環(huán)球快消息！以通威為樣本：中國光伏緣何能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)反制？

本文系基于公開資料撰寫，僅作為信息交流之用，不構(gòu)成任何投資建議。

在產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟全球化競爭進程中，我們時常面臨技術(shù)封鎖，尤其是高端制造技術(shù)。面對技術(shù)封鎖，無數(shù)中國企業(yè)抗壓前行，推進國產(chǎn)化突破，如今已在諸多行業(yè)建立產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢壁壘。其中之一就是光伏。

(資料圖片)

2022年12月30日，商務(wù)部發(fā)布《中國禁止出口限制出口技術(shù)目錄（征求公眾意見版）》，擬將光伏硅片制備、激光雷達等7項技術(shù)列入禁止或限制出口技術(shù)條目。

我國之所以能夠在光伏領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)反制，可以一分為二地看。從面子看，我國擁有全球最大光伏產(chǎn)能和最完善的產(chǎn)業(yè)鏈，能夠為全球市場供應(yīng)超過70%的組件；從里子看，我國光伏生產(chǎn)技術(shù)全球領(lǐng)先，比如光伏電池轉(zhuǎn)化效率是世界之最。

圖：中國光伏電池片實驗室效率屢破紀錄，資料來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會

中國光伏站上技術(shù)曲線趨勢之巔，并非一蹴而就，且仍處于不容有失的持續(xù)進化之中。梳理其中的產(chǎn)業(yè)脈絡(luò)規(guī)律與關(guān)鍵技術(shù)演進，已成為我們洞悉中國乃至全球光伏未來新格局的重中之重。

01

中國光伏二十年，從規(guī)模領(lǐng)先到技術(shù)領(lǐng)跑

時間回到2001年，我國光伏行業(yè)剛剛起步。在當時歐美國家大力補貼光伏的背景下，全球光伏市場快速發(fā)展，剛加入WTO的中國享受了光伏火爆需求帶來的制造業(yè)紅利。

短短數(shù)年，到2007年,我國便成為全球最大的光伏制造國。不過我們并不是光伏使用大國，當時光伏主要市場仍然在海外，而且關(guān)鍵技術(shù)不在手上，核心原料也嚴重依賴進口，更像是來料加工的角色。總之，以量取勝的中國光伏面臨“三頭在外”的困境。

經(jīng)歷二十年的發(fā)展，我國光伏行業(yè)成績斐然，已經(jīng)成為名副其實的全球光伏制造中心。

從規(guī)模維度，中國光伏產(chǎn)量和裝機量均為世界第一。截止2022年，我國多晶硅產(chǎn)量連續(xù)12年、光伏組件產(chǎn)量連續(xù)16年、光伏新增裝機量連續(xù)10年、光伏累計裝機量連續(xù)8年位居全球首位。

從技術(shù)維度，我國光伏產(chǎn)業(yè)在上、中、下游各環(huán)節(jié)幾乎均可以實現(xiàn)國產(chǎn)化供應(yīng)，并且形成了一批世界級的龍頭企業(yè)。中國光伏企業(yè)一直在開發(fā)更高效、成本更低的光伏技術(shù)。以光伏電池片為例，我國光伏晶硅電池實驗室效率屢屢刷新世界紀錄，引領(lǐng)行業(yè)降本增效。

圖：中國光伏電池實驗室效率屢破紀錄，資料來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會

實際上，光伏是典型的技術(shù)密集型行業(yè)。中國光伏由大變強的過程也是技術(shù)一路突破的過程，誰能搶占技術(shù)高地將很大程度上決定未來格局。

市場對光伏技術(shù)關(guān)注度最高的當屬電池片。相比硅料、硅片等環(huán)節(jié)，電池片的技術(shù)更容易出現(xiàn)重大技術(shù)變革。所以一直以來，電池片的技術(shù)競賽始終激烈。

當前光伏電池片正處于P型向N型迭代的關(guān)鍵期。而N型電池技術(shù)路線正呈現(xiàn)多樣化特點，各大廠商陸續(xù)推出電池新技術(shù)產(chǎn)品。

