短短幾年間，隨著太陽能行業(yè)的市場規(guī)模從50GW增長至100GW，各家公司對差異化生產(chǎn)的需求日益增加，尤其是正在進(jìn)入這一市場的公司或重新進(jìn)行戰(zhàn)略定位的公司。

為了開發(fā)新產(chǎn)能，提供效率更高或成本更低的產(chǎn)品一直是獲取資金的理想方式，在這一方面太陽能行業(yè)付出了諸多努力。

可悲的是，過去進(jìn)行的大多數(shù)嘗試都失敗了，這些嘗試的共同點是設(shè)備供應(yīng)鏈驅(qū)動了多晶硅分期交鑰匙項目的開發(fā)。但是新入行者似乎看不到明天，許多風(fēng)險資本家遭遇了虧損。

過去的2-3年中，伴隨著市場營銷的熱潮和多家公司雄心勃勃的聲明，重心已經(jīng)回歸到n型電池。然而，讓我們?nèi)未嬲妗Ｔ谧粉櫿鎸嵣a(chǎn)狀況時，我們一定會發(fā)現(xiàn)，確定的上升趨勢會支持市場熱度和投資水平向前發(fā)展。

本文揭示了n型產(chǎn)品在光伏行業(yè)中的發(fā)展歷程，將n型技術(shù)細(xì)分成三個子類：背接觸、異質(zhì)結(jié)及所有的其他產(chǎn)品。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于PV-Tech內(nèi)部研究團(tuán)隊整理的分析報告，可以從《光伏生產(chǎn)和技術(shù)季刊》中獲取該基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

對于n型組件的可用性，相關(guān)組件的性能、質(zhì)量、可靠性以及對公用事業(yè)太陽能項目公司/技術(shù)的嚴(yán)格評估來說，這些內(nèi)容的意義構(gòu)成了PV ModuleTech 2018大會的一部分。 PV ModuleTech 2018大會將于2018年10月23-24日在馬來西亞檳城召開。

為什么是n型?

對于太陽能組件的使用者來說，談?wù)撋贁?shù)載體壽命或表面復(fù)合速度，或者說聽起來更像是物理而不是投資回報率一類的問題基本上是找錯了話題。

當(dāng)然，理解物理很重要，假如你正在推動先進(jìn)電池加工技術(shù)的發(fā)展，那更是如此。但對開發(fā)商和EPC公司來說，以下是更適合它們的有關(guān)n型的結(jié)論。

從內(nèi)在屬性上來說，n型太陽能電池基質(zhì)的性能更佳。電池效率遠(yuǎn)高于近年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(P型多晶)。因此，組件功率(標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，大小相似的組件)增益多達(dá)幾十瓦。顯然，這會帶來與空間相關(guān)的優(yōu)勢，可以根據(jù)降低的系統(tǒng)資本性支出/Bos成本改善平準(zhǔn)化度電成本的計算結(jié)果。

此外，與所有p型產(chǎn)品(單晶和多晶)相比，n型高溫性能極為優(yōu)越。與First Solar的薄膜組件一樣，n型功率系數(shù)取決于溫度。尤其是，考慮到公用事業(yè)太陽能電站(實際上，幾乎所有處于直射陽光下的太陽能組件)通常都在溫度高于標(biāo)準(zhǔn)測試條件的工況下運行，有一種觀點認(rèn)為，對所有太陽能組件的比較都應(yīng)在70度的條件下完成。

鑒于制造質(zhì)量、測試和可重復(fù)性，n型基質(zhì)也不易發(fā)生各種降解，這直接意味著可靠性和壽期性能(投資回報率)。

上述問題并非新鮮事。然而有趣的是，過去數(shù)年間，許多n型新入場者都在嘗試解釋清楚這些問題，同時致力于增加新生產(chǎn)線，了解可以令生產(chǎn)線達(dá)到目標(biāo)效率、產(chǎn)量和分配目標(biāo)的做法。

截至目前，阻礙太陽能行業(yè)選擇n型做為主流產(chǎn)品的唯一問題是產(chǎn)能水平(年度需求占比趨向約5%)和制造成本(包括硅片可用性)。因此，這就解釋了為什么太陽能行業(yè)的每一個人都需要密切關(guān)注n型公司、投資和擴張計劃的原因，很多人持有的長期觀點是，n型市場份額的增長僅會在一段時間內(nèi)逐年增加，對這一問題的解釋也是這一長期觀點的背后依據(jù)。

n型為什么不能和p型一樣，從規(guī)模經(jīng)濟中獲益?

