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正如中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)王世江所言，中國光伏產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng )新、產(chǎn)業(yè)配套、市場(chǎng)地位等方面持續形成全球競爭優(yōu)勢，已具備最完整的產(chǎn)業(yè)鏈。即將過(guò)去的2021年，既是全面平價(jià)上網(wǎng)的啟航年，也是踐行“雙碳目標”的起始年，光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新和市場(chǎng)應用迎來(lái)新一輪跨越式發(fā)展。全球光伏裝機穩步上升，中國更是連續多年穩居全球首位。根據國家能源局發(fā)布的數據，截至2021年10月底，我國可再生能源發(fā)電累計裝機容量達到10.02億千瓦，突破10億千瓦大關(guān)，其中太陽(yáng)能發(fā)電裝機2.82億千瓦。對所有光伏從業(yè)者而言，這都是一個(gè)了不起的成績(jì)。

裝機規模的提升，離不開(kāi)中央和主管部門(mén)政策的推動(dòng)，離不開(kāi)社會(huì )各界對光伏產(chǎn)業(yè)的大力支持，也離不開(kāi)相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員的辛勤付出。這一年，光伏產(chǎn)業(yè)鏈遭遇許多波折，面對著(zhù)相當復雜的市場(chǎng)環(huán)境，也給諸多新技術(shù)提供的發(fā)展平臺，相關(guān)企業(yè)更是推出了許多高效新產(chǎn)品。接下來(lái)，請跟隨編輯的腳步，細數2021年產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的優(yōu)秀產(chǎn)品，盤(pán)點(diǎn)各環(huán)節最高成就。

硅料環(huán)節——顆粒硅讓光伏更“綠”

眾所周知，大規模應用光伏、風(fēng)電等可再生能源是實(shí)現碳達峰、碳中和目標的有效途徑。但在許多地區，光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游的多晶硅仍被視為高耗能產(chǎn)業(yè)，受到種種限制。今年下半年各地加強“能耗雙控”，一定程度上導致多晶硅原材料供不應求，價(jià)格飛漲，對全年新增裝機規模造成了不可忽視的影響。

如何降低多晶硅提純環(huán)節能耗和碳排放?保利協(xié)鑫大力推廣的顆粒硅堪稱(chēng)一劑良方。據介紹，與改良西門(mén)子法生產(chǎn)棒狀硅相比，顆粒硅可降低電耗近70%，生產(chǎn)效率更高。同時(shí)，顆粒硅的建設周期、生產(chǎn)流程更短，這意味著(zhù)企業(yè)投資強度可降低30%，同時(shí)減少約70%的占地面積和68%的工人數量，單位投資年產(chǎn)值增加43%左右。對下游而言，顆粒硅無(wú)需破碎即可使用，不易混入雜質(zhì)，這也便于下游企業(yè)實(shí)現智能制造。

據介紹，保利協(xié)鑫顆粒硅目前已實(shí)現萬(wàn)噸級顆粒硅產(chǎn)能，得到了眾多硅片企業(yè)的青睞。未來(lái)，他們將建設四大生產(chǎn)基地，多晶硅總產(chǎn)能56萬(wàn)噸，其中顆粒硅產(chǎn)能50萬(wàn)噸。相關(guān)負責人強調，“近日，保利協(xié)鑫顆粒硅已獲得全球第一張由法國國家能源署頒發(fā)的碳足跡認證證書(shū)，為他們擴大市場(chǎng)規模增添了重要砝碼。相信顆粒硅能讓光伏產(chǎn)業(yè)更加綠色低碳，助力碳中和目標早日實(shí)現。”

硅片環(huán)節——超薄硅片助力產(chǎn)業(yè)鏈降本增效

對硅料、硅片環(huán)節而言，今年的熱詞無(wú)疑是“漲價(jià)”。據中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )硅業(yè)分會(huì )統計，單晶復投料價(jià)格最高曾達27.5萬(wàn)元/噸。為了降低生產(chǎn)成本，光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節達成共識，開(kāi)始使用更薄的硅片制作電池、組件，超薄硅片應運而生。

