太陽能創新技術調研報告
提高生產效率、降低成本。洞察未來新技術發展以及設備選型趨勢走向,創新不落人後!
在太陽能領域中,N 型技術的快速崛起成為當前矚目的焦點,隨著 N 型太陽能技術的不斷優化,我們正迎來一個低碳排、高效能的時代。由於傳統的 P 型太陽能技術因在效率和制程上的限制而逐漸被淘汰,推動了業界轉向更先進的技術,擁有更高效率的 N 型產品滲透率正急速提升中。其中,TOPCon 技術的優勢在於其能夠更有效地提高太陽能電池的轉換效率,以 M10 為例,目前業界平均已達 24.6%,同時在設備上具備與 PERC 產線的高度相容性,因而受到關注,並在 2024 已然成為成為 N 型太陽能領域的重大趨勢。
上游產能於 2023 年大量落地,供應瓶頸解決下帶動了整體供應鏈價格下滑。隨著 2023 年末矽料供應端逐步增量、拉晶稼動率持續提升下,全球矽料產能規模於該年度達到 210 萬噸,相較於先前出現大幅度增長,年增幅達 69%,然而 N 型矽片對矽料品質的需求較高,目前矽料的產出品質仍難以快速滿足 N 型拉晶的用料需求,並且開始出現「局部供需矛盾」的問題。以今年一季度為例,新產能增幅合計約每年 9.8 萬噸,其中頭部企業能滿足 N 型拉晶需求的產能占比僅 20%,意味著高品質矽料的供應在短時間內仍難以快速提升;此外,二線和新入企業均有新產能陸續投放,但多數企業的產量爬坡較為緩慢,加上面臨產出品質仍無法快速對應 N 型需求,不排除低品質的矽料產能將面臨退坡風險。
矽片方面,N 型產出比例出現跳躍式成長,在 2023 年 12 月份,多數廠家皆將產出目標提升到自身產能比重的 50% 以上,甚至也有個別企業以幾乎全比例的形式生產 N 型矽片,截至 2023 年末,N 型矽片滲透率已達 54%,預計於 2024 年 3月即可高達 70-75%。隨著 N 型矽片的產出增大,也間接反映出 N 型拉晶所需要的高品質矽料供應相對緊張。
隨著 PERC 提效進入瓶頸、N 型技術降本成果顯著,2023 年 N 型電池技術擴產迅速,目前 N 型電池技術的發展包括 TOPCon、HJT、xBC 等,其中又以 TOPCon 憑藉其高效能、與 PERC 產線的相容性、低溫度係數、弱光效應好等優勢,使其成為太陽能市場的新寵。根據 InfoLink 統計,截止 2023 年底,TOPCon 的名義產能已達 560 GW,HJT 和背接觸電池的產能也分別來到 45 GW 和 48 GW,而現有的 PERC 產能為 512 GW,意味著 2024 年新的 N 型高效電池技術產能將全面超過 PERC;此外,PERC 老舊產能已開始出現退坡的趨勢,預計規模將持續擴大,對於可被改造升級成 TOPCon 的產線目前也正在成長及醞釀中,雖實際改造規模和能力仍有待觀望,但隨著 TOPCon 的迅速發展和工藝上的優化,可以預見 2024 年 N 型滲透率仍將持續提升。
N 型模組方面,因擴產成本相對較低、與 PERC 產線相容性高等因素使得 TOPCon 成長速度明顯、HJT 亦緩步成長中,背接觸的技術工藝雖難度較高,但因其產能集中於頭部企業,故在 2023 年的成長亦同樣顯著,預計 2024 年 HJT 和背接觸的模組出貨量將分別提升至 24 GW 和 29 GW 左右。然而,因 N 型太陽能技術的快速普及,產能過剩和庫存問題也進而影響市場價格,尤其在 2023 年 TOPCon 產能大舉釋放之下,模組價格滑落較明顯,短期內 N 型與 P 型之間的價差有可能因市場淡季而出現同價競爭的趨勢,但考慮到成本線,低價競爭的策略恐無法長久支撐,TOPCon 仍需維持一定價格才能避免虧損率擴大。預估 TOPCon 上半年海外價格約 0.12-0.13 元美元,下半年價格恐將迎來 PERC 價格 0.1-0.11 美元、TOPCon 迫進 0.11 美元的水準。縱使 2024 年 N 型太陽能技術的優勢明顯,但行業仍需謹慎應對產能擴張,以免引發價格下降的潛在風險。
在新產能的釋放下,N 型市場佔有率也穩定攀升中,根據 InfoLink 統計,2023 年 P 型與 N 型市占率各別約 71% 與 27%,預計今年將帶來大幅轉變,取而代之的是 N 型技術將以近 79% 的市占率主宰太陽能市場,出貨量預估可高達 492 GW,反觀 PERC 的市場將逐步淡卻,預計 2026 至 2027 年將全面被 N 型取代。
展望未來,由於 TOPCon 相較於 HJT 和背接觸擁有更佳的成本性價比,將成為市場主流,但廠家仍會繼續在技術上進行研究以持續提升效率,在 TOPCon 效率達到極限後,下一步可能會是在既有 TOPCon 的產線引入 LECO(Laser-enhanced contact optimization,鐳射輔助燒結技術)等提效降本工序,透過此鐳射制程的輔助,將可有效提升 TOPCon 電池轉換效率 0.3% 以上,相同模組瓦數增益達到 5-10 W,預計該技術在今年上半年將逐步成為業界的標配製程。除了上述的工藝改良,未來新興的迭層技術也將進一步提高電池的轉換效率,如 TOPCon 與背接觸技術的結合或是 HJT 與鈣鈦礦技術上的結合等,有望近年內成為繼 TOPCon 之後的主流趨勢,並為太陽能市場帶來新突破。
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