在國家公布的《2 0 3 0 年前“碳達峰”行動方案》(以下簡稱：行動方案)中對“碳達峰”階段的工作做出了總體部署， 聚焦“ 十四五” 和“ 十五五” 兩個“ 碳達峰”關鍵期，《行動方案》提出了提高非化石能源消費比重、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，其中，發(fā)展太陽能光伏發(fā)電，成為了推動能源結構綠色轉(zhuǎn)型的必然路徑，中國光伏產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(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再次突顯，特別是歐洲各國為了擺脫對俄羅斯天然氣的依賴，紛紛加速了能源獨立進程，推動歐洲光伏市場在未來兩年內(nèi)的景氣度持續(xù)提升，這些對于已經(jīng)走在世界光伏產(chǎn)業(yè)前列的中國企業(yè)來講是一次難得的發(fā)展機遇。

　　HJT帶來新一輪技術革命

　　從2001年無錫尚德成立、正式拉開光伏產(chǎn)業(yè)化的幕布開始，中國光伏產(chǎn)業(yè)走過了二十多年的發(fā)展歷程，一躍成為了全球領導者。對于這一新興產(chǎn)業(yè)來說，技術不斷在競爭中向前發(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，光伏電池技術的又一次革命已然拉來了序幕，那就是——N型電池進一步占據(jù)市場主力，尤其是本征薄膜異質(zhì)結電池(Heterojunction Technology，HJT電池)掀起了光伏行業(yè)的新一輪技術變革。

　　根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會在2022年初發(fā)布的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，2021年版》指出，2021 年中國規(guī)?；a(chǎn)的P型單晶電池均采用 PERC 技術(發(fā)射極鈍化和背面接觸)，平均轉(zhuǎn)換效率達到 23.1%; N型TOPCon 電池(隧穿氧化層鈍化接觸)平均轉(zhuǎn)換效率達到24%，異質(zhì)結HJT電池平均轉(zhuǎn)換效率達到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型電池將會是電池技術的主要發(fā)展方向之一。

　　進入今年年中，一則好消息更是大大鼓勵了所有行業(yè)人士。6月23日，隆基綠能宣布，經(jīng)德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)測試， 其HJT M6 全尺寸電池(274.4c㎡)的光電轉(zhuǎn)換效率達到2 6.5 0%，創(chuàng)造了大尺寸單結晶硅光伏電池效率新的世界紀錄。這一數(shù)值要高于其另一類N型電池TopCon在去年所測得的光電轉(zhuǎn)換效率25 .0 2%。提高光電轉(zhuǎn)換效率始終是這一行業(yè)的首要要務，這也意味著，HJT電池與Topcon電池之間的競爭之勢已逐漸形成。

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

　　在產(chǎn)業(yè)界，2 0 2 2 年以來，華晟、金剛玻璃、印度REC、華潤電力、隆基等廠家均已公告進行GW級HJT電池擴產(chǎn)的消息，據(jù)不完全統(tǒng)計，預計2022年行業(yè)內(nèi)HJT 電池招標有望達到20-30GW，擴產(chǎn)已成為了業(yè)內(nèi)主要的發(fā)展趨勢之一。

　　圖 1 2021-2030 年各種電池技術市場占比變化趨勢

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

　　工藝變化與設備需求

　　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看好、且具備后來居上的潛力，與其大為簡化的生產(chǎn)工藝，以及明確的降本增效路徑緊密相關。

　　TOPCon電池生產(chǎn)工藝繁雜，是其最大的弱點，在PERC電池設備的基礎上，TOPCon電池生產(chǎn)多了3個環(huán)節(jié)，共約12 道工序，主要是增加了制結這一環(huán)節(jié)，而且目前技術路線并不統(tǒng)一，多條技術路線并行。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)勢所在，雖然HJT相比TOPCon在短期內(nèi)的成本較高，但中長期的降本空間較大。