在眾多技術(shù)路線中，一種新的高效電池生產(chǎn)技術(shù)引起了我們的關(guān)注：通威TNC電池技術(shù)。就在去年11月，通威TNC高效電池技術(shù)獲評中國進博會組委授予的2022年度十大“零碳中國”創(chuàng)新技術(shù)。

之所以這個技術(shù)引起我們的高度重視，是因為通威TNC電池技術(shù)在電池效率、輸出功率、系統(tǒng)成本等方面都處于行業(yè)領(lǐng)先地位，有助于推動全球光伏向前發(fā)展。

站在行業(yè)角度，通威TNC電池技術(shù)其實已經(jīng)成為中國光伏技術(shù)優(yōu)勢的典型樣本。

02

以通威為樣本，解碼中國光伏技術(shù)的比較優(yōu)勢

1、什么是TNC電池技術(shù)？

何謂TNC高效電池技術(shù)？是指通威基于N型鈍化接觸電池技術(shù)，采用其自主研發(fā)的PECVD多晶硅沉積技術(shù)路線，通過實現(xiàn)降低電阻，提高填充因子進而提升光電轉(zhuǎn)換效率的一種高效電池生產(chǎn)技術(shù)。

相較于目前主流的PERC電池，TNC電池的主要區(qū)別在鈍化層制備，需要在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成鈍化接觸結(jié)構(gòu)。而這項技術(shù)難點在于隧穿氧化層生長及多晶硅層沉積。

圖：通威TNC電池結(jié)構(gòu)，資料來源：通威

通威采用原位PECVD工藝進行隧道氧化和摻雜聚膜沉積，成功解決了隧道氧化膜的均勻性和薄膜剝落等難題。當前通威利用TNC技術(shù)生產(chǎn)的電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率已超過25.1%，組件功率達到575W以上 (182尺寸72片版型) 。

我們查詢到，通威已經(jīng)率先申請了多項TNC電池技術(shù)相關(guān)的發(fā)明專利，成為其技術(shù)護城河。

圖：通威太陽能(000591)電池片專利，資料來源：專利之星檢索系統(tǒng)

2、TNC電池技術(shù)的關(guān)鍵看點

光伏電池片是實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換最為核心的環(huán)節(jié)，其技術(shù)路線和工藝水平直接影響光伏組件的發(fā)電效率和使用壽命。

從發(fā)電效率看，TNC電池采用通威創(chuàng)新的SMBB技術(shù)，不僅可以降低微隱裂造成的功率損耗，還可以縮短細柵上40%的電流傳輸距離，降低電池的內(nèi)耗損失，從而有效提升組件實際運行時的發(fā)電效率。目前，SMBB技術(shù)已經(jīng)通過TUV認證和2項IEC可靠性測試。

圖：通威的SMBB技術(shù)，資料來源：通威

從組件功率看。在相同組件尺寸和版型的前提下，通威TNC組件功率較其他廠家P型組件主流功率可提高20-25W。測算下來，在系統(tǒng)端土地面積相同情況下，TNC組件的系統(tǒng)功率可提高4.2%。

從功率衰減性能看。衰減率是決定光伏產(chǎn)品全周期發(fā)電量的關(guān)鍵因素。通威TNC組件首年衰減1%，每年衰減不高于0.4%，相比常規(guī)PERC組件，全周期性能優(yōu)勢更為明顯。

圖：通威TNC產(chǎn)品的功率衰減性能對比，資料來源：通威

從組件溫度系數(shù)看。通威TNC組件的功率溫度系數(shù)為-0.30%/℃，大幅優(yōu)于常規(guī)P型組件的-0.35%/℃。在高溫區(qū)域或者夏季高溫環(huán)境下，TNC組件發(fā)電量增益優(yōu)勢更加突出。

圖：在不同地區(qū)通威TNC組件的發(fā)電增益數(shù)據(jù)，資料來源：通威

從組件雙面率看。通威TNC雙面雙玻組件產(chǎn)品系列的雙面率較行業(yè)主流P型雙面雙玻組件提升10-15%。組件背面在有光照的情況下可獲得更多的整體輸出功率增益，對于輻照優(yōu)異的地面大型電站項目，如果搭配跟蹤支架，額外發(fā)電增益更突出。

