作者 | 涂明
編輯 | 九月
「甲子光年」獲悉，近日，光伏企業(yè)中能創(chuàng)光電科技（常州）有限公司（以下簡稱“中能創(chuàng)”）已完成近億元Pre-A輪融資，本輪融資由耀途資本領投，正軒投資、同創(chuàng)偉業(yè)、拓邦投資、分享投資跟投。
(資料圖片)
中能創(chuàng)成立于2021年9月7日，由原光伏國家重點實驗室主任黃強博士創(chuàng)辦，總部坐落于常州，是一家光伏異質結電池制造與技術服務企業(yè)。成立僅2個月后，中能創(chuàng)獲得軟銀中國的數(shù)百萬元投資。
中能創(chuàng)團隊在光伏領域深耕多年。據(jù)黃強介紹，其科研團隊脫胎于中國光伏科學與技術國家重點實驗室，該實驗室系黃強在2010年時，依托天合光能，以創(chuàng)始主任身份創(chuàng)辦。現(xiàn)中能創(chuàng)聯(lián)合創(chuàng)始人崔艷峰博士，彼時便是該實驗室的核心成員。2011年，中能創(chuàng)團隊開始承擔國家863計劃中的異質結項目研究，在光伏電池的去金屬化和硅片超薄化領域積累了諸多專利。
最近，隨著光伏電池技術的革新，光伏產(chǎn)業(yè)似乎來到了新的拐點。當下，光伏電池的主流產(chǎn)品——PERC電池（發(fā)射極鈍化和背面接觸電池）已逼近其理論上的發(fā)電效率極限，降本增效的空間所剩無幾。在此背景下，市場開始呼喚更高效的新技術，其中，最被看好的技術路徑便是TOPCon、IBC以及異質結三種。
在光伏領域，誰能掌握未來的主流技術，誰便掌握了迅速崛起的“鑰匙”。中能創(chuàng)團隊認為，異質結電池發(fā)電效率與良品率更高，環(huán)境適應性更強，“更有成為主流電池技術的潛力”。于是，憑借在異質結領域多年的積累，瞄準新一輪產(chǎn)業(yè)迭代機會，中能創(chuàng)團隊選擇了創(chuàng)業(yè)。
近日，「甲子光年」專訪了中能創(chuàng)創(chuàng)始人兼總經(jīng)理黃強，聊一聊這家企業(yè)眼中的光伏產(chǎn)業(yè)新機會，以及它是如何構筑商業(yè)優(yōu)勢的。
中能創(chuàng)的無主柵異質結光伏板
1.N型電池掀起光伏“三國爭霸”
對于我國新能源發(fā)展而言，光伏發(fā)電無疑是最重要的一環(huán)。而聚焦至光伏產(chǎn)業(yè)內(nèi)部，提高發(fā)電效率、降低成本，始終是決定產(chǎn)業(yè)命脈的核心。
為了降本增效，我國光伏產(chǎn)業(yè)在過去曾經(jīng)歷過兩次技術革命：
第一次是在2009年~2010年，發(fā)生在光伏電池的上游——硅料領域。通過這一次革命，電池片的制造主材多晶硅實現(xiàn)了量產(chǎn)，成本從200美元/千克直降到20美元/千克，擁有“世界硅王”之稱的保利協(xié)鑫，正是憑借其技術優(yōu)勢崛起；
第二次是在2013年~2019年，發(fā)生在硅料之后的硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在這次革命中，發(fā)電效率更高但造價也更昂貴的單晶硅片，因為單晶爐與直拉單晶技術的優(yōu)化而具備了量產(chǎn)的能力。自此之后，單晶開始逐步替代傳統(tǒng)的多晶硅片成為光伏電池的主要材料。今天光伏市場的龍頭隆基綠能，正是因為這波技術革新加冕為“光伏新王”。
當下，隨著技術的不斷發(fā)展，光伏產(chǎn)業(yè)似乎又來到了新的拐點。黃強告訴「甲子光年」，現(xiàn)在行業(yè)普遍認為，光伏的第三次技術變革最有可能發(fā)生在電池片領域。
PERC電池是目前光伏產(chǎn)業(yè)的主流電池技術。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會（CPIA）報告，在2021年的市場格局中，鋁背板電池的市占率為5%，PERC電池的市占率為91.2%。但是，PERC電池已實現(xiàn)23%的光電轉換效率，距離其24.5%的理論極限，沒有太大的提升空間。
為突破產(chǎn)業(yè)瓶頸，市場開始呼喚功率更高的光伏新技術。8月18日，國科技部、發(fā)改委、能源局等九部委發(fā)布《科技支撐碳達峰碳中和方案》，指出要重點“研發(fā)高效硅基光伏電池”。