在p型單晶電池(PERC電池)背面增加鈍化層，降低生產(chǎn)成本令組件售價達(dá)到35美分/W同時保持較低的(正)毛利潤率，通過采取這些措施，光伏行業(yè)自豪的將p型多晶太陽能電池從3柵線推向了5柵線。

雖然存在上述及其它較少公開的種種問題，但是p型社群仍在5年時間內(nèi)一致將p型電池效率從15-18%提高到了18-21%，對開發(fā)方和EPC公司來說，這一階段也是業(yè)內(nèi)產(chǎn)出最高、獲得幫助最多的一個階段。

關(guān)于這一點，應(yīng)該指出的是，在大規(guī)模生產(chǎn)中，p型可以取得的最佳性能估值(主要從研究團(tuán)體或早期使用者處獲得)已經(jīng)被遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了。實際上，在2018年3月份召開的PV CellTech 2018大會上，多GW級領(lǐng)軍p型電池制造商們紛紛展示了未來數(shù)年可令p型單晶電池平均效率達(dá)到22-23%的路線圖。

在PV CellTech大會上，筆者問了新南威爾士大學(xué)的Martin Green教授一個問題，就當(dāng)前100GW規(guī)模光伏產(chǎn)業(yè)的電池性能水平來看，最讓他感到吃驚的是什么。其中一個回答是，沒人想到是從大規(guī)模生產(chǎn)中學(xué)到的知識推動了性能增益。

因此，一個明顯的問題是：如果要升級到10GW或100GW，n型生產(chǎn)會出現(xiàn)怎樣的發(fā)展?目前，n型(特別是IBC和HJT)性能水平處于行業(yè)領(lǐng)先地位，但與今天任何一家生產(chǎn)商的最高GW級產(chǎn)能相比，還有多少潛力可供挖掘?當(dāng)然，如果IBC/HJT(或兩種混合)達(dá)到了這種產(chǎn)能水平，那么人們默認(rèn)太陽能行業(yè)能夠解決當(dāng)下的供應(yīng)和成本挑戰(zhàn)。

所以，或許人們無須過多關(guān)注p型單晶PERC(30GW+產(chǎn)能水平，成本結(jié)構(gòu)與p型多晶高度混合)和n型電池之間的遞減函數(shù)，因為這種比較不是在同一個水準(zhǔn)上進(jìn)行的。人們應(yīng)該問的問題是：如果每一種電池都有5-10家大型生產(chǎn)廠生產(chǎn)，產(chǎn)能達(dá)到數(shù)十GW，那么該如何比較這些電池概念?

與此同時，現(xiàn)在讓我們回到當(dāng)下業(yè)內(nèi)的N型增長。

五年間，年產(chǎn)能從2GW增至5GW

直至數(shù)年前，光伏行業(yè)僅有幾家公司主要采取三種“不同”辦法生產(chǎn)n型太陽能組件：背接觸太陽能電池(或叉指背接觸，IBC)，正面接觸摻雜/本征a-Si(鈍化)薄層(異質(zhì)結(jié))電池和更類似于常規(guī)p型太陽能電池加工工藝、但可以進(jìn)行背面鈍化/擴散的n型電池。

SunPower作為IBC電池的倡導(dǎo)者而聞名，它對市場上所有的n型(以及其他所有的)產(chǎn)品的性能水平進(jìn)行了比較。IBC電池今天仍保持著市場領(lǐng)導(dǎo)地位。

松下公司繼承了三洋公司在日本和馬來西亞的異質(zhì)結(jié)設(shè)備，有一段時間松下是唯一一家提供這種技術(shù)的公司。其他公司現(xiàn)在也進(jìn)入了n型太陽能電池生產(chǎn)領(lǐng)域，筆者將在下文中進(jìn)行討論。

