在國(guó)家公布的《2 0 3 0 年前“碳達(dá)峰”行動(dòng)方案》(以下簡(jiǎn)稱：行動(dòng)方案)中對(duì)“碳達(dá)峰”階段的工作做出了總體部署， 聚焦“ 十四五” 和“ 十五五” 兩個(gè)“ 碳達(dá)峰”關(guān)鍵期，《行動(dòng)方案》提出了提高非化石能源消費(fèi)比重、提升能源利用效率、降低二氧化碳排放水平等方面的主要目標(biāo)，其中，發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電，成為了推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型的必然路徑，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展黃金期。而在2022年2月底爆發(fā)的俄烏局部軍事沖突，不但瞬間改變了世界格局，而且也令全球能源危機(jī)再次突顯，特別是歐洲各國(guó)為了擺脫對(duì)俄羅斯天然氣的依賴，紛紛加速了能源獨(dú)立進(jìn)程，推動(dòng)歐洲光伏市場(chǎng)在未來(lái)兩年內(nèi)的景氣度持續(xù)提升，這些對(duì)于已經(jīng)走在世界光伏產(chǎn)業(yè)前列的中國(guó)企業(yè)來(lái)講是一次難得的發(fā)展機(jī)遇。

　　HJT帶來(lái)新一輪技術(shù)革命

　　從2001年無(wú)錫尚德成立、正式拉開(kāi)光伏產(chǎn)業(yè)化的幕布開(kāi)始，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)走過(guò)了二十多年的發(fā)展歷程，一躍成為了全球領(lǐng)導(dǎo)者。對(duì)于這一新興產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，技術(shù)不斷在競(jìng)爭(zhēng)中向前發(fā)展， 一直都是其主旋律， 也是其充滿未知可能性的魅力所在。2021 年起，光伏電池技術(shù)的又一次革命已然拉來(lái)了序幕，那就是——N型電池進(jìn)一步占據(jù)市場(chǎng)主力，尤其是本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池(Heterojunction Technology，HJT電池)掀起了光伏行業(yè)的新一輪技術(shù)變革。

　　根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)在2022年初發(fā)布的《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，2021年版》指出，2021 年中國(guó)規(guī)?；a(chǎn)的P型單晶電池均采用 PERC 技術(shù)(發(fā)射極鈍化和背面接觸)，平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 23.1%; N型TOPCon 電池(隧穿氧化層鈍化接觸)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24%，異質(zhì)結(jié)HJT電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24. 2%， 兩者較2020年均有了較大提升，IBC電池(交指式背接觸)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 24 .1%，今后隨著在生產(chǎn)成本的降低及良率的提升，N型電池將會(huì)是電池技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。

　　進(jìn)入今年年中，一則好消息更是大大鼓勵(lì)了所有行業(yè)人士。6月23日，隆基綠能宣布，經(jīng)德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所(ISFH)測(cè)試， 其HJT M6 全尺寸電池(274.4c㎡)的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到2 6.5 0%，創(chuàng)造了大尺寸單結(jié)晶硅光伏電池效率新的世界紀(jì)錄。這一數(shù)值要高于其另一類(lèi)N型電池TopCon在去年所測(cè)得的光電轉(zhuǎn)換效率25 .0 2%。提高光電轉(zhuǎn)換效率始終是這一行業(yè)的首要要?jiǎng)?wù)，這也意味著，HJT電池與Topcon電池之間的競(jìng)爭(zhēng)之勢(shì)已逐漸形成。

　　據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2021年，國(guó)內(nèi)新建量產(chǎn)產(chǎn)線仍以PERC電池產(chǎn)線為主，隨著國(guó)內(nèi)戶用項(xiàng)目的產(chǎn)品需求開(kāi)始轉(zhuǎn)向高效產(chǎn)品， 原本對(duì)常規(guī)多晶產(chǎn)品需求較高的海外市場(chǎng)也將轉(zhuǎn)向高效產(chǎn)品，2021 年常規(guī)電池片(BSF電池)的市場(chǎng)占比下降至 5%;N型電池(主要包括異質(zhì)結(jié)HJT電池和 TOPCon 電池)由于相對(duì)成本較高，量產(chǎn)規(guī)模仍較少，目前市場(chǎng)占比約為3%，而從2022 年開(kāi)始，這兩種N型電池的市場(chǎng)占比將逐步大幅擴(kuò)張(如圖1所示)。而據(jù)業(yè)界預(yù)計(jì)，到2023年HJT電池的市場(chǎng)占比約為6.5%，到2025 年會(huì)上升到14 %，2025 年之后， HJT電池的市場(chǎng)份額有可能會(huì)超過(guò)TOPCon電池。