　　那么，目前HJT電池的制造成本究竟高在哪里呢?首先，是設備成本較高，HJT電池的制造設備基本與現(xiàn)有設備不兼容，廠商需要重新投資建設;其次，是因為銀漿成本高，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， 同時需要冷鏈運輸，價格通常較常規(guī)銀漿高10-20%。根據(jù)測算，按照單GW設備投資來看，當前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。

　　而從另一角度來看，H JT 電池生產(chǎn)設備的市場“真空”也為處于產(chǎn)業(yè)中上游的設備供應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電池設備市場作為光伏行業(yè)的重要組成部分，根據(jù)業(yè)內(nèi)預計，2025年HJT 設備市場空間將超過400億元，五年內(nèi)的年平均增長率約為80%左右。

　　HJT電池四大步驟對應的設備分別為清洗設備、CVD 設備、PVD設備和絲網(wǎng)印刷設備。行業(yè)普遍認為，在金屬化層面降低異質(zhì)結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，大幅降低銀漿耗量，同時隨著柵線寬度變窄的需求增加，也會出現(xiàn)新的電池片柵線制備技術，例如采用一種特殊的轉(zhuǎn)移印刷工藝，并配合高精度CCD視覺系統(tǒng)，可以更加精準地將銀漿從薄膜轉(zhuǎn)移到電池片上，做到更細的柵線，也更節(jié)省銀漿用量。

　　另外，異質(zhì)結H JT 電池要完全實現(xiàn)其技術本身的價值， 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)，這些都對加工設備提出了更高的要求，例如，切割電池片時產(chǎn)生的微隱裂，有可能會造成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

　　(資料來源：大海微藍 東方財富)

　　直驅(qū)技術與光伏電池組件設備

　　目前，國內(nèi)光伏電池、組件生產(chǎn)線設備主要包括焊接機、劃片機、層壓機、EL測試儀、IV測試儀、裝框機、打膠機、硅片上下料機械手等等(如圖3所示)，基本上已經(jīng)全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，并且隨著組件設備的性能、單臺產(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(見圖4)。

　　直線電機在光伏硅料、硅片、電池片、組件、系統(tǒng)等環(huán)節(jié)都有應用，而直線電機集成技術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)新開發(fā)的“小藍”動力導軌為新型集成式直線電機的代表產(chǎn)品， 其運用集成的結構，減少了配件，并且能做到比絲桿精度高、速度快，價格降低20%，性能上和直線電機一樣，價格比傳統(tǒng)直線電機低一半?！靶∷{”動力導軌可應用于電池片串焊設備、疊片焊接設備、端焊設備、太陽能電池搬運設備、太陽能電池劃線設備、太陽能電池全自動檢測設備、太陽能單晶硅蝕刻設備等多種生產(chǎn)場景中，以提升自動化設備的性能優(yōu)勢，協(xié)助廠商更加高效地利用工廠場地面積增加產(chǎn)量、降低成本，完全可滿足廠商對設備高性價比的要求。

　　在光伏電池片制造的過程中，需要DDR直驅(qū)馬達搭載轉(zhuǎn)盤，大負載、高速旋轉(zhuǎn)運行并定位，同時對精度和穩(wěn)定性都有很高的要求。Akribis雅科貝思的DDR電機以高扭矩密度為設計理念，用更緊湊的結構產(chǎn)生更大的峰值扭矩和持續(xù)扭矩，同時采用最佳的轉(zhuǎn)動慣量設計，扭矩密度和轉(zhuǎn)動慣量的比率極佳，適合高扭矩應用;此外，系統(tǒng)采用高分辨率光柵編碼器，從而保障運行的高重復精度，幫助客戶完成90°或180°精準定位，且符合國際安全準則， 具有較高的運動穩(wěn)定性。目前雅科貝思的DDR電機已經(jīng)被成熟地應用在166、182和210硅晶片上。