與IBC相比，異質(zhì)結(jié)(或HJT)的性能水平稍遜一籌，但功率高于其他n型。當(dāng)然，HJT的長處也可以與背接觸相結(jié)合，但目前僅限于研發(fā)，無法用于大規(guī)模生產(chǎn)。

過去，“其他n型”類別的電池也進(jìn)行了一些試點生產(chǎn)活動。大約10年前，通過與歐洲研究所ECN簽署的技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議(英利 ‘熊貓’系列產(chǎn)品)，英利綠色能源擴大了數(shù)條生產(chǎn)線，這是真正意義上開始這一類電池的大規(guī)模生產(chǎn)。然而，在過去幾年中，這一技術(shù)類別遭遇了最激烈的競爭，尤其是LG電子在韓國的成功以及數(shù)家新的中國公司的成功。

新資本投資的最終結(jié)果是，(有意義的)n型電池生產(chǎn)商的數(shù)量增至約20家，還有很多其他公司以研發(fā)形式參與，或與研究機構(gòu)合作開發(fā)項目。因此，全球n型電池產(chǎn)量已經(jīng)從2013年的2GW增長至今年的逾5GW。如下圖所示。

G電子成為2017年n型產(chǎn)品兆瓦級領(lǐng)軍生產(chǎn)商

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2017年，LG電子低調(diào)躋身光伏行業(yè)領(lǐng)軍位置，n型產(chǎn)能高于其他所有公司。很大程度上，這是由于過去數(shù)年公司積極在韓國擴張產(chǎn)能，同時還因為受到201案之前美國市場的刺激。

仔細(xì)觀察LG電子n型電池的具體工藝流程，可以發(fā)現(xiàn)做為一個整體來看時n型領(lǐng)域的一些其他發(fā)展趨勢，而這些發(fā)展趨勢與主流p型電池生產(chǎn)并不相容。

目前, 除了幾家中國新入場者外, 所有的n 型生產(chǎn)商都存在某種形式的差別, 從SunPower (擁有生產(chǎn)線完全內(nèi)部知識產(chǎn)權(quán)) 到 LG 電子 (多主柵和離子注入) 到其他可能將雙面作為標(biāo)準(zhǔn)或 (像 SunPower) 已經(jīng)解決了如何使用低于120微米厚度硅片問題的公司。這也是首個使用薄硅片和銅(而不是銀)集電的領(lǐng)域。

n型為歐洲/西方設(shè)備供應(yīng)商帶來的優(yōu)勢

過去數(shù)年，n型產(chǎn)品的成功發(fā)展可直接追溯到設(shè)備供應(yīng)商的參與，多家歐洲領(lǐng)軍公司的工藝知識都超過了它們服務(wù)的客戶群如梅耶博格、INDEOtec、SCHMID、Von Ardenne、 Singulus和Tempress/Amtech公司。日本的經(jīng)營之道——如日本三洋公司傳統(tǒng)做法的影響已經(jīng)超出了ULVAC和住友重工等公司的范圍，以各種形式存在于亞洲的附屬或特許合作公司中。很明顯，此前出售過a:Si涂層PCV/PECVD設(shè)備(ULVAC, Applied Materials, Jusung)的公司也會產(chǎn)生影響。

當(dāng)下，亞洲和歐洲正在運行的許多n型新生產(chǎn)線都使用了諸多上述公司的設(shè)備。n型領(lǐng)域(尤其是HJT以及其他所有n-PERT/雙面產(chǎn)品)仍有待根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工藝流程進(jìn)行整合。假如2019年及之后的下一階段n型擴產(chǎn)中會增加多GW級項目，那么這一領(lǐng)域也是中國設(shè)備供應(yīng)商們應(yīng)該重點關(guān)注的。