　　在產(chǎn)業(yè)界，2 0 2 2 年以來(lái)，華晟、金剛玻璃、印度REC、華潤(rùn)電力、隆基等廠家均已公告進(jìn)行GW級(jí)HJT電池?cái)U(kuò)產(chǎn)的消息，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)2022年行業(yè)內(nèi)HJT 電池招標(biāo)有望達(dá)到20-30GW，擴(kuò)產(chǎn)已成為了業(yè)內(nèi)主要的發(fā)展趨勢(shì)之一。

　　圖 1 2021-2030 年各種電池技術(shù)市場(chǎng)占比變化趨勢(shì)

　　(資料來(lái)源：中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)，《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，2021 年版》)

　　工藝變化與設(shè)備需求

　　盡管現(xiàn)階段HJT電池的制造成本仍然偏高，但它之所以能夠被市場(chǎng)看好、且具備后來(lái)居上的潛力，與其大為簡(jiǎn)化的生產(chǎn)工藝，以及明確的降本增效路徑緊密相關(guān)。

　　TOPCon電池生產(chǎn)工藝繁雜，是其最大的弱點(diǎn)，在PERC電池設(shè)備的基礎(chǔ)上，TOPCon電池生產(chǎn)多了3個(gè)環(huán)節(jié)，共約12 道工序，主要是增加了制結(jié)這一環(huán)節(jié)，而且目前技術(shù)路線并不統(tǒng)一，多條技術(shù)路線并行。與之相比， HJT電池的工藝步驟減少到僅為四步，分別為：制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO薄膜沉積、電極金屬化(如圖2所示)。理論上而言，工藝步驟越少，則越能夠提高產(chǎn)品良率以及節(jié)約生產(chǎn)成本，因此，這也是HJT電池在生產(chǎn)制造上的明顯優(yōu)勢(shì)所在，雖然HJT相比TOPCon在短期內(nèi)的成本較高，但中長(zhǎng)期的降本空間較大。

　　那么，目前HJT電池的制造成本究竟高在哪里呢?首先，是設(shè)備成本較高，HJT電池的制造設(shè)備基本與現(xiàn)有設(shè)備不兼容，廠商需要重新投資建設(shè);其次，是因?yàn)殂y漿成本高，HJT電池需要用低溫銀漿，而PERC和TOPCon用的都是高溫銀漿， 由于低溫銀漿生產(chǎn)工藝難度高， 同時(shí)需要冷鏈運(yùn)輸，價(jià)格通常較常規(guī)銀漿高10-20%。根據(jù)測(cè)算，按照單GW設(shè)備投資來(lái)看，當(dāng)前HJT總投資額約為4億元左右，均要高于PERC和TOPCon電池的制造成本。

　　而從另一角度來(lái)看，H JT 電池生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)“真空”也為處于產(chǎn)業(yè)中上游的設(shè)備供應(yīng)廠商以及核心零部件廠家提供了一片廣闊的發(fā)展天地。HJT電池設(shè)備市場(chǎng)作為光伏行業(yè)的重要組成部分，根據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，2025年HJT 設(shè)備市場(chǎng)空間將超過(guò)400億元，五年內(nèi)的年平均增長(zhǎng)率約為80%左右。

　　HJT電池四大步驟對(duì)應(yīng)的設(shè)備分別為清洗設(shè)備、CVD 設(shè)備、PVD設(shè)備和絲網(wǎng)印刷設(shè)備。行業(yè)普遍認(rèn)為，在金屬化層面降低異質(zhì)結(jié)HJT電池成本主要有兩大途徑：一是采用銀包銅漿料，壓縮原材料使用成本;二是采用新型印刷技術(shù)，大幅降低銀漿耗量，同時(shí)隨著柵線寬度變窄的需求增加，也會(huì)出現(xiàn)新的電池片柵線制備技術(shù)，例如采用一種特殊的轉(zhuǎn)移印刷工藝，并配合高精度CCD視覺(jué)系統(tǒng)，可以更加精準(zhǔn)地將銀漿從薄膜轉(zhuǎn)移到電池片上，做到更細(xì)的柵線，也更節(jié)省銀漿用量。

