導語:穿越週期、不爲波動所困的方法論,根本在於“升維”,只緣身在最高層。
門檻提升,BC進入2.0時代
在“後摩爾時代”,超摩爾定律通過引入新材料、器件結構和系統架構,爲集成電路提供了新的發展路徑。
同樣在光伏領域,BC技術以通過優化電池結構和高兼容性,突破了傳統電池的物理限制,展現出超越傳統光伏技術的性能增長潛力。
當然,也抬高了門檻。
高門檻,一是轉換效率的增長潛力。
目前,行業內公認的單結晶硅電池的理論效率極限是29.4%。而BC電池的轉換效率理論極限可以達到29.1%,被認爲最接近單結晶硅電池極限轉換效率的電池技術。
尤其今年以來,BC電池技術關鍵指標多次打破各項轉換效率紀錄及量產記錄,推動BC跑步進入“2.0時代”。
二是,當其他技術路線逐漸趨近效能瓶頸時,xBC技術作爲高包容性的平臺型技術,兼容性和適配性的“天賦”愈發凸顯。
通過疊加TOPCon、PERC、HJT、鈣鈦礦等技術,BC可進一步提升效率,從而無限接近轉換效率的極值。
同時,BC電池還具有正面100%受光、雙極鈍化接觸結構、無銀金屬化塗布等獨特性能優勢;其組件,亦擁有超高焊接穩定性、抗隱裂、高溫抑制和陰影發電優化等競爭優勢。
相比TOPCon,BC技術具有一些無法比擬的優勢。
比如,轉換效率天花板更高。TOPCon技術理論極限轉換效率爲28.7%,而BC技術極限轉換效率可達到29.1%,疊加鈣鈦礦的極限效率甚至能達到43%。
再比如,BC電池可做到正面無柵線,作爲分佈式組件外形較爲美觀。
TOPCon在產線兼容性和量產難度方面,有一定優勢。這也是爲何此前BC電池技術一直偏“小衆化”,主要還在於BC技術與投資門檻偏高。
因此,唯有技術儲備與資金實力雄厚、研發創新能力突出的龍頭廠商方可爲之——但這恰恰也是BC技術堅定擁護者走“差異化”路線、避免惡性競爭的優勢所在。
而“IC化趨勢”,更綜合性地抬高了這一門檻。
隨着光伏電池技術快速迭代、流程步驟顯著增加,其工藝管控也從P型電池時代的單點把關,轉變爲N型電池時代的全過程控制模式。
光伏電池技術工藝逐漸進入一個新階段——向IC化演變,即向集成電路製造技術靠攏和看齊。製造商須具備通管全局的製造能力和更精細的工藝控制能力,以實現更高的產品效率和性能。
此外,產業競爭模式也將從價格層面的低階競爭,升級爲技術及工藝層面的中階競爭,最終上升爲製造流程標準化、精細化的高階競爭。
BC領域的競爭,更多體現出這種高階化競爭特徵。
當BC電池的工序更加複雜、各環節工藝難度有所提升、製程管控點顯著增加後,產品的可靠性也相應大幅提升,並出現了規模化生產降低成本等革新性特點。
BC生態方興未艾,考慮到其可疊加、兼容多種技術的稀缺性,發展潛力不可小覷。
加之門檻高、有實力的競爭者並不多見,BC賽道仍處於藍海紅利期和蓬勃期。
“技術+”聯盟,立於生態C位
Maxeon(SunPower)是IBC電池的開山鼻祖,也是基於隧穿氧化層鈍化多晶硅接觸技術的BC電池技術的發明者與產業化的先行者。
1975年,Schwartz和Lammert提出背接觸式光伏電池概念。1984年,斯坦福教授Swanson研發出IBC類似的點接觸太陽電池,並於1985年創立Maxeon(MAXN.O)的前身SunPower,進一步開發IBC電池技術。
SunPower在於2004年規模量產研發出第一代大面積IBC電池A-300,轉換效率達21.5%,產能達400MW;並於在2007年規模再推出可量產、平均效率達22.4%的第二代IBC電池,轉換效率達22.5%,產能達600MW;由此開啓GW級IBC電池產業化進程。