　　電池絲網(wǎng)印刷機是將銀漿、鋁漿通過壓力印刷在電池片表面，形成電池正負極的工藝生產(chǎn)設備，在常溫車間中，采用智贏直線電機多動子、長行程的型材結構，運動速度得到大幅提升，可提高印刷效率16%;非接觸的結構形式滿足對于無塵環(huán)境的需求;磁柵補償高精度結構，滿足了機器視覺對于運動的精準性要求，提高了設備生產(chǎn)的良率;智贏雙邊直線電機模組體積小，性能穩(wěn)定，組裝便捷。另外，東佑達生產(chǎn)的滑臺模組系列產(chǎn)品有螺桿驅(qū)動、皮帶驅(qū)動、無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，目前被大量運用在硅片上料機、光伏整線等多種自動化系統(tǒng)集成方案中，協(xié)助客戶降低光伏制造成本，增強企業(yè)的盈利能力。

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

　　(數(shù)據(jù)來源：公開資料整理，東莞證劵研究所)

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

　　(單位：萬元 /MW，資料來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會)

　　光伏H JT 電池制造工藝的演進，同樣對直驅(qū)技術等產(chǎn)品的開發(fā)帶來了一定的影響。HJT電池對設備的要求較高，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)，對于產(chǎn)線的真空度、潔凈度、膜厚度、壓力、沉積速率等多項指標的要求都十分嚴苛，因此PECVD非晶硅薄膜沉積設備和TCO膜沉積設備(RPD/PVD)是生產(chǎn)HJT電池的關鍵設備，這些都是包括直驅(qū)技術、機器視覺技術、高精度運動定位平臺、激光加工、機器人等可以大展拳腳的領域。

　　例如，激光轉(zhuǎn)印技術可以提升電池轉(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路徑之一;激光修復技術可提升HJT 電池轉(zhuǎn)換效率，降低暗衰減，更具有穩(wěn)定性;激光無損劃片采用應力切割原理， 利用激光對材料進行局部快速加熱，誘發(fā)其內(nèi)應力的產(chǎn)生，當內(nèi)應力足夠大的時候讓硅片自動裂開，該技術可實現(xiàn)對電池片非常完整的切割，橫截面更好，在機械載荷上有更好的表現(xiàn)。伴隨激光加工技術的大規(guī)模應用，將光學、機械、電氣自動化、軟件等學科技術相結合成為了市場開發(fā)的熱點之一，針對光伏電池市場和客戶需求開發(fā)標準化和定制化的包含激光表面處理、切割、焊接等一項或多項功能的自動化成套解決方案，使激光加工工藝完全整合至自動化設備或流水線中，實現(xiàn)設備或生產(chǎn)線更高水平的自動化、智能化作業(yè)，從而達到精準、高效、可控的生產(chǎn)目標。

　　對于光伏行業(yè)來說，發(fā)電成本依賴于太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，業(yè)內(nèi)人士預計，隨著微晶、銀包銅、銅電鍍、SMBB、激光轉(zhuǎn)印等技術取得突破及硅片薄片化、大尺寸化的推進，HJT電池成本有望在2023年低于PERC電池， 若微晶+ 薄硅片+ 少銀方案推進順利，  其組件成本仍有較大的下降空間。面對新一輪的技術革新，HJT電池技術的演變所帶來的產(chǎn)業(yè)鏈廠商變化，是目前市場關注的焦點，同時沿著HJT技術路線，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之中。中國光伏產(chǎn)業(yè)的技術躍升之路遠未停止， 作為上游設備零配件環(huán)節(jié)的直驅(qū)技術供應廠商而言， 需要緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐， 與上下游配合廠商結為更加緊密的合作伙伴關系， 及時掌握生產(chǎn)制造工藝需求， 深入鉆研、持續(xù)提升產(chǎn)品品質(zhì)， 滿足設備廠商的各樣性能指標要求， 與中國光伏產(chǎn)業(yè)一道屹立于世界之巔。