　　另外，異質(zhì)結(jié)H JT 電池要完全實(shí)現(xiàn)其技術(shù)本身的價(jià)值， 也需要更加適配的低成本、穩(wěn)定高效、高精度的硅片，且硅片的厚度大幅下降(約130 μm)，這些都對(duì)加工設(shè)備提出了更高的要求，例如，切割電池片時(shí)產(chǎn)生的微隱裂，有可能會(huì)造成HJT電池較高的功率損失等等。

　　圖 2 三種光伏電池產(chǎn)業(yè)化之比較

　　(資料來(lái)源：大海微藍(lán) 東方財(cái)富)

　　直驅(qū)技術(shù)與光伏電池組件設(shè)備

　　目前，國(guó)內(nèi)光伏電池、組件生產(chǎn)線設(shè)備主要包括焊接機(jī)、劃片機(jī)、層壓機(jī)、EL測(cè)試儀、IV測(cè)試儀、裝框機(jī)、打膠機(jī)、硅片上下料機(jī)械手等等(如圖3所示)，基本上已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并且隨著組件設(shè)備的性能、單臺(tái)產(chǎn)能以及組件功率的不斷提升，組件生產(chǎn)線的投資成本也將持續(xù)下降(見(jiàn)圖4)。

　　直線電機(jī)在光伏硅料、硅片、電池片、組件、系統(tǒng)等環(huán)節(jié)都有應(yīng)用，而直線電機(jī)集成技術(shù)的提升也將幫助光伏產(chǎn)業(yè)大幅提高產(chǎn)能、降低成本。例如，克洛諾斯創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的“小藍(lán)”動(dòng)力導(dǎo)軌為新型集成式直線電機(jī)的代表產(chǎn)品， 其運(yùn)用集成的結(jié)構(gòu)，減少了配件，并且能做到比絲桿精度高、速度快，價(jià)格降低20%，性能上和直線電機(jī)一樣，價(jià)格比傳統(tǒng)直線電機(jī)低一半?！靶∷{(lán)”動(dòng)力導(dǎo)軌可應(yīng)用于電池片串焊設(shè)備、疊片焊接設(shè)備、端焊設(shè)備、太陽(yáng)能電池搬運(yùn)設(shè)備、太陽(yáng)能電池劃線設(shè)備、太陽(yáng)能電池全自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備、太陽(yáng)能單晶硅蝕刻設(shè)備等多種生產(chǎn)場(chǎng)景中，以提升自動(dòng)化設(shè)備的性能優(yōu)勢(shì)，協(xié)助廠商更加高效地利用工廠場(chǎng)地面積增加產(chǎn)量、降低成本，完全可滿足廠商對(duì)設(shè)備高性價(jià)比的要求。

　　在光伏電池片制造的過(guò)程中，需要DDR直驅(qū)馬達(dá)搭載轉(zhuǎn)盤(pán)，大負(fù)載、高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行并定位，同時(shí)對(duì)精度和穩(wěn)定性都有很高的要求。Akribis雅科貝思的DDR電機(jī)以高扭矩密度為設(shè)計(jì)理念，用更緊湊的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大的峰值扭矩和持續(xù)扭矩，同時(shí)采用最佳的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)計(jì)，扭矩密度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的比率極佳，適合高扭矩應(yīng)用;此外，系統(tǒng)采用高分辨率光柵編碼器，從而保障運(yùn)行的高重復(fù)精度，幫助客戶完成90°或180°精準(zhǔn)定位，且符合國(guó)際安全準(zhǔn)則， 具有較高的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。目前雅科貝思的DDR電機(jī)已經(jīng)被成熟地應(yīng)用在166、182和210硅晶片上。

　　電池絲網(wǎng)印刷機(jī)是將銀漿、鋁漿通過(guò)壓力印刷在電池片表面，形成電池正負(fù)極的工藝生產(chǎn)設(shè)備，在常溫車(chē)間中，采用智贏直線電機(jī)多動(dòng)子、長(zhǎng)行程的型材結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)速度得到大幅提升，可提高印刷效率16%;非接觸的結(jié)構(gòu)形式滿足對(duì)于無(wú)塵環(huán)境的需求;磁柵補(bǔ)償高精度結(jié)構(gòu)，滿足了機(jī)器視覺(jué)對(duì)于運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)性要求，提高了設(shè)備生產(chǎn)的良率;智贏雙邊直線電機(jī)模組體積小，性能穩(wěn)定，組裝便捷。另外，東佑達(dá)生產(chǎn)的滑臺(tái)模組系列產(chǎn)品有螺桿驅(qū)動(dòng)、皮帶驅(qū)動(dòng)、無(wú)塵系列模塊三種形式，可供立即組裝使用， 適用于水平、垂直移載應(yīng)用，也可組合為多軸型式，滿足客戶高精度、高荷重的需求，目前被大量運(yùn)用在硅片上料機(jī)、光伏整線等多種自動(dòng)化系統(tǒng)集成方案中，協(xié)助客戶降低光伏制造成本，增強(qiáng)企業(yè)的盈利能力。

