企业竞争图谱：2024年BC（背接触）光伏电池 头豹词条报告系列

Leadleo.com 企业竞争图谱：2024年BC（背接触）光伏电池头豹词条报告系列 马天奇·头豹分析师 2024-08-02未经平台授权，禁止转载 版权有问题？点此投诉 制造业/电气机械和器材制造业/电池制造 工业制品/工业制造 行业： 光伏组件 光伏银浆 光伏电站 关键词： 行业定义 光伏电池是决定组件效率和成本的关键器件，也是产… 行业分类 按照技术路线的分类方式，BC电池行业可以分为如下… 行业特征 BC电池行业特征包括：1.对比传统技术兼容性强，效… 发展历程 BC（背接触）光伏电池行业目前已达到4个阶段 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 行业规模 BC（背接触）光伏电池行…暂无评级报告 SIZE数据 政策梳理 BC（背接触）光伏电池行业相关政策5篇 竞争格局 数据图表 摘要光伏电池是决定组件效率和成本的关键器件，也是产业链中技术含量最高的环节。过去几年，无论是单晶还是多晶电池，每年效率均提升0.3%-0.4%。然而，当前转换效率的提升已达到极限，且电池环节的盈利能力较低。开发新技术提高转化效率成为当前光伏技术竞争的核心。背接触（BackContact）电池技术，把正负电极都置于电池背面，没有金属电极遮挡，最大限度地利用入射光，减少光学损失，带来更多有效发电面积，拥有高转换效率，且外观上更加美观。BC电池兼容性强，可与TOPCon、HJT等技术叠加降低成本，提高电池效率，也称为“xBC电池”。2019年—2023年，中国BC电池行业市场规模由0亿元增长至27.47亿元。预计2024年—2028年，BC电池行业市场规模由137.76亿元增长至1,431.38亿元，期间年复合增长率79.54%。 行业定义[1] 光伏电池是决定组件效率和成本的关键器件，也是产业链中技术含量最高的环节。过去几年，无论是单晶还是多晶电池，每年效率均提升0.3%-0.4%。然而，当前转换效率的提升已达到极限，且电池环节的盈利能力较低。开发新技术提高转化效率成为当前光伏技术竞争的核心。 定义：背接触（BackContact）电池技术，把正负电极都置于电池背面，没有金属电极遮挡，最大限度地利用入射光，减少光学损失，带来更多有效发电面积，拥有高转换效率，且外观上更加美观。BC电池兼容性强，可与TOPCon、HJT等技术叠加降低成本，提高电池效率，也称为“xBC电池”。 [1]1：https://www.cetcs… 2：嘉科新能源、隆基绿能 行业分类[2] 按照技术路线的分类方式，BC电池行业可以分为如下类别： BC电池行业基于技术类型的分类 HBC （IBC+N型HJT） HeterojunctionBackContact，异质结背接触电 池，正面无电极遮挡，采用a-Si:H作为双面钝化层，同时具备IBC电池和HJT（异质结）电池的优势，能够取得更高的开路电压和更高的短路电流，从而达到更高的光电转换效率。 PBC （IBC+PERC） PassivatedBackContact，钝化背接触电池，其主要特点是通过在电池背面进行钝化处理和优化电极结构，以提高电池的光电转换效率。 ABC（爱旭自研，以N型硅片为衬底，与TBC类似） AllBackContact，是爱旭自主研发的全新一代全背接触太阳能晶硅电池，具有正面美观无栅线、高转换效率、高可靠性、低衰减、温度系数好、阴影遮挡发电优化、高温抑制等特点。 BC（背接触）光伏电池分类 HPBC（隆基自研，以P型硅片为衬底，TBC+PBC） HybridPassivatedBackContact，复合钝化背接触电池，是以电池正面无栅线为特点的新一代高效电池技术。将电池所有负责收集传输载流子的金属栅线全部移到组件背面，用于接收光线的电池正面完全没有栅线遮挡，使得入射到电池的光线被充分吸收，提升了电池的光线利用率。 