與此同時，通威在TNC組件的封裝和結(jié)構(gòu)設(shè)計上做了大量技術(shù)創(chuàng)新，讓TNC電池技術(shù)的優(yōu)勢更加突出。

比如在組件的封裝上，在保證組件質(zhì)量可靠性的前提下有效減小了片間距，提升了組件空間利用率和輸出功率。在采用相同效率電池的前提下，組件效率可提升0.15%以上。

圖：通威的高密度封裝技術(shù)，資料來源：通威

再比如組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，TNC組件采用電池切半，上下對稱并聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅可以實現(xiàn)大幅降低組件內(nèi)部電學損耗，還能有效減少因遮擋（陰影、異物等）引起的輸出損失。

總結(jié)來說，得益于通威自主研發(fā)的TNC高效電池技術(shù)和創(chuàng)新制造工藝，通威TNC產(chǎn)品在綜合性能上位居行業(yè)領(lǐng)先水平。

3、TNC技術(shù)對行業(yè)意味著什么？

效率和成本是制造業(yè)的永恒追求。就光伏行業(yè)而言，降本增效的需求更加迫切。一項光伏新技術(shù)是否成功，關(guān)鍵評價指標就是能否實現(xiàn)更大程度的降本增效。

首先講到光伏成本的降低。LCOE（平準化度電成本）是業(yè)內(nèi)衡量光伏系統(tǒng)經(jīng)濟性的重要指標，降低LCOE的主要的措施是減少初始建設(shè)投資和提高系統(tǒng)發(fā)電收益。

通威TNC高效光伏組件由于效率高、更低的衰減和更好的溫度系數(shù)等，不僅能降低系統(tǒng)BOS成本和土地使用成本。以182-72雙玻版型組件為例，根據(jù)測算，通威TNC組件的LCOE可降低約3.4%。

圖：通威TNC組件的度電成本分析，資料來源：通威

其次，是經(jīng)濟效益的提高。憑借更高的輸出功率、更優(yōu)異的功率衰減性能、更高的雙面率，通威TNC技術(shù)生產(chǎn)的雙面組件較傳統(tǒng)PERC雙面組件平均單瓦發(fā)電量增益高3-5%。

以通威自產(chǎn)的182尺寸72版型半片組件為例，其功率可達575W以上，較傳統(tǒng)PERC雙面組件平均單瓦發(fā)電量增益高3%-4%。根據(jù)國家劃分的I類、Ⅱ類、III類光照資源區(qū)域，采用通威TNC技術(shù)生產(chǎn)的高效光伏組件發(fā)電增益分別可達3.25%、3.30%、3.96%，均達到行業(yè)領(lǐng)先水平。

接下來隨著TNC電池的規(guī)模化生產(chǎn)和制造成本降低，其經(jīng)濟性將進一步加強，在組件端達到與PERC相同的成本水平。屆時，TNC電池有望替代PERC成為主要技術(shù)路線，引領(lǐng)中國光伏產(chǎn)業(yè)繼續(xù)前行。

根據(jù)公開信息，通威TNC產(chǎn)品的生產(chǎn)正在快速推進中，其位于眉山的一期1GWh工廠已經(jīng)處在量產(chǎn)階段，另一家8GWh工廠正在建設(shè)中。截至目前，通威高效電池組件產(chǎn)品已在甘肅、山西、海南等多個區(qū)域市場的光伏發(fā)電項目實地應(yīng)用。今年下半年，通威將實現(xiàn)TNC電池及組件的規(guī)模化產(chǎn)出。

最后，從全產(chǎn)業(yè)鏈看，從PERC到TNC技術(shù)，兩者的產(chǎn)線和工序差異較小，制備流程比較接近，主要是后者增加了隧穿氧化層和多晶硅沉積設(shè)備，以及硼擴散裝備。也就是說，行業(yè)龍頭可以有效利用原有產(chǎn)能實現(xiàn)技術(shù)的升級。