圖 3 光伏行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈及各環(huán)節(jié)所需設(shè)備圖

　　(數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理，東莞證劵研究所)

　　圖 4 2021-2030 年中國(guó)光伏組件生產(chǎn)線投資成本變化趨勢(shì)

　　(單位：萬(wàn)元 /MW，資料來(lái)源：中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì))

　　光伏H JT 電池制造工藝的演進(jìn)，同樣對(duì)直驅(qū)技術(shù)等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了一定的影響。HJT電池對(duì)設(shè)備的要求較高，尤其是其中的非晶硅薄膜沉積、TCO膜沉積是影響電池效率和穩(wěn)定性的兩道核心工藝。為了保證鍍膜質(zhì)量的高品質(zhì)，對(duì)于產(chǎn)線的真空度、潔凈度、膜厚度、壓力、沉積速率等多項(xiàng)指標(biāo)的要求都十分嚴(yán)苛，因此PECVD非晶硅薄膜沉積設(shè)備和TCO膜沉積設(shè)備(RPD/PVD)是生產(chǎn)HJT電池的關(guān)鍵設(shè)備，這些都是包括直驅(qū)技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、高精度運(yùn)動(dòng)定位平臺(tái)、激光加工、機(jī)器人等可以大展拳腳的領(lǐng)域。

　　例如，激光轉(zhuǎn)印技術(shù)可以提升電池轉(zhuǎn)換效率，降低銀漿耗量，提升生產(chǎn)良率，是新型光伏電池金屬化工藝中降本提效的重要技術(shù)路徑之一;激光修復(fù)技術(shù)可提升HJT 電池轉(zhuǎn)換效率，降低暗衰減，更具有穩(wěn)定性;激光無(wú)損劃片采用應(yīng)力切割原理， 利用激光對(duì)材料進(jìn)行局部快速加熱，誘發(fā)其內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力足夠大的時(shí)候讓硅片自動(dòng)裂開(kāi)，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池片非常完整的切割，橫截面更好，在機(jī)械載荷上有更好的表現(xiàn)。伴隨激光加工技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，將光學(xué)、機(jī)械、電氣自動(dòng)化、軟件等學(xué)科技術(shù)相結(jié)合成為了市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一，針對(duì)光伏電池市場(chǎng)和客戶需求開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化和定制化的包含激光表面處理、切割、焊接等一項(xiàng)或多項(xiàng)功能的自動(dòng)化成套解決方案，使激光加工工藝完全整合至自動(dòng)化設(shè)備或流水線中，實(shí)現(xiàn)設(shè)備或生產(chǎn)線更高水平的自動(dòng)化、智能化作業(yè)，從而達(dá)到精準(zhǔn)、高效、可控的生產(chǎn)目標(biāo)。

　　對(duì)于光伏行業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)電成本依賴于太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，隨著微晶、銀包銅、銅電鍍、SMBB、激光轉(zhuǎn)印等技術(shù)取得突破及硅片薄片化、大尺寸化的推進(jìn)，HJT電池成本有望在2023年低于PERC電池， 若微晶+ 薄硅片+ 少銀方案推進(jìn)順利， 其組件成本仍有較大的下降空間。面對(duì)新一輪的技術(shù)革新，HJT電池技術(shù)的演變所帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)鏈廠商變化，是目前市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)沿著HJT技術(shù)路線，鈣鈦礦能與HJT電池組成疊層電池的研發(fā)探索也正在逐步展開(kāi)之中。中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)躍升之路遠(yuǎn)未停止， 作為上游設(shè)備零配件環(huán)節(jié)的直驅(qū)技術(shù)供應(yīng)廠商而言， 需要緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐， 與上下游配合廠商結(jié)為更加緊密的合作伙伴關(guān)系， 及時(shí)掌握生產(chǎn)制造工藝需求， 深入鉆研、持續(xù)提升產(chǎn)品品質(zhì)， 滿足設(shè)備廠商的各樣性能指標(biāo)要求， 與中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)一道屹立于世界之巔。