馬斯克“秘密宏圖”將揭曉？深度剖析四大光伏電池
愈行愈近，特斯拉第三篇章科技宏圖將揭曉！
3月1日，特斯拉將在特斯拉投資者日推出秘密宏圖計(jì)劃的第三篇章（MasterPlanPart3），并稱這將是一條通向“地球如何走向完全可再生能源”之路，前路一片光明。
過往篇章中，第一篇章基本全部實(shí)現(xiàn)，第二篇章中在自動(dòng)駕駛方面規(guī)劃尚未實(shí)現(xiàn)。
第三篇章的主題有跡可循
愈行愈近，特斯拉第三篇章科技宏圖將揭曉！3月1日，特斯拉將在特斯拉投資者日推出秘密宏圖計(jì)劃的第三篇章（MasterPlanPart3），并稱這將是一條通向“地球如何走向完全可再生能源”之路，前路一片光明。
過往篇章中，第一篇章基本全部實(shí)現(xiàn)，第二篇章中在自動(dòng)駕駛方面規(guī)劃尚未實(shí)現(xiàn)。
第三篇章的主題有跡可循，早在22年3月，馬斯克曾在推特上回應(yīng)：特斯拉宏圖第三篇章的重點(diǎn)是擴(kuò)大規(guī)模到極致、擺脫化石能源和AI。從近期官方消息和產(chǎn)業(yè)鏈動(dòng)向看，市場猜測(cè)主要會(huì)聚焦光伏方面。
今天我們一起提前了解下光伏電池行業(yè)現(xiàn)狀、未來發(fā)展方向以及核心上市公司。
1、雙碳背景下，光伏快速發(fā)展，高效光伏電池技術(shù)迭代
近些年，全球溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，極端天氣不斷出現(xiàn)，國際已經(jīng)達(dá)成共識(shí)：減少碳排放、實(shí)現(xiàn)碳中和。在此大背景下，我國加大降低碳排放的政策，22年6月，《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布，提到重點(diǎn)發(fā)展可再生能源。
可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等，在自然界中可以循環(huán)再生，是取之不盡、用之不竭的能源。
光伏發(fā)電是利用太陽能電池材料的光生伏特效應(yīng)（光伏效應(yīng)），將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電形式，而光伏發(fā)電已經(jīng)成為國內(nèi)外重要的可再生能源發(fā)電方式。
光伏產(chǎn)業(yè)可分別為硅料、硅片、電池、組件和光伏系統(tǒng)等環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)上游是硅料與硅片環(huán)節(jié)；產(chǎn)業(yè)中游是電池片與光伏組件；產(chǎn)業(yè)下游是發(fā)電系統(tǒng)。
光伏電池片是決定組件效率和成本的核心部件，對(duì)降低光伏發(fā)電成本起到關(guān)鍵作用，未來技術(shù)發(fā)展主要有兩個(gè)方向：一是提升太陽光吸收率；二是促使光能盡可能多地轉(zhuǎn)化為電能。
按照發(fā)展歷程來分，光伏電池主要分為三代：第一代晶硅電池、第二代薄膜電池、第三代新型電池。
資料來源：國盛證券研究所資料來源：國盛證券研究所
①第一代晶硅電池，包括單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池。
按照襯底材料不同分為P型電池和N型電池，P型電池是以P型硅片為襯底的電池片，N型電池是以N型硅片為襯底的電池片。其中TOPCon、HJT電池、IBC電池屬于N型電池。優(yōu)點(diǎn)是電池器件穩(wěn)定性好，但是成本高，光電轉(zhuǎn)換效率一般。N型電池比P型電池轉(zhuǎn)換效率更高。
②第二代薄膜電池，主要包括碲化鎘（CdTe）、砷化鎵（GaAs）、銅銦鎵硒（CIGS）電池。優(yōu)點(diǎn)是制作工藝簡單，器件穩(wěn)定性好，但缺點(diǎn)是不夠環(huán)保，會(huì)污染環(huán)境。
③第三代新型電池，比如投資者熟知的鈣鈦礦電池，又分為單結(jié)鈣鈦礦和多結(jié)疊層鈣鈦礦。優(yōu)點(diǎn)原材料儲(chǔ)量豐富，轉(zhuǎn)化效率高，制作工藝簡單，缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較差。
2、TOPCon電池—隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池
TOPCon電池，也叫作隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池，采用了高質(zhì)量的超薄氧化硅和重?fù)诫s多晶硅的疊層結(jié)構(gòu)，對(duì)全背表面實(shí)現(xiàn)了高效鈍化，同時(shí)載流子選擇性地被收集。優(yōu)點(diǎn)是制備工藝簡單，無光致衰減問題，可以與傳統(tǒng)高溫?zé)Y(jié)技術(shù)相兼容。
根據(jù)摻雜多晶硅層沉積方法的不同，TOPCon技術(shù)路線主要分為LP路線、PE路線和PVD路線三類，主流的LP路線和PE路線選擇的廠商分別占比47%和46%，市場認(rèn)可度較高，而PVD路線受成本困擾當(dāng)前占比僅7%。
2023年從降本增效來實(shí)現(xiàn)市場化的角度考慮，TOPCon占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)，2023年擴(kuò)產(chǎn)保持高速增長。