所謂“硅基光伏電池”，一般包括P型電池與N型電池兩種。前者制作工藝簡單，設備建設成本較低，一直以來都是性價比最高的電池技術路線。不論是上一代主流的鋁背場電池(BSF)，還是當下正充當市場主力的PERC電池，均屬P型電池序列。但另一面，凡是P型電池，基本都會面臨24.5%的發(fā)電效率極限問題。
市場上足以替代P型電池成為市場主流的，便是N型電池，也就是九部委所強調地“高效硅基光伏電池”。其技術路線多且清晰，發(fā)展相對成熟，各類技術的光電轉化效率均已超過24%，應用潛力巨大，商業(yè)化空間十分可觀。
目前，N型電池的主要種類包括三種，即TOPCon、IBC以及異質結。在行業(yè)看來，未來的光伏市場主流，大概率會從這三種技術中產(chǎn)生。
黃強向「甲子光年」介紹，在這三種技術中，前期生產(chǎn)壁壘最低的就是TOPCon。該技術的最大特點是生產(chǎn)線無需另造，只需改造現(xiàn)有的PERC產(chǎn)線即可，前期投產(chǎn)成本低。但它的光電轉化效率較低，目前的實驗室極限是26%（ISE，雙面接觸），優(yōu)于PERC，低于異質結和IBC。此外，TOPCon的工序太過復雜——尋常的光伏電池一般只需經(jīng)過9道生產(chǎn)工序，而TOPCon的工序高達12~13道，大大提升了量產(chǎn)難度，良品率也因此極難把握。
至于IBC電池，是目前所有電池技術中發(fā)電效率最優(yōu)的一種，實驗室極限效率已經(jīng)能達到26.63%。但工藝也最不成熟，加工成本極高，生產(chǎn)設備昂貴，距離商業(yè)化還很遙遠。
對比之下，異質結電池的表現(xiàn)更符合市場要求，被認為是最有希望成為下一代主流電池的技術路線。根據(jù)CPIA公布的實證數(shù)據(jù)，目前，異質結電池相比P型電池，在發(fā)電量上具備絕對優(yōu)勢，每千瓦發(fā)電量可增益6-10%。其實驗室最高光電轉換效率在26.5%左右，高于PERC和TOPCon電池，且工序最少，僅有4道，生產(chǎn)步驟可控性強，良品率最高。
CPIA曾預測，隨著技術發(fā)展與N型電池量產(chǎn)線的鋪開，預計到2025年，TOPCon與異質結兩種技術的市占率將逼近50%。而到2030年，異質結電池將成為主流，市占率至少在40%以上。
在黃強看來，當下是電池片未來技術路徑最不清晰的時刻，三種N型電池技術都有機會，且會在TOPCon和異質結兩項技術上優(yōu)先爆發(fā)。目前，這兩項技術的量產(chǎn)光電轉換效率均在25%左右。
2.做大、做薄、去金屬，中能創(chuàng)的破局點
面對異質結新機會，目前國內(nèi)幾家光伏巨頭也不肯落后。
今年6月23日，隆基宣布其M6全尺寸電池異質結電池光電轉換效率突破世界紀錄，達到26.5%，標志著異質結距離商業(yè)化應用又進一步。8月31日，全球最大的光伏電池制造商通威也宣稱在成都、合肥等地開展異質結電池的中期測試，并同步研發(fā)TOPcon電池。此外，阿特斯陽光電力、天合光能等幾家頭部企業(yè)，也在異質結領域紛紛展開量產(chǎn)試驗。
中能創(chuàng)也從N型電池的變革中看到了機會。
黃強介紹， 在異質結發(fā)展初期，戰(zhàn)場主要有二：一個是利基市場，即高度定制化的需求市場；另一個則是主戰(zhàn)場——拓展更多的應用場景。
中能創(chuàng)破局首先是從利基市場開始。目前，中能創(chuàng)主要將建筑行業(yè)作為切入點，并期待以定制化、高效率、低成本三大優(yōu)勢打開市場。通過定制化服務，中能創(chuàng)可以為樓宇、園區(qū)設計出具備“蘇州園林風格”等特色外觀的光伏組件產(chǎn)品，并用最小的占地面積實現(xiàn)最大的發(fā)電效率，將高效率與定制化結合。
黃強表示，光伏發(fā)電效率不僅取決于電池片的光電轉換率，還取決于系統(tǒng)效率，而異質結技術恰恰是溫度系數(shù)最低、環(huán)境適應能力最強、系統(tǒng)效率最高的一種。目前，新加坡國立大學所引入的樓頂異質結光伏組件系統(tǒng)效率全球領先，在91%左右，而一般光伏電站的系統(tǒng)效率通常在80%-85%上下浮動。
當突破利基市場后，異質結企業(yè)們想要大規(guī)模商業(yè)化，就必須解決降本難題。