此前一度有觀(guān)點(diǎn)認為，210mm及更大尺寸硅片不適合采用170微米以下厚度，否則會(huì )出現碎片率上升、良率下降等情況。但在中環(huán)股份等龍頭企業(yè)看來(lái)，一切都不是問(wèn)題。12月30日晚，中環(huán)股份發(fā)布P型單晶硅片最新報價(jià)，不再提供170微米、
165微米兩種厚度的產(chǎn)品價(jià)格，只發(fā)布160微米、150微米兩種厚度。顯然，越來(lái)越多的電池、組件企業(yè)開(kāi)始接受160μm甚至更薄硅片，降低生產(chǎn)成本。

相關(guān)負責人表示，依托工業(yè)4.0柔性化制造及自身薄片技術(shù)儲備，在原材料價(jià)格持續高位的情況下，中環(huán)股份加速薄片研發(fā)和推廣，通過(guò)減薄硅片厚度緩解下游電池、組件客戶(hù)的成本壓力，助力光伏產(chǎn)業(yè)可持續健康發(fā)展。210產(chǎn)品在2021年底已完成由T170向T160的量產(chǎn)轉換，同等條件下硅片出片數增加4.57%，有效降低產(chǎn)業(yè)鏈成本。事實(shí)上，目前中環(huán)技術(shù)研發(fā)已具備T120生產(chǎn)能力，未來(lái)將持續推進(jìn)T160以下薄片量產(chǎn)，保持210賽道的領(lǐng)先地位。

電池環(huán)節——N型電池百家爭鳴

“碳中和”背景下，行業(yè)對更高能量密度、更低度電成本的需求進(jìn)一步提升。由于電池轉換效率是決定組件乃至光伏系統發(fā)電效率的關(guān)鍵因素，因此，大尺寸N型電池開(kāi)始得到越來(lái)越多業(yè)內人士關(guān)注。多位技術(shù)專(zhuān)家表示，隨著(zhù)PERC時(shí)代紅利的逐步消失，太陽(yáng)能電池迎來(lái)了從P型到N型的轉型關(guān)鍵期。從材料角度，N型電池具有雜質(zhì)少、純度高、少子壽命高、無(wú)晶界位錯缺陷以及電阻率容易控制等先天優(yōu)勢。由于少子壽命高有利于對外輸出電流，因此，在同等光照條件下，N型電池轉換的光能更多，轉換效率更高。毫無(wú)疑問(wèn)，N型電池已經(jīng)成為后PERC時(shí)代光伏行業(yè)新的主流選擇。

但N型電池的技術(shù)路線(xiàn)并非只有一條。目前，TOPCon和異質(zhì)結(HJT)成了多數企業(yè)的選擇，但ABC等新興技術(shù)同樣不容小覷。究竟哪一種技術(shù)路線(xiàn)更符合行業(yè)發(fā)展規律、可以帶來(lái)最低度電成本?

對于歷史產(chǎn)能較高的企業(yè)，TOPCon是一個(gè)不錯的選擇。技術(shù)專(zhuān)家表示，TOPCon電池大幅降低了背表面場(chǎng)復合速率和背面金屬接觸復合，實(shí)驗室效率可達26%，轉換效率較高，潛力巨大，在生產(chǎn)成本上優(yōu)勢明顯，有利于實(shí)現商業(yè)化量產(chǎn)。同時(shí)，TOPCon電池可兼容PERC制程，這是它相對于其他N型電池技術(shù)最突出的優(yōu)勢。隨著(zhù)TOPCon電池技術(shù)的工藝、設備和人才日漸成熟，特別是工藝的簡(jiǎn)化、銀漿用量以及設備價(jià)格的降低，競爭力越來(lái)越明顯，度電成本優(yōu)勢將顯現，其產(chǎn)業(yè)化規模將逐步擴大。