TBC（IBC+N 型TOPCon） 又名POLO-IBC电池，是将TOPCon钝化接触技术与IBC相结合而成的单结晶硅电池，兼具了IBC和TOPCon电池技术的双重优势，正面无栅线，能有效提高钝化效果和开路电压，获得更高的光电转换效率 IBC（技术平台，最基础BC电池） InterdigitatedBackContact，叉指式背接触电池，一种高效晶硅太阳能电池结构。这种电池正面无栅线电极，正负极交叉排列在背面，前表面仅有减反射层和钝化层。IBC电池最大的特点是PN结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，为使用者带来更多有效发电面积，有利于提升光电转换效率。 [2]1：https://www.cetcs… 2：https://www.abpv… 3：https://ner.jgvogel… 4：爱旭股份、嘉科新能源… 行业特征[3] 1对比传统技术：兼容性强，效率更高 叉指背接触式（IBC）太阳电池具有正负电极在背面交叉分布的特点，正面无金属栅线遮挡，消除了遮光损失，因而具有较高的短路电流，是目前光电转换效率最高的晶体硅太阳电池之一。提升IBC太阳电池光电转换效率的两种主要方向是：提高钝化效果和作为底电池应用于叠层电池中以提升光利用率。现阶段，通过优化IBC太阳电池表面钝化衍生出新型高效太阳电池，这些新型电池通过应用载流子选择钝化接触，抑制少数载流子在界面处的复合速度，从而有效提高表面钝化效果。包括叉指背接触异质结（HBC）电池和多晶硅氧化物选择钝化背接触（POLO-IBC）电池等，体现出其兼容性较强。通过对比发现，IBC（29.1%）相比PERC（24.5%）和TOPCon（28.5-28.7%）理论最高值有显著提升，量产效率与HJT（高于PERC和TOPCon）基本相同。 BC电池行业特征包括：1.对比传统技术兼容性强，效率更高；2.核心工艺在于钝化、图形化、金属化；3.产业处于快速降本阶段；4.生产端：脱银化趋势确立。 2核心工艺：钝化、图形化、金属化 钝化：高效率和低成本是太阳能电池研究的核心方向。在生产过程中，基体硅片成本占比最高，为降低生产成本并实现光伏电价平价上网，硅片薄化成为趋势。然而，薄化导致的表面复合问题对表面钝化技术提出了更高要求。IBC太阳电池采用金字塔结构和抗反射层以增强光捕获效果，并在钝化层下通过扩散形成前表面场（FSF）或p型浮动结（FFE）结构。FSF结构利用n+/n高低结电场排斥少数载流子，减少复合，提高光电转换效率；FFE结构通过P+/n结注入少子空穴，增加短路电流密度。图形化：BC电池背面通常通过印刷源浆、光刻、激光掺杂等方式形成叉指状的P+区和n+区，优化P+区占比和减小金属接触面积有助于提升电池性能。以HIBC制备工艺为例，背面发射极的制备过程需要反复沉积（PECVD与PVD工艺）薄膜并蚀刻。金属化：BC电池需要分别将正负电极精准印刷在P+区和N+区，对工艺精度要求较高。背面金属化主要采用丝网印刷和铜蒸镀两种方式。随着丝网印刷材料和设备的优化，背面电极的精确对位问题已解决，使得背面设计和成本控制（可降低银浆用量）得到显著改善，丝网印刷方式的优势逐渐显现。通常情况下丝网印刷工序汇集了整条电池片生产线大约一半的工艺人员。 3产业阶段：快速降本阶段 相比钙钛矿技术路线，BC电池的难度系数较低，其光电转换效率理论值有望突破30%。BC电池的主要竞争对手是N型电池。无论是钙钛矿电池还是BC电池，核心问题在于规模化量产的成本。尤其是正负极栅线全部在背面的BC电池，制造难度较大，尚未彻底解决工艺复杂和成本高的问题。目前，BC电池的产品良率已 产业形成期1996~2012 达到95%，具备大规模量产能力，当前处于快速降本阶段。预计BC电池成为产业主流需5-6年，目前仍面临成本挑战。 4生产端：脱银化趋势确立 银浆是高效太阳能电池的重要原材料，分为高温银浆（用于TOPCon电池）和低温银浆（用于异质结电 池），占电池片非硅成本的30%-40%。