對此，耀途資本創(chuàng)始合伙人白宗義認為：“異質結電池技術前景廣闊，但目前仍然面臨設備投資過高、生產(chǎn)成本偏高等問題。”中來股份于今年9月發(fā)布的一份報告顯示，當前，異質結電池的生產(chǎn)含稅成本約為1.4~1.5元/W，而當前主流的PERC電池，生產(chǎn)含稅成本約為1.27元/W。
在異質結的成本中，硅片和銀漿是最主要的開銷，其中，硅片約占電池總成本的一半，銀漿則占非硅成本的1/4。因此，能否在這兩方面降本，或將決定誰會在爭霸賽上真正突圍。
為了降低原料耗材成本，黃強介紹，中能創(chuàng)團隊的核心思路是做大、做薄、去金屬。
做大，即增加單片電池的尺寸。當硅片變大后，其發(fā)電功率會顯著提高，但所配套的電池輔料消耗卻并不會同步提升，因為電池輔料的使用只與電池塊數(shù)有關，同其面積大小關聯(lián)不大。將電池片做大不僅是中能創(chuàng)的選擇，也是行業(yè)趨勢。目前，中能創(chuàng)的主要產(chǎn)品尺寸為210mm，行業(yè)的主流尺寸是166mm，未來，182mm和210mm的市占率會不斷提升。
而做薄，指的是超薄化硅片技術，硅片越薄，硅料成本自然越低。中能創(chuàng)團隊使用的超薄硅片關鍵封裝技術來源于其在2014年一次創(chuàng)業(yè)時研究的成果，擁有完整專利權。黃強指出，對于一般的光伏技術而言，硅片做薄往往會導致其發(fā)電效率下降，得不償失。而異質結電池則相反，硅片薄化后不僅不會限制發(fā)電效率，還會提升其功率。所以，硅片薄化目前是異質結獨有的降本方法，這種優(yōu)勢會隨著量產(chǎn)規(guī)模的提升而不斷放大。
至于去金屬化，通威、隆基等企業(yè)所采用的方法是銀包銅或鍍銅技術，通過以銅代銀的方法來節(jié)約銀耗。而中能創(chuàng)則是在這些技術的基礎上，疊加了無主柵技術，以此來節(jié)省銀漿。
主柵，即鑲嵌在光伏硅片上的寬金屬導線，與細金屬導線，即輔柵向對應。黃強以交通工具作比，“主柵相當于高鐵，速度快，運量大，但是建設成本很高；輔柵則相當于出租車，速度慢，但是便宜?！?/strong>
一直以來，如何選擇主柵的寬度和數(shù)量，始終是光伏行業(yè)的難題。據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，2021年，行業(yè)內(nèi)主流的主柵應用數(shù)量是9條。多數(shù)光伏企業(yè)采用的是主柵與輔柵相互結合。
“目前技術的發(fā)展方向是增加主柵數(shù)量、降低主柵寬度，多建‘低配版的高鐵’，這在業(yè)內(nèi)被稱為‘多主柵技術’。而‘無主柵’則是另辟蹊徑，直接取消電池片中的主柵，將其輔柵和組件封裝時的互聯(lián)焊帶相連，即‘電池無主柵，組件多主柵’”，對于無主柵技術的特點，黃強解釋到，“這個技術的優(yōu)勢非常明顯，能大幅降本，但技術門檻很高?！?/p>
中能創(chuàng)無主柵異質結電池的細節(jié)展示
業(yè)內(nèi)普遍認為，直到2030年，無主柵技術仍將是小眾技術路線，市占率局限在10%以下，限制其普及的主要原因在于生產(chǎn)設備投入成本太高。
2022年，中能創(chuàng)研發(fā)出全球首個210mm無主柵超薄化異質結電池，獲得了德國TüV萊茵的第三方權威認證。目前，中能創(chuàng)是中國第一家、全球第二家掌握大尺寸無主柵異質結技術的企業(yè)。
黃強認為，這項技術將為行業(yè)帶來革命性影響，“通過無主柵技術，異質結電池的硅料和銀漿消耗將大大減小，每瓦成本可降低0.2元~0.25元。在多種技術疊加下，目前中能創(chuàng)的異質結電池可比常規(guī)的PERC電池多發(fā)5%~6%的電。”
此輪融資，中能創(chuàng)將擴建其大尺寸無主柵異質結電池的量產(chǎn)線、研發(fā)下一代產(chǎn)品，并擴充其團隊。
“目前，限制異質結普及量產(chǎn)的主要原因就是成本，而大尺寸、超薄化、無主柵這三項技術疊加，無疑能很好的降低生產(chǎn)成本?！秉S強介紹，“中能創(chuàng)已經(jīng)解決了異質結技術前期設備投入成本過高的問題，能夠實現(xiàn)量產(chǎn)，到2023年，中能創(chuàng)的產(chǎn)能預計將達到1GW，并將快速擴展至10GW?，F(xiàn)在，中能創(chuàng)預估每投產(chǎn)1個GW，就可以節(jié)省設備成本人民幣3000萬元左右，這為異質結性價比高于PERC，從而走向產(chǎn)業(yè)化，帶來了全新可能。”