4、通威如何實現(xiàn)技術(shù)站位？

光伏電池技術(shù)多樣化，行業(yè)龍頭競爭激烈，為什么通威的電池技術(shù)具備行業(yè)領(lǐng)先性？

復盤通威在光伏行業(yè)的成就，其電池技術(shù)的優(yōu)勢不是偶然，更多是源于技術(shù)創(chuàng)新基因。舉例來說，在進入光伏行業(yè)之初，通威選擇了技術(shù)壁壘最高的硅料環(huán)節(jié)。通威經(jīng)過多年技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“永祥法”多晶硅生產(chǎn)工藝，使其生產(chǎn)成本做到行業(yè)最低。目前，“永祥法”已迭代升級到了第七代。

在電池片環(huán)節(jié)，通威太陽能已連續(xù)6年成為全球規(guī)模領(lǐng)先、出貨量最大的太陽能企業(yè)。但當行業(yè)主流PERC技術(shù)生產(chǎn)的太陽能電池面臨效率提升天花板、降本增效瓶頸時候，通威沒有坐擁規(guī)模優(yōu)勢，而是持續(xù)創(chuàng)新，不斷突破技術(shù)邊界。

自2020年開始，通威太陽能大量投入資金、人力、時間成本進行TOPCon電池研發(fā)工作，直到研發(fā)出具有通威特色的TNC電池技術(shù)。

通威選擇同時跟進多種技術(shù)路線，緊跟技術(shù)的變革和突破。對于N型電池，通威一直堅持TOPCon和HJT的同步研發(fā)，旨在尋找未來降本增效空間更大的技術(shù)。當前TOPCon電池技術(shù)已有重大突破，其HJT技術(shù)也在快速推進中。

在2021年7月16日，通威1GW HJT首片電池片下線。近日，經(jīng)權(quán)威第三方機構(gòu)TV南德測試見證，通威210 HJT雙玻組件實測正面最高功率720.7W，創(chuàng)造了異質(zhì)結(jié)組件功率紀錄。

除了TNC和HJT產(chǎn)線，通威還建立了IBC電池試驗線，首片IBC電池已于2022年7月正式下線，目前正在進一步優(yōu)化產(chǎn)線。同時，公司鈣鈦礦實驗室也已經(jīng)搭建完成。

電池技術(shù)永遠都在升級，根據(jù)通威光伏首席技術(shù)官邢國強博士對外透露的信息，通威未來將把SE技術(shù)整合到TOPCon工藝流程中，繼續(xù)將電池效率提高到25.9%以上。

行文至此，我們不難看出通威在光伏電池技術(shù)的研發(fā)上面是全方位投入，依托于自身強大的研發(fā)和工程制造能力，不斷推出更具市場競爭力的產(chǎn)品。

03

光伏行業(yè)的新高地

當前我國光伏的累計裝機量約為3.9億千瓦。按照雙碳目標規(guī)劃，2050年光伏的總裝機規(guī)模要到50億千瓦，這意味著未來30年光伏的裝機量還要增長約13倍。

放眼全球，隨著清潔能源轉(zhuǎn)型以及世界各國對能源安全重視程度的不斷提高，各國紛紛調(diào)高光伏裝機目標。疊加光伏發(fā)電成本持續(xù)下行，經(jīng)濟性不斷提升，全球市場對光伏需求的確定性不斷增加。

當前時點來看，中國光伏毫無疑問已經(jīng)成為具備國際競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。那么接下來如何才能繼續(xù)保持領(lǐng)先性？

1、垂直一體化——中國光伏產(chǎn)業(yè)的新優(yōu)勢

近年來我國光伏行業(yè)一體化發(fā)展趨勢逐漸加強，龍頭企業(yè)紛紛通過垂直一體化布局來打造自身競爭力，從而實現(xiàn)強者恒強。

通過垂直一體化布局，不僅可以降本增效，還能加速技術(shù)的融合開拓，提升企業(yè)的核心競爭力。本質(zhì)而言，垂直一體化即是提升經(jīng)濟效益的途徑，也是培養(yǎng)自身競爭力，增強抵抗風險能力，進行主動戰(zhàn)略規(guī)劃的手段。