根据中国光伏行业协会说明，TOPCon电池双面银浆平均消耗量约109mg/片，异质结电池双面低温银浆消耗量约115mg/片。由于银浆成本高且价格波动大，电池企业正通过工艺优化降低银浆消耗。例如爱旭珠海项目生产的N型ABC电池采用无银工艺，降低了成本。目前主流BC技术在P型硅片上使用铝浆替代银浆，性价比更优。N型硅片的BC电池采用电镀铜技术，但成本较高。悲观预计光伏产业即将进入TW时代，而目前脱银化还未完全普及，对银浆需求将大幅增长，占总供应量的35%-50%，可能导致银价上涨。 [3]1：https://www.cetcs… 2：https://news.solar… 3：https://guangfu.bj… 4：https://www.cetcs… 5：https://caijing.chin… 6：嘉科新能源、《不同薄… 发展历程[4] 背接触（IBC）太阳电池技术自1975年提出概念以来，经历了技术验证（1975-1996年）、产业形成 （1996-2012年）、研发突破（2012-2017年）和激烈竞争（2017年至今）四个阶段。技术验证期内，IBC技术从概念提出到实验研究取得突破；产业形成期，SunPower公司和天合光能等实现了IBC电池的高效性验证和初步产业化；研发突破期，中国企业技术不断提升，达到世界领先水平；激烈竞争期，全球IBC电池技术快速发 技术发展期1975~1996 1975年，Schwartz等人提出了背接触的概念。 1984年，Swanson等人报道了与IBC类似的点接触（PointContactCell，PCC）太阳电池，并在88倍聚光系统下得到19.7%的转换效率。 1985年，Verlinden等人在标准光照下，制备出效率21％的IBC太阳电池。 背接触太阳电池技术从概念提出、实验研究到技术突破的逐步发展。 展，中国IBC电池生产线规模化加速，混合高效技术逐步成熟，全球竞争加剧。 1997年，SunPower公司和斯坦福大学开发的IBC电池，在1个光照下得到23．2％的转换效率。 2004年，SunPower公司采用点接触和丝网印刷技术研发出第一代大面积（149cm2）的IBC电池A－ 300，电池效率为21.5%。 2007年，SunPower公司经过对原有A－300IBC电池工艺的优化和改进，研发出可量产的平均效率 22.4%的第二代IBC电池。 2012年，天合光能承担国家863计划"效率20%以上低成本晶体硅电池产业化成套关键技术研究及示范生产线"。 IBC太阳电池技术从高效性验证、产业化初期、工艺优化与量产到国家支持与技术推广的逐步发展。 研发突破期2012~2017 2014年，SunPower公司在n型CZ硅片上制备的第三代IBC太阳电池，最高效率达到25.2％。 2014年，天合光能创造了光电转换效率高达24.4%的世界纪录。 2017年，天合光能公司通过自主研发，在6英寸（1英寸=2.54cm）的n型单晶硅上实现了24.13%的IBC太阳电池光电转换效率。同年HBC电池报道出了26.6％的电池转换效率。 中国企业技术不断突破，达到世界一流水平，此外HBC等技术方案不断推出。 激烈竞争期2017~ 2019年，黄河水电公司建立了国内首条IBC电池量产线，取得了23.7%的量产IBC太阳电池光电转换 效率。 2020年，T.C.Kho等人提出了一种SiO2-SiNx-SiO2(ONO)表面钝化膜结构，使IBC太阳电池的磷扩散 和硼扩散表面饱和电流密度分别小于10和20fA/cm²，展现了优良的表面钝化效果，相应的IBC太阳电池也获得了25%的光电转换效率。2022年，德国哈梅林太阳能研究所ISFH的科学家设计了一种集成光子晶体的多晶硅氧化物 （POLO）叉指背接触（IBC）太阳能电池，并且发现，通过改进钝化，效率还可以提高到29.1%。2023年，由福建金石能源有限公司高效太阳电池