晶科能源副總裁錢(qián)晶在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)指出，目前有很多技術(shù)路線(xiàn)的發(fā)電效率高于PERC，但先進(jìn)技術(shù)還需將其轉換成生產(chǎn)優(yōu)勢，需要考慮生產(chǎn)良率、工藝可靠性、產(chǎn)能和交貨周期等。從效率上，晶科的TOPCON電池已經(jīng)可以實(shí)現穩定24.5%以上的量產(chǎn)效率，未來(lái)將提升至25%。在成本和產(chǎn)品性能上，有非常明確的升級換代，在可靠性方面的優(yōu)勢也已凸顯。“目前晶科TOPCon被國外認證機構測試確認過(guò)的最高效率是25.4%，這是TOPCon大面積電池效率的新世界記錄。我們的高效N型電池技術(shù)在一年內創(chuàng )下四次世界紀錄，成為引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的標桿。”錢(qián)晶說(shuō)。

除了幾大龍頭，一些希望“彎道超車(chē)”的企業(yè)則紛紛布局異質(zhì)結產(chǎn)線(xiàn)。有專(zhuān)家表示，與其他技術(shù)路線(xiàn)相比，異質(zhì)結電池生產(chǎn)步驟較少，僅制絨清洗、非晶硅鍍膜、TCO膜制備、絲網(wǎng)印刷等4個(gè)環(huán)節。由于制程工藝少，生產(chǎn)良率更容易控制。在應用方面，除了高轉換效率，高背面率、低衰減、低溫度系數、弱光響應等特性也讓下游用戶(hù)大為贊賞。技術(shù)人員強調，異質(zhì)結組件對溫度不敏感，可靠性更好，壽命更長(cháng)，是提高系統發(fā)電量、降低度電成本的有效途徑。

東方日升一直被認為是異質(zhì)結技術(shù)的堅定支持者。相關(guān)負責人認為，雖然目前異質(zhì)結電池、組件的價(jià)格比PERC高，但依照他們的成本模型測算，異質(zhì)結產(chǎn)品在2023可與PERC同價(jià)，后續可完全取代PERC。據了解，目前東方日升異質(zhì)結電池量產(chǎn)平均效率24.6%，最高效率可達24.9%。前不久，經(jīng)全球領(lǐng)先權威第三方機構TUV南德測試認證，東方日升高效異質(zhì)結系列組件效率高達23.65%，再次刷新了他們在2021年7月創(chuàng )造的世界紀錄。“未來(lái)，異質(zhì)結加上微晶工藝預計電池效率可達25.2%，未來(lái)工藝優(yōu)化以及疊層鈣鈦礦技術(shù)疊加，效率可達28%以上。”

此外，ABC電池這項“黑科技”也不能忽視。據介紹，ABC電池采用背接觸技術(shù)，正面無(wú)柵線(xiàn)遮擋，消除金屬電極的遮光電流損失，讓入射光線(xiàn)的利用率達到最大，也極大地提升了電池轉換效率。同時(shí)，該技術(shù)非常適應大尺寸、薄片化時(shí)代，量產(chǎn)效率有望達到25.5%，可以有效降低電池、組件中的硅成本，為產(chǎn)業(yè)鏈降本增效貢獻自己的力量。

在2021年6月的SNEC展會(huì )上，愛(ài)旭科技公開(kāi)展示了自己的ABC電池產(chǎn)品。據悉，該產(chǎn)品正面為全黑色，十分美觀(guān)，可與柔性封裝材料結合，完美適配屋頂光伏、BIPV等應用場(chǎng)景。根據愛(ài)旭股份在投資者互動(dòng)中發(fā)布的消息，公司珠?；?GW電池項目已拿到土地，后續將有正式的產(chǎn)品發(fā)布。相關(guān)負責人強調，未來(lái)，新型ABC電池將比PERC電池單瓦成本更低。

