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最近光伏项目建设EPC和光伏辅材板块表现超级亮眼,除了这两个板块,光伏行业今年还有什么方向值得关注?还真有一个不错的方向!

光伏EPC和辅材的逻辑是上游原材料降价,下游需求有望释放,加上去年,两个板块受制于上游硅料价格高企,下游需求萎缩,产能过剩,受到市场抛弃,二级市场处于低位。但如果从光伏产业的长期发展驱动力出发,有一个板块的长期机会更加确定。

它就是N型光伏电池设备板块,其中今年又以钙钛矿电池设备方向机会最大。

01 N型光伏电池开始大规模商用

为什么呢? 光伏行业发展的根本驱动力是转化率的提升和成本的下降,而当下的光伏行业,最确定的发展趋势是P型电池向N型电池的升级转换。

行业里普遍认为2022年是“N型技术元年”,原因是N型电池开始进入商业化进程,全球N型产品总产量超过10GW,注意是产量,非产能。此外,N型组件的全生命周期单瓦发电量可以提升3-5%,已经得到行业广泛认同,很多电力企业也开始针对N型产品进行百兆瓦量级的单独招标,或在技术评分环节给予更多优待。

P型电池的产能扩张进入末期,N型电池的渗透率逐步提升已经是确定无疑的大趋势了。

而N型电池又主要包括TOPCon、HJT、IBC,尤其是TOPCon和HJT,得到了主流厂商的认可,它们相比P型电池的量产效率有明显提升,供应链也相对成熟,降本路线清晰,更容易实现产业化。

如果说2022年属于N型电池技术元年,2023年则可以称为N型电池的量产元年。现在市场普遍预测2023年N型电池的产能将有望超过200GW,渗透率将提升至35%,虽然leo个人认为,各大机构的预测普遍过分乐观了一些,但N型电池开始加速量产却是不争的事实。

设备厂商的机会主要来自于产业扩张初期,2023年N型电池设备厂商也将迎来业绩爆发的机会。

考虑到前两年,电池设备厂商很多也都炒作过了,尤其是与N型电池设备相关的公司,基本都被市场挖掘了个遍, 但此前大部分公司都是在炒作预期,今年行业开始进入量产阶段,无法再讲预期的故事了,只有那些有实实在在业绩的公司,才能真正受二级市场追捧。

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如果说N型电池设备厂商,今年的机会主要来自于业绩兑现,那么钙钛矿设备厂商今年的机会就是纯粹的预期炒作。要搞清楚这两者的区别,需要深入了解一下钙钛矿电池。

02 钙钛矿电池的优势

注意,钙钛矿电池并不是N型电池,它属于第三代电池技术。

光伏电池从技术上可以分为三代:第一代就是现在主流的硅晶太阳能电池,包括P型,以及正在兴起的N型电池。第二代电池是薄膜太阳能,相比晶硅电池,所需材料较少且容易大面积生产,成本方面优势明显。第三代电池则是升级版的薄膜太阳能电池,而钙钛矿就是第三代电池里,有望最快量产的方向。

光伏电池的技术变革,本质是材料的跃迁。无论是P型电池还是N型电池,究其根本都是晶硅电池,转化效率极限受限于硅元素的能量转化效率,事实上,晶体硅太阳能电池理论极限效率为29.43% 。如果再考虑到电池结构,实际上HJT电池理论转化率极限是27.5% ,此前隆基声称,公司自主研发的硅异质结(HJT)电池转换效率达到26.81%,已经无限的逼近工程极限转化效率了。

后续光伏产业要进一步发展,获得更高的转化效率,只能想办法挣脱硅的束缚,而钙钛矿则是转化效率更高的方向。

钙钛矿电池单层电池理论转化率极值可达31%,晶硅/钙钛矿双节叠层转换效率可达35%,而三节层电池理论极限可能升值至45%以上,如果掺杂新型材料,钙钛矿电池的转换效率最高能达到惊人的50%,是目前晶硅电池的2倍左右!

当然了,这些都是理论层面的转化率,距离实现还遥遥无期,但实验室里钙钛矿电池的转化率从2009年的3.8%到2021年的25.7%,仅仅用了12年时间,要知道这一进程,晶硅类太阳能电池花了四五十年,而且最新的实验室转化率,钙钛矿电池已经达到了29.8%,已经超越了晶硅电池的理论转化极限了。

关键是,除了转化率高之外, 钙钛矿电池还有更多的优势。

相比晶硅电池,它的产业链要更短,加工耗时也更短,价值高度集中。晶硅电池在四个不同工厂内分别加工硅料、硅片、 电池、组件,这个过程至少需要耗时3 天,但钙钛矿电池却可以在 45分钟内将玻璃、胶膜、靶材、化工原料在单一工厂内加工成为组件,产业链大大缩短,价值高度集中。

不仅如此,钙钛矿的产能投资也大幅小于晶硅电池,后续规模量产后,1GW的投资大约为5亿元,而现在晶硅电池的1GW产能的投资约11亿左右(包括硅料、硅片、电池和组件等),是晶硅的二分之一,1GW 仅为 5 亿元。

此外,钙钛矿的原材料纯度要求更低:晶硅类太阳能电池对硅料纯度要求需达 99.9999%,而钙钛矿的原材料纯度在90%左右即可制成转换效率在 20%以上的太阳能电池,95%纯度的钙钛矿即可满足生产使用需求。它的材料也十分易得,用量亦低于晶硅类,没有原材料的掣肘。生产的时候,也无需高温,单瓦能耗仅为晶硅1/10 。

几乎可以说,相比于现在的晶硅电池,钙钛矿电池的优势是碾压级别的,可惜尺有所短,寸有所长,钙钛矿的长处相比晶硅电池长很多,但短处相比晶硅电池也短很多。

03 钙钛矿电池的劣势

钙钛矿太阳能电池的寿命太短了,也就是稳定性太差了!

现在晶硅电池的使用寿命已经超过25年了,而目前钙钛矿电池的T80寿命,也就是效率下降到初始值的80% 仅有4000个小时,折算下来仅为166天,考虑到实际光照时间,也就是一两年最多了,就不说跟晶硅电池相比了,如果这个问题无法解决,这样的寿命,直接堵死了它大规模商用的可能性。

除此,作为薄膜电池,它的大面积模块的效率远低于小面积,也是制约产业化的另一个核心难题。

再加上钙钛矿里含有铅,也存在环保问题,目前行业标准也是空缺的,这些都严重制约了钙钛矿电池的商业化进程。

好在,光伏行业的长期发展驱动力是转化率提升和成本下降,钙钛矿电池当下的局限,后续都有望通过工艺进行改善提升,长期而言,对晶硅电池的替代是大概率事件,只是时间问题,现在机构普遍预测,到2030年,钙钛矿电池设备的市场空间将达到800亿以上。

产业层面,钙钛矿的真正大规模商用,还有比较长的一段时间,但这却不妨碍二级市场的预期炒作,在HJT电池逐步大规模商业化,晶硅电池遭遇理论转化率极限越来越近的情况下,市场挖掘新一代的光伏电池的投资机会,逻辑也是非常顺畅的。

基于此,今年钙钛矿电池的机会值得重点关注,后续新能源大爆炸将覆盖一批相关的公司,大家看完都顺手点个关注哦。

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