在垂直一體化這個大趨勢下，光伏各家企業(yè)競爭的核心將從過去專注于利潤轉(zhuǎn)化為對產(chǎn)業(yè)全鏈價值的布局與關(guān)鍵技術(shù)掌控。更重要的是，光伏行業(yè)的競爭將由某個環(huán)節(jié)的單項競爭，升維至產(chǎn)業(yè)鏈的全面競爭。

還是以通威為例，目前通威在光伏領(lǐng)域構(gòu)建了從上游高純晶硅生產(chǎn)、中游高效太陽能電池片和組件生產(chǎn)到下游光伏電站建設(shè)和運營的垂直一體化產(chǎn)業(yè)鏈。

立足自身在行業(yè)上游多年積淀的深厚優(yōu)勢，通威進一步延伸布局，為下游提供高效的組件產(chǎn)品，不僅可以進一步提升公司的整體競爭力，同時也更加契合自身降本增效的行業(yè)使命。

在激烈的行業(yè)競爭中，通威的優(yōu)勢在于，其上下游垂直一體化帶來的成本優(yōu)勢和技術(shù)敏感性，將有效降低組件制造成本及光伏系統(tǒng)的度電成本，最終強化提升其市場競爭力。

目前通威組件產(chǎn)能為14GW，根據(jù)規(guī)劃，其組件產(chǎn)能在2023年將達到80GW；對于電池片，到2023年，通威電池產(chǎn)能達到102GW，2026年電池產(chǎn)能達到130-150GW。屆時，通威垂直一體化帶來的優(yōu)勢將更為突出。

面對風云變換的全球市場時，具備垂直一體化的企業(yè)將表現(xiàn)出更強大的抗風險能力和競爭優(yōu)勢，如此才能充當中國光伏行業(yè)的中堅力量。

2、創(chuàng)新技術(shù)激發(fā)規(guī)模勢能

根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)，2022年我國光伏產(chǎn)品的出口再創(chuàng)新高。全球?qū)χ袊夥男枨筮€在不斷增長。

圖：我國光伏組件出口額穩(wěn)步增長，資料來源：海關(guān)總署，華創(chuàng)證券

另一方面，海外地區(qū)的光伏制造正在重新啟動，開始推出相關(guān)政策激勵本土光伏制造發(fā)展。

2022年2月，印度尼西亞計劃投資40億美元構(gòu)建多晶硅產(chǎn)業(yè)，以促進光伏組件的生產(chǎn)。

2022年3月，歐盟光伏協(xié)會公布能源獨立建議書，該建議書的發(fā)布提升了歐洲光伏產(chǎn)業(yè)獨立性。

2022年7月，印度能源巨頭塔塔電力公司與印度泰米爾納德邦政府簽署了一份諒解備忘錄，將投資建設(shè)一處4GW電池和4GW組件廠。

未來創(chuàng)新技術(shù)依舊充當光伏產(chǎn)業(yè)的核心驅(qū)動力，以技術(shù)為“矛”，中國的規(guī)模勢能將進一步激發(fā)。

以組件為例，當下我國組件行業(yè)已形成隆基、晶科、天合、晶澳四巨頭格局，2022年其出貨量合計約170GW，占全球新增裝機的2/3左右。而光伏組件是個高速增長的市場，也往往意味著有機會孕育出新的組件巨頭。

作為光伏組件的新入局者，目前通威在組件環(huán)節(jié)已經(jīng)充分證明了技術(shù)優(yōu)勢，拉長時間維度，通威的進入也代表著中國企業(yè)將掌握全球光伏產(chǎn)業(yè)更強的話語權(quán)。

總之，在中國光伏主力軍的共同努力下，光伏技術(shù)實現(xiàn)不斷突破，在技術(shù)與規(guī)模共振之下，中國光伏的比較優(yōu)勢得以持續(xù)凸顯。

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