組件環(huán)節——功率、效率缺一不可

從2016年領(lǐng)跑者項目時(shí)期開(kāi)始，就有企業(yè)采用72片版型組件代替60片版型，來(lái)滿(mǎn)足降低系統造價(jià)、提高收益率的要求。事實(shí)證明，大尺寸組件可以減少支架、線(xiàn)纜用量，降低施工成本和運輸成本，提高運維工作效率，從而降低BOS成本，拉低度電成本(LCOE)，幫助項目業(yè)主提高收益。

近年來(lái)，隨著(zhù)光伏技術(shù)水平不斷提升，組件效率和功率有了較大幅度提升。特別是210mm硅片的發(fā)布，讓單塊組件功率超越600W成為可能，也讓光伏行業(yè)進(jìn)行了一次戰略升級。我們注意到，越來(lái)越多的企業(yè)在新建產(chǎn)能時(shí)選擇210mm或更大尺寸向下兼容，滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)鏈不斷升級的需求，電力投資企業(yè)在集中采購招標時(shí)，也傾向于選擇更大尺寸、更高功率的組件產(chǎn)品，500W+組件占比平均超過(guò)80%。

今年3月，天合光能發(fā)布670W超高功率組件，該組件基于210mm高效PERC電池制造而成，組件效率超過(guò)21.6%，刷新了66片版型光伏組件的新紀錄。相關(guān)負責人表示，該組件采用210大尺寸電池片，疊加半片技術(shù)、MBB技術(shù)，提高光照利用率。據悉，670W組件開(kāi)路電壓約為45.7V，最大短路電流18.5A，屬于典型的“低電壓、大電流”產(chǎn)品，可以充分提升組串功率，減少組串數量，降低系統成本。以1500V系統為例，如采用天合670W組件，即使考慮北方地區-20℃的環(huán)境，每串也可以有28塊組件，組串功率可提升34%。如果是相對暖和的地區，每串組件數量還可以更多。

為了解決超高功率產(chǎn)品的適配問(wèn)題，提升市場(chǎng)占有率，天合光能與多家企業(yè)聯(lián)合，率先明確組件標準尺寸，并牽頭成立了600W+光伏開(kāi)放創(chuàng )新生態(tài)聯(lián)盟。據悉，截至2021年底，聯(lián)盟成員已經(jīng)達到89家，覆蓋硅片、電池、組件、輔材、逆變器、支架、EPC、包裝運輸、投資開(kāi)發(fā)、檢測認證等多個(gè)環(huán)節，生態(tài)日趨完備，210超高功率組件產(chǎn)品終于打通了從生產(chǎn)到應用的全部環(huán)節，必將在未來(lái)的終端市場(chǎng)應用中嶄露頭角。

與此同時(shí)，效率更高的疊瓦技術(shù)再度受到各界熱捧。以環(huán)晟光伏為例，相關(guān)負責人介紹，他們結合不同應用場(chǎng)景推出了多款高效疊瓦組件，滿(mǎn)足客戶(hù)需求。針對屋頂分布式項目，環(huán)晟的43.33P小版型組件發(fā)電效率最高達21.9%，傲視群雄，可以在有限的屋頂面積上安裝最高功率，帶來(lái)更多清潔電力。針對大型集中式電站項目，環(huán)晟也推出了最高功率670W的超高功率組件，通過(guò)低電壓的產(chǎn)品設計，可以減少系統組串數量，更利于項目排布優(yōu)化，使得樁基礎、支架、線(xiàn)纜等輔材用量明顯下降，從而降低終端系統成本。