2020年,TCL中環(002129.SZ)與道達爾(TTE.N)達成合作,Maxeon從SunPower分拆成爲爲獨立公司,並承載SunPower的品牌及研發部門、除美國和加拿大以外的全球生產及銷售業務,掌握全球IBC及疊瓦專利庫。
公司創辦近40年以來,在全球多個國家連續規模量產IBC電池與組件20多年,並11次打破世界紀錄。在30餘個國家,Maxeon擁有包括IBC電池結構專利、獨特材料、專有工藝等在內的超過1900項專利。
BC本身的結構特徵就賦予了其高效率。而Maxeon採用高效背接觸(IBC)技術系列產品的光電轉換效率,一直在全球商業化生產的同行業產品中居於領先地位。
今年3月,Maxeon宣佈將在第三季度在全球銷售的第7代組件產品,經美國國家可再生能源實驗室(NREL)認證,組件轉換效率達到24.9%,並獲得了其他權威機構的可靠性和耐用性認證。
Maxeon 6和Maxeon 7組件
11月下旬,Maxeon首席工程師徐光琦在12th bifi PV Workshop 2024 Zhuhai上表示,Maxeon下一代的IBC產品組件轉換效率將突破25%,生而對熱斑免疫。通過專利的金屬基底,該產品具備抗隱裂性,採用無鉛、無銀技術,具備爲優選客戶提供高達40年質保的能力,年衰減更低。
爲何是40年質保?
對於下游客戶來說,光伏電站是一項可長達40年之久的固定資產投資,而光伏組件又佔到該投資接近三分之一。因此,除了日新月異的效率追趕之外,可靠性也是電站全生命週期不可忽視的重要指標之一,兩者都要兼顧。
而可靠性即是Maxeon的IBC產品的構建護城河的“關鍵磚”。
Maxeon電池板的年衰減率僅爲0.25%,這意味着在實際使用40年後,電池板仍能保留接近90%的原始功率評級。
雖然市場上多款xBC產品(如ABC、HPBC等)在轉換效率方面也“能打”,但組件的可靠性、耐用性和環境適用性仍需時間的檢驗。
20多年技術積累與產品迭代塑造了Maxeon產品顯而易見的領先優勢。這些優勢,集中體現在:堅固的金屬基礎和抗裂性,能承受極端天氣條件;反向偏置特性使其在遮蔭時安全運行,不形成熱斑、減少損害風險;低運行溫度有助於提高能量產出效率等方面。
同時,相比其他技術路線的電池,IBC電池在局部遮擋情況下的抗熱斑表現更優。
由於Maxeon獨特的電池設計,在有遮擋情況下熱斑溫度都控制在組件正常工作溫度範圍內(≤85攝氏度),採用其它電池技術的半片組件(比如TOPCon,HJT),由於其很高的反偏電壓,在有遮光的情況下,電池的熱斑溫度很高(超過150攝氏度);特別是旁路二極管失效的時候,在遮擋條件下,熱斑溫度會導致背板燒穿或玻璃爆板。
效能邊界持續突破,猶如“跑鞋”,令領跑者的步伐輕快有力。專利壁壘,則爲追趕者設置了難以逾越的障礙。
兼顧效率與可靠性之下,Maxeon的IBC產品,尤其在海外、特別是歐美市場受到青睞。
以光伏海外主要市場--歐洲爲例,大部分新增裝機量都以分佈式爲主,且當地居民更喜歡黑色屋頂的建築風格,相當契合BC電池的表現特徵,可做到BIPV(Building Integrated PV,光伏建築一體化)。
其次,在海外,知識產權被視爲創新企業發展的主要資源。歐美市場分外重視知識產權,這令掌握海量專利的Maxeon,有機會在海內外率先構築起“專利屏障”。
專利屏障,是指原創技術企業,通過專利保護其技術創新,防止競爭對手未經授權使用其技術,從而維護前者在競爭市場的優勢。
其中,一個有力的“殺招”,是“域外禁令”。