消除硅片可用性疑慮

此前，人們認(rèn)為n型生產(chǎn)受到一定限制，尤其是n型生產(chǎn)需要依靠單晶硅錠拉制，而直至最近單晶硅錠拉制才成為相對意義上的小眾市場。

實際上，如果不是因為隆基集團(tuán)和中環(huán)半導(dǎo)體公司，這一限制仍然會存在，因為n型電池生產(chǎn)所需的5英寸硅片短缺，價格比協(xié)鑫這一類公司供應(yīng)的常規(guī)硅片要高出15-20%。

然而，隨著隆基和中環(huán)半導(dǎo)體將單晶拉制擴大成10-20GW的公司業(yè)務(wù)，生產(chǎn)成本也達(dá)到此前亞洲供應(yīng)商們從未達(dá)到過的水平(指所有單晶硅片而不僅僅是n型電池)，一切都改變了。

幾乎一夜之間，單晶硅片成為了一種商品化供應(yīng)的產(chǎn)品。當(dāng)下，人們幾乎可以認(rèn)為n型硅片供應(yīng)是一項正面因素而非絆腳石。當(dāng)前，n型生產(chǎn)商的硅片主要都是按需供應(yīng)的，生產(chǎn)商需要決定使用硼摻雜劑或是磷摻雜劑的拉制機的數(shù)量。n型電池的硅片供應(yīng)不大可能在短期內(nèi)出現(xiàn)供過于求，鑒于中國單晶硅片領(lǐng)軍供應(yīng)商們占據(jù)市場的渴望，我們可以得出的結(jié)論是，即使2019年會增加額外數(shù)GW 的n型產(chǎn)能，供應(yīng)鏈也可以滿足中國需求。

異質(zhì)結(jié)仍是新入場者們的首選

上文中未提及的是，對大部分進(jìn)入中國、歐洲和俄羅斯n型市場的新投資方來說，HJT是重心所在。這些公司中有很多都在增加新生產(chǎn)線，不斷攀升的生產(chǎn)數(shù)據(jù)更清楚的讓人們看清了這一領(lǐng)域取得的成功，而在2013-2018年間的窗口期，這一領(lǐng)域的表現(xiàn)卻差強人意。

推動因素多種多樣。對許多中國公司來說，它們現(xiàn)在渴望能夠擁有“松下”品質(zhì)/性能的組件。人們還相信，如果這些公司在大規(guī)模生產(chǎn)中能夠匹配電池效率，它們就能夠解決松下和三洋過去面臨的阿喀琉斯之踵——生產(chǎn)成本問題。

對其他人來說，轉(zhuǎn)向HJT就和需要重新調(diào)整a-Si投資一樣簡單(例如Hevel Solar、3Sun/Enel)，HJT被視為以c-Si為基礎(chǔ)的自然發(fā)展路線。

梅耶博格和INDEOtec這一類重要設(shè)備的供應(yīng)商進(jìn)行了大力研發(fā)，HJT有望發(fā)展成為具有競爭性成本結(jié)構(gòu)的多GW級項目。

PV ModuleTech 和PV CellTech仍將關(guān)注n型進(jìn)展

過去數(shù)年，我們在PV CellTech大會上關(guān)注的都是n型電池的新產(chǎn)能計劃，尤其是HJT電池。這為未來2-3年的大規(guī)模生產(chǎn)提供了有價值的信息，屆時下游公司群體可以根據(jù)新組件供應(yīng)商和技術(shù)做出真實的選擇。

上述問題是推動舉辦PV CellTech大會的大部分因素，而PV ModuleTech 從公司實力、產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性角度關(guān)注對組件供應(yīng)的影響。今年將于檳城召開的PV ModuleTech 2018大會(2018年10月23-24日)為全球開發(fā)方和EPC公司提供了準(zhǔn)確獲知2018年n型組件供貨狀況的理想機會。

對許多人來說, 這只是一個跟蹤組件技術(shù)發(fā)展的機會，這種組件技術(shù)會影響它們2020年及之后的太陽能戰(zhàn)略。而對其他公司來說，假如所選的組件供應(yīng)商和技術(shù)能夠滿足必須的嚴(yán)格評估要求及盈利性要求的話，那么大會會帶來直接效益。