據了解，此前業(yè)內對疊瓦技術(shù)的了解不多，除了專(zhuān)利方面的限制，很多人對疊瓦生產(chǎn)工藝也有擔心。對此，環(huán)晟光伏技術(shù)人員表示，疊瓦組件是利用激光切片技術(shù)將整片電池切割成數個(gè)電池小條，并用導電膠將電池小條疊層實(shí)現柔性聯(lián)結，實(shí)現了電池片零片間距，有效提高組件受光面積，提高發(fā)電效率。應用特殊的全并聯(lián)電路設計，相較傳統組件擁有更好的抗熱斑、抗陰影、抗衰減性能，使得疊瓦組件在實(shí)際應用中擁有更長(cháng)效的高發(fā)電量表現。“作為全球最大的高效疊瓦組件制造商，環(huán)晟光伏的核心疊瓦專(zhuān)利來(lái)自SunPower授權，受到國內唯一合法的專(zhuān)利保護，并在此基礎上申請超過(guò)100項專(zhuān)利保護。目前公司疊瓦組件的生產(chǎn)良率與行業(yè)一流企業(yè)相當，穩居行業(yè)前列。”

逆變器環(huán)節——更大功率、更低度電成本

光伏逆變器的性能直接影響到太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的發(fā)電效率及運行穩定性，同時(shí)，也是整個(gè)光伏發(fā)電系統中多種信息傳遞與處理、實(shí)時(shí)人機交互的信息平臺，是連接智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的智能化關(guān)鍵設備。正如電網(wǎng)系統專(zhuān)家所言，逆變器的質(zhì)量對光伏系統可靠性、發(fā)電效率至關(guān)重要，不能因為逆變器價(jià)格在系統造價(jià)中的占比較低就減少重視。

目前，大型項目招標中的逆變器最低價(jià)已經(jīng)跌破0.1元/W，單機功率則不斷提升。3月18日，陽(yáng)光電源發(fā)布全球功率最大組串逆變器SG320HX，讓整個(gè)行業(yè)為之震撼。據介紹，SG320HX最大輸出功率352kW，繼網(wǎng)紅產(chǎn)品SG225HX之后，再度刷新1500V組串逆變器功率等級，讓更高功率、更低LCOE成為可能。設計人員表示，對于一座100MW電站，SG320HX方案可節省系統成本1020萬(wàn)元以上，LCOE降低2%。同時(shí)，這款產(chǎn)品在電網(wǎng)友好性方面也做到了極致。SG320HX可在SCR=1.2弱網(wǎng)環(huán)境下穩定運行，其快速功率響應技術(shù)獲得業(yè)內首個(gè)且唯一實(shí)證，為電力系統穩定運行提供快速支撐。此外，通過(guò)光儲深度融合，SG320HX可強化一次調頻，并可實(shí)現虛擬同步，更好地滿(mǎn)足電力系統對新能源提出的調頻要求。

此外，SG320HX每串最大輸入電流20A，完美匹配182mm/210mm大尺寸高效組件，且支持最大1.8倍容配比，全面滿(mǎn)足高容配比解決方案的應用。據悉，SG320HX產(chǎn)品目前已經(jīng)大規模應用于各類(lèi)應用場(chǎng)景的光伏項目中，欽州大桐12MW項目、賓陽(yáng)140MW漁光項目、化州中銅120MW項目、湛江20MW漁光項目、河北南大巷70MW漁光互補項目等，部分項目預計可在2021年底并網(wǎng)。

毫不夸張地說(shuō)，陽(yáng)光電源將組串式逆變器帶到了300kW+時(shí)代，但在他們看來(lái)，大組串進(jìn)程遠未結束。更高電壓等級，更大功率以及匹配更大功率組件帶來(lái)更大的組件陣列，都將成為未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢和制造企業(yè)的白熱化戰場(chǎng)。

支架環(huán)節——智能跟蹤大幅提升發(fā)電效率
在全球“碳中和”的大背景下，一場(chǎng)由光伏、風(fēng)電等新能源帶來(lái)的風(fēng)暴正席卷全球。從光伏行業(yè)看，除了組件、逆變器等產(chǎn)品不斷升級換代，作為光伏系統“骨骼”的支架也開(kāi)始更加智能，跟蹤支架應用比例不斷提升。據介紹，全球地面電站中，美國跟蹤支架使用比例約80-90%，新興中東市場(chǎng)占比也達80%以上，中非、北非、歐洲這些地區使用比例也均超60%，法國南部、西班牙地面電站則是幾乎全部采用跟蹤支架，且比固定支架提升發(fā)電量15%以上。顯然，在世界各地，跟蹤支架都已經(jīng)成為電站投資者的重要選擇。