目前主要電池廠商包括晶科科技、中來股份、隆基綠能、國電投、鈞達(dá)股份、通威股份、晶澳科技等；設(shè)備端主要包括捷佳偉創(chuàng)、金辰股份、京山輕機(jī)、拉普拉斯等。
3、IBC電池—交指式背接觸電池
IBC電池也叫交指式背接觸電池，將p+摻雜區(qū)域和n+摻雜區(qū)域均放置在電池背面（非受光面），ibc電池的受光面無任何金屬電極遮擋，從而有效增加電池的短路電流，使電池的能量轉(zhuǎn)化效率得到提高。
IBC電池的結(jié)構(gòu)一般以n型硅作為基底，前表面是n+的前表面場區(qū)FSF，背表面為叉指狀排列的p+發(fā)射極和n+背場BSF。前后表面均采用SiO2/SiNx疊層膜作為鈍化層。正面無金屬接觸，背面的正負(fù)電極接觸區(qū)域也呈叉指狀排列。
IBC電池的優(yōu)點(diǎn)是電池正面無柵線遮擋，可實(shí)現(xiàn)入射光子的最大利用率，還能夠降低串聯(lián)電阻，提高填充因子FF，外形美觀，適用于光伏建筑一體化。缺點(diǎn)是工藝過程復(fù)雜，對(duì)基體材料要求過高。
目前，隆基綠能、愛旭股份、普樂、天合光能、中來股份、晶澳科技、海潤光伏等均有相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備。
4、HJT電池—異質(zhì)結(jié)電池
HJT電池也叫作異質(zhì)結(jié)電池，HJT電池是一種利用晶體硅基板和非晶體硅薄膜制成的混合型太陽能電池。非晶硅層作為緩沖層插入P-N結(jié)之間，實(shí)現(xiàn)更好的鈍化效果，大幅減少載流子的復(fù)合，提高少子壽命和開路電壓。
HJT電池的結(jié)構(gòu)由n型單晶襯底、光照側(cè)p－i型氫化非晶硅層(膜厚5～10nm)、背面?zhèn)萯－n型氫化非晶硅層(膜厚5～10nm)以及兩側(cè)透明電極和集電極構(gòu)成具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，是一種雙面電池。
資料來源：華西證券研究所
HJT電池制備流程更為簡潔，但工藝難度較高，HJT電池要求的表面鈍化水平越高，工藝控制的嚴(yán)格程度就越高。
目前市場上宣布的HJT電池產(chǎn)能已經(jīng)超過120GW，但由于降本預(yù)期的不明確和盈利能力的限制，大部分HJT擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃沒有明確的達(dá)產(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
主要電池廠包括愛旭股份、通威股份、東方日升、阿特斯、晶澳科技、晉能、金剛玻璃、REC、梅耶博格等；設(shè)備廠商主要包括邁為股份、捷佳偉創(chuàng)、金辰股份、京山輕機(jī)等。
5、鈣鈦礦電池—第三代電池
鈣鈦礦電池，是第三代電池，被稱為“光伏明星電池”。工作原理與晶硅電池類似，也是光生伏特效應(yīng)。
鈣鈦礦電池在吸收光子后可以產(chǎn)生空穴-電子對(duì)，并在室溫下解離。解離的電子遷移至電子傳輸層（ETL），空穴遷移至空穴傳輸層（HTM），電子和空穴分別經(jīng)電池兩側(cè)的透明導(dǎo)電電極（FTO）和金屬電極手機(jī)，并產(chǎn)生電流。
資料來源：國盛證券研究所資料來源：國盛證券研究所
相較于晶硅和薄膜電池，鈣鈦礦電池優(yōu)勢(shì)較多，能更有效地利用高能量的紫外和藍(lán)綠可見光，轉(zhuǎn)換效率高，投資性價(jià)比高，發(fā)電性能優(yōu)異。
鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)包括TCO導(dǎo)電玻璃、電子傳輸層（ETL）、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層（HTL）和金屬電極。
相較于晶硅和薄膜電池，鈣鈦礦電池優(yōu)勢(shì)較多，能更有效地利用高能量的紫外和藍(lán)綠可見光，轉(zhuǎn)換效率高，投資性價(jià)比高，發(fā)電性能優(yōu)異。
鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)包括TCO導(dǎo)電玻璃、電子傳輸層（ETL）、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層（HTL）和金屬電極。
鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)包括TCO導(dǎo)電玻璃、電子傳輸層（ETL）、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層（HTL）和金屬電極。
鈣鈦礦尚處起步階段，眾多企業(yè)持續(xù)關(guān)注和布局。天合光能、協(xié)鑫光電、東方日升、晶科能源、拓日新能、杭蕭鋼構(gòu)、萬潤股份等廠商正儲(chǔ)備相關(guān)技術(shù)。設(shè)備廠商如捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、京山輕機(jī)、杰普特等已有相關(guān)設(shè)備布局。
作者： 來源：同花順 責(zé)任編輯：jianping
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