW的領(lǐng)先n型生產(chǎn)商

LG電子幾乎不受關(guān)注，并且沒有大張旗鼓，可能在2017年的某個(gè)時(shí)候進(jìn)入光伏行業(yè)的領(lǐng)先地位，產(chǎn)生的n型容量超過任何其他公司。其中很大一部分原因是該公司過去幾年在韓國(guó)的激進(jìn)產(chǎn)能擴(kuò)張，受到201世紀(jì)前美國(guó)市場(chǎng)的刺激。

當(dāng)仔細(xì)觀察LG電子針對(duì)其n型電池的特定工藝流程時(shí)，人們可以看到一些其他趨勢(shì)，這些趨勢(shì)表征了整個(gè)n型片段，其中許多尚未發(fā)現(xiàn)與主流p型電池生產(chǎn)的兼容性。

目前，除少數(shù)中國(guó)新進(jìn)入者外，所有n型生產(chǎn)商都有某種形式的差異化，從SunPower(其線路完全由內(nèi)部IP擁有)到LG電子(多線和離子注入)可能具有標(biāo)準(zhǔn)雙面性的其他人(如SunPower)已經(jīng)研究了如何使用120微米厚以下的晶圓。該部門也是第一個(gè)使用薄晶圓并且具有銅(非銀)用于電氣收集的部分。

LG電子于2017年成為MW的領(lǐng)先n型生產(chǎn)商。圖片：PV Tech

n型受益于歐洲/西方設(shè)備供應(yīng)商

過去幾年中n型生產(chǎn)成功的很大一部分可以直接跟蹤設(shè)備供應(yīng)商的參與，許多領(lǐng)先的歐洲公司擁有超出其服務(wù)客戶群的工藝知識(shí)：Meyer Burger，INDEOtec ，SCHMID，Von Ardenne，Singulus，Tempress / Amtech。日本的技術(shù)訣竅 - 在日本與三洋的傳統(tǒng)合作 - 有些滲透到ULVAC和住友重工等公司，并通過亞洲的附屬或許可合作公司以各種形式存在。之前銷售用于：Si沉積(ULVAC，應(yīng)用材料，Jusung)的PCV / PECVD工具的公司顯然也會(huì)產(chǎn)生影響。

今天在亞洲和歐洲運(yùn)行的許多新型n型線路周圍可能會(huì)有許多上述公司的設(shè)備。n型部分(特別是對(duì)于HJT和所有其他部分，包括n-PERT /雙面變體)尚未圍繞標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行整合，并且仍然是中國(guó)工具供應(yīng)商認(rèn)為如果多GW應(yīng)該解決的問題在下一階段的n型擴(kuò)展期間從2019年開始增加。

消除晶圓可用性問題

以前，n型生產(chǎn)被認(rèn)為具有一定的局限性，特別是依賴于單錠拉制，直到最近幾年相對(duì)較小。事實(shí)上，如果不是LONGi和中環(huán)，可以說這同樣的限制也適用，用于n型電池生產(chǎn)的5英寸晶圓供不應(yīng)求，價(jià)格比普通晶圓產(chǎn)品高出15-20%。喜歡保利協(xié)鑫。

然而，所有這一切都隨著LONGi和中環(huán)的擴(kuò)張而改變，使得單一拉動(dòng)10-20GW的公司運(yùn)營(yíng)，并將生產(chǎn)成本降低到亞洲以前的晶圓供應(yīng)商所無法達(dá)到的水平(對(duì)于任何單晶圓，不僅僅是n-類型細(xì)胞生產(chǎn))。

幾乎在一夜之間，單晶圓片供應(yīng)已經(jīng)商品化，今天人們幾乎可以爭(zhēng)辯說，向n型晶圓供應(yīng)是凈正面，而不是絆腳石。目前，n型生產(chǎn)商的晶圓供應(yīng)主要是按需提供的，并決定使用硼或磷摻雜劑的拉拔器數(shù)量。用于n型電池生產(chǎn)的晶圓供應(yīng)不太可能在不久的將來進(jìn)入供應(yīng)過剩狀態(tài)，但考慮到中國(guó)領(lǐng)先的單晶圓供應(yīng)商主導(dǎo)市場(chǎng)的渴望，人們可以得出結(jié)論，如果需要額外增加一些n型即使在2019年生產(chǎn)，供應(yīng)鏈也將滿足中國(guó)的這種需求。

Heterojunction仍然是大多數(shù)新進(jìn)入者的領(lǐng)跑者

雖然上面的圖片可能沒有提出這一點(diǎn)，但HJT是目前中國(guó)，臺(tái)灣和歐洲/俄羅斯對(duì)n型新投資的重點(diǎn)。這些公司中的許多公司現(xiàn)在正在增加新的生產(chǎn)線，這里的成功將在未來的生產(chǎn)數(shù)據(jù)中更加清晰，而在2013-2018窗口時(shí)則不那么明顯。

司機(jī)多種多樣。對(duì)于許多中國(guó)公司而言，擁有“松下型”質(zhì)量/性能的面板顯然是許多人今天所希望擁有的，并且仍有一種信念，即如果它們能夠在大規(guī)模生產(chǎn)中匹配電池效率，那么他們可以解決這個(gè)問題。松下和三洋過去的致命弱點(diǎn)：生產(chǎn)成本。

對(duì)于其他人而言，轉(zhuǎn)向HJT可能就像需要重新利用傳統(tǒng)的a-Si投資(例如Hevel Solar，3Sun / Enel)以及將HJT視為基于c-Si的自然路徑一樣簡(jiǎn)單。

由于Meyer Burger和INDEOtec等工具供應(yīng)商正在進(jìn)行強(qiáng)大的研發(fā)，HJT以具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向多GW規(guī)模的前景良好。

轉(zhuǎn)向HJT可能就像需要重新利用傳統(tǒng)的a-Si投資(例如Hevel Solar，3Sun / Enel)以及將HJT視為基于c-Si的自然路徑一樣簡(jiǎn)單。圖片：PV Tech

PV ModuleTech和PV CellTech仍然是n型的首選檢測(cè)點(diǎn)

在PV CellTech的過去幾年中，我們專注于n型容量的新電池生產(chǎn)計(jì)劃，特別是HJT變體。事實(shí)證明，這可以讓人們對(duì)2 - 3年內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)可能出現(xiàn)的情況有所了解，此時(shí)大多數(shù)下游社區(qū)都有基于新模塊供應(yīng)商和技術(shù)的真正選擇。

雖然這可以解釋PV CellTech活動(dòng)背后的大部分原因，但PV ModuleTech 在公司優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品質(zhì)量和可融資性方面著眼于當(dāng)前對(duì)模塊供應(yīng)的影響。因此，今年在檳城舉辦的PV ModuleTech 2018活動(dòng)(2018年10月23日至24日)將是全球開發(fā)商和EPC明確了解2018年n型模塊供應(yīng)情況的絕佳場(chǎng)所。

對(duì)于許多人而言，它將簡(jiǎn)單地跟蹤可能從2020年開始影響其太陽能戰(zhàn)略的模塊技術(shù)。對(duì)于其他人而言，假設(shè)模塊供應(yīng)商和技術(shù)的選擇符合必要的盡職調(diào)查和可融資性要求，則可立即獲益。