作為連續四年位列全球跟蹤系統出貨量前4名的中國企業(yè)，中信博新能源全球跟蹤器累計出貨超10GW，獲得了全球客戶(hù)的廣泛認可。10月25日，中信博在杭州發(fā)布業(yè)內首創(chuàng )的五邊形主梁1P獨立跟蹤系統“天際Ⅱ”。技術(shù)負責人指出，隨著(zhù)組件尺寸不斷增大，不僅導致組件迎風(fēng)面積增加，風(fēng)致共振效應更加顯著(zhù)，組件自身強度和抗風(fēng)能力都可能下降，也使得跟蹤系統體型系數增大，單排陣列長(cháng)度大大延長(cháng)。為此，中信博天際Ⅱ跟蹤系統將最大工作風(fēng)速提升至22m/s，提升20%工作抗風(fēng)能力的同時(shí)，還能帶來(lái)20%發(fā)電量提升。而業(yè)內首創(chuàng )的五邊形界面主梁，使天際Ⅱ的產(chǎn)品穩定性大幅提升，立柱跨距進(jìn)一步增大，能夠使立柱基礎梳理降低30%以上，每MW立柱少于180根。

上述負責人進(jìn)一步表示，通過(guò)加持中信博最新一代人工智能光伏跟蹤解決方案的天際Ⅱ，還可憑借真實(shí)地形下的跟蹤控制策略、基于實(shí)時(shí)氣象數據的云層策略、針對雙面組件+跟蹤器的雙面策略以及與直流匯流箱、組串式逆變器的直流側發(fā)電共享參數的反饋控制策略，輕松應對真實(shí)電站環(huán)境中的各種地形、天氣、地貌條件，提升系統發(fā)電效率和發(fā)電量，為業(yè)主帶來(lái)更高收益。

輔材環(huán)節——接線(xiàn)盒也有大能量

據統計，年初至今，電力投資企業(yè)發(fā)布的招投標中，約80%采用500W+大尺寸、高功率光伏組件。從相關(guān)企業(yè)提供的資料看，基于大尺寸硅片的電池、組件產(chǎn)品，其最大短路電流會(huì )有明顯提升。其中，182mm電池的最大短路電流接近
15A，210mm電池的最大短路電流超過(guò)18A，對應接線(xiàn)盒要滿(mǎn)足最大短路電流25A、30A的要求，傳統配件不再適用。

為了解決這一問(wèn)題，包括接線(xiàn)盒在內的各類(lèi)輔材企業(yè)積極開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)，應對大電流帶來(lái)的考驗，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)對生產(chǎn)效率、系統效率進(jìn)行優(yōu)化。以澤潤新材料為例，他們力推的“XBox”產(chǎn)品采用細長(cháng)設計，可用于雙面組件、半片組件、疊瓦組件等。在二極管單芯片的配置下，其額定電流最大可達30A，最大反向電流40A，完美適配高功率、大電流組件和1500V系統解決方案。“實(shí)踐證明，單芯片方案會(huì )大幅提升產(chǎn)品可靠性，降低使用、售后風(fēng)險?？紤]到目前整個(gè)半導體行業(yè)都處于芯片短缺狀態(tài)，單芯片方案可以直接提升供貨能力。”

這么多新技術(shù)、新產(chǎn)品，誰(shuí)才是2021年光伏產(chǎn)業(yè)鏈上最耀眼的明星?哪些解決方案可以在碳達峰、碳中和進(jìn)程中發(fā)揮更大作用?2022年1月6日，“光能杯”跨年分享會(huì )暨2021年度光能杯頒獎典禮將在蘇州舉行，讓我們共同期待哪些企業(yè)、哪些產(chǎn)品將得到這份年度殊榮!