侵權企業在海外銷售,將面臨專利訴訟壓力,進而影響其在某一特定區域/國家的銷售,丟失客戶、進而影響其市場份額。
例如,2020年1月,夏普向東京地方法院提起了針對OPPO日本公司的專利侵權訴訟,並要求法院禁止日本OPPO在日本市場出售5款涉侵權手機。
同在這一年,Maxeon Solar起訴某光伏一線企業的日本公司,未經許可使用疊瓦式太陽能電池組件專利。之後,雙方簽署了和解協議,該公司在2025年6月30日之前不再於日本地區銷售這一產品。
光伏企業遭遇技術性專利侵權爭議,在歐洲或美國打專利官司,除了侵權責任懲罰性賠償外,還可提起簡易跨境臨時禁令,申請海關查扣貨物。
如果扣留貨物時間較長,將對企業產品出貨、品牌口碑造成嚴重影響。售賣專利侵權產品的經銷商和用戶,也要因此承擔賠償責任。
在有效且有威懾力的專利壁壘下,Maxeon的IBC產品規避了內卷嚴重的國內市場,更能在海外贏得廣闊的發展空間。
硅片製造龍頭TCL中環,早早看好BC前景,以及Maxeon的專利優勢及渠道壁壘,並着手佈局。
2020年,TCL中環入股Maxeon並一路增資,最終實現控股。截至目前,TCL中環對Maxeon的持股比例達到69.3%。
11月26日,TCL中環與控股子公司Maxeon簽署收購條款清單。TCL中環將進一步整合海外製造和Maxeon的渠道資源,提高協同管理的能力。
12月2日,TCL中環發佈的《關於參與Maxeon重組進展暨獲美國外國投資委員會審查批覆的公告》顯示,美國外國投資委員會(CFIUS)完成了對該重組交易的審查,並認定不存在與TCL中環(或其子公司)對Maxeon投資相關的任何未解決的國家安全問題。TCL中環及Maxeon將繼續積極推進業務組合和重點區域市場的重大戰略重組。
依託半導體技術積澱,TCL中環將自身硅片工藝能力、柔性製造與工業管控能力結合,以綜合實力賦能Maxeon征戰BC市場。
在BC技術2.0時代,“綁定”上游專利源頭、疊加優質硅片原料供給,以及智能製造、高效供應鏈的工業4.0柔性工廠加持,奠定了TCL中環+Maxeon聯盟在BC生態的核心地位。
BC的生態日臻完善,衆多頭部玩家早對BC賽道躍躍欲試。
除了TCL中環+Maxeon聯盟、以及隆基、愛旭等已入局的巨頭之外,幾家N型電池企業,如通威(600438.SH)、天合光能(688599.SH)等也均有xBC技術儲備。
巨頭紛紛下場,BC生態越來越多元、完善,BC陣營也越來越龐大。
正如愛旭股份董事長陳剛所說,BC是實現晶硅電池極限效率必選技術。
與此同時,華能集團、中國華電、國家電投等企業近期密集開展BC產品招標。央、國企招標對BC路線傾斜,更有助於後者放量擴產。
BC技術的首創與開拓者、並持續保持領先的TCL中環+Maxeon聯盟,是否與BC生態中的巨頭玩家將有更多合作?
這也爲光伏行業格局的未來發展,打開了更多想象空間。
冬天裏孕育春天
面對產能過剩的種種弊端,11月20日,工信部對《光伏製造行業規範條件》和《光伏製造行業規範公告管理暫行辦法》的最新修訂,再對各環節技術指標加碼,引導限制新增產能擴張。
光伏仍處在最嚴峻的時期。不過,考慮到光伏下游需求仍在增長、伴隨政策支持下的供需失衡改善,行業最快有望在明年回暖。
穿越週期、不爲劇烈波動所困的方法論,根本在於“上升維度”,只緣身在最高層。
一旦行業轉暖,新一輪技術迭代轉輪開動,“冬天”裏生長的BC,有望在未來的3年-5年內,成爲光伏行業的主導技術,在下一個春天裏綻放。
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