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异质结光伏电池片交流纪要

高效电池是最终会胜出的,异质结电池的效率今年不断创纪录,世界最高效的达到了25.54%,是迈为的电池,电流达到40.23(破纪录),由澳大利亚的公司镀铜之后提效,而这还不是迈为最好的电池,在新的技术导入后,异质结电池达到25%以上不成问题。

现在发展渐渐明朗,从平均产线效率看,大于24%的电池已经超过了93%,表明异质结大规模量产,技术上达到25%以上还是比较容易的,良率能达到96%-97%,产线平均效率24.5%,下一步再提升0.5%可以通过做微晶硅等技术形成多层结构、增加透光性来提升效率。达到25%之后,p型的做成纳米硅也是进一步提高效率的方法,能达到25.5%,今年底或明年新建产线基本已经布局效率25%的,金刚玻璃可能要在新建的产线上试验微晶硅,明年华晟也在预留做微晶硅的产线,目标效率25%,直接拉开和PERC电池效率差距,和TOPCon对比,也有1%的领先差距。

微晶硅的难度:在三四十年前已经有做过很多工作,并不是新的东西,已经有人利用现有设备做微晶硅,现在产业化的东西不是完全新的,已有在其他领域的积累,通过调节氢和硅烷的比例,可以提微晶硅,问题在于提高层积频率时,均一性会变差,在提高层积速度和保持均一性上有一定挑战。

层积微晶硅达到25.5%之后的发展:把topcon做到背表面变成tbc,把异质结做到背表面变成hbc,这些会在电池上升级,像日本公司在hbc做到了26.7%,tbc最高做到25.2%,但hbc不一定是下一代,两个电极都挪到背面后没办法双面发电,在未来电站发电时,双面的异质结发电量可能比单面的hbc要高,hbc目前只是选项,不是替代。

异质结电池的理论极限:隆基更新了理论,以前认为topcon比异质结效率高一点,但今年隆基发表文章认为异质结的最高效率和topcon一样(但从现有异质结来看,这个理论最高效率都不可达到)。Topcon和异质结可能同时存在, topcon的理论效益是正背表面都做成多晶硅,但实际上国内只在背表面做了多晶硅,所以是达不到理论效益的,应该是一个过渡,要么过渡到异质结,要么过渡到双面都是多晶硅的topcon。

Topcon有两个问题:掺杂N型微晶硅,需要高温900-1000度,而温度一高就会有外面的原子透入里层,开压(开路电压)下降;高温银浆烧透氮化硅,但也能腐蚀硅,可能也跑到里层去,金属钝化效应可能消失,背表面这个问题还不算很大,但如果正表面要做多晶硅,就会造成短路,风险非常大。所以产线没人试过把二氧化硅和多晶硅做正表面,或者说就是做不成功。如果把多晶硅做厚防止烧穿问题,就会吸光,形成死层,不能导电,这块矛盾很深,无法解决。德国提出的解决方案是像异质结一样加上ito,如果在硬要做全表面,实验室也给了方案,但这些只是理论可行,没有做过实际的实验,难度非常大,目前看topcon是有技术天花板的。不管未来是改良Topcon还是工艺改造的异质结,未来的生产线仍然使用的异质结的生产线,未来叠层技术发展也是异质结最合适。

降本路径:设备降本,银浆降本,工艺降本,高效化。成本主要是bom和制造,设备在逐渐降本,而bom主要牵扯到银浆,通过主栅技术降低银浆使用量,甚至用铜替代。对所有电池都成立的是规模效应,扩大单机规模(单线产能),产能不断增大的同时,设备成本也不断降低,明年能从4亿降到3.5亿。

薄片化:PERC正负都有金属,会很容易受到薄片化影响效率,但异质结的效率对薄片化不敏感;铜栅电阻更小,银包铜等可能实现bom降本,华晟目前银浆的用料就在不断下降,另外也可用镀铜,但镀铜技术类似半导体光刻技术的改良,很复杂,涉及曝光显影电镀感光胶等步骤,增加了工艺成本,也会导致成品率下降。

产业链匹配:需要硅片的不同厚度和尺寸匹配,要求做薄硅片又能保证效率不下降的技术,以及存在做大硅片的切片问题,能否焊好等等,另外在封装上也要做匹配。配合连续拉晶比较好,但连续拉晶目前没有批量使用,在结合组件技术匹配的同时,电站也要做相应的匹配,需要配异质结的产业生态,才会让异质结成为主流技术。

Q:从度电成本看?

A:现在在电池组件这块,异质结贵2毛5左右,很多企业生产良率有差别,从现在看异质结度电成本还是比PERC高的。不过异质结的优点不是能直接比较的,不同的环境下,比如中午温度高的时候PERC发电少,但对异质结就没什么影响的,也和背面闪烁光强不强,还有光衰问题对两者不同的影响,这些都没办法马上比较出来的,现在直接能看出的只有它效率高,在系统成本端差异没那么大。后续在发电过程中的对比,要用大的电站进行比较,厂家很难直接给出比较的。

Q:设备成本降低原因?

A:PVD做一万片和1w2k片没什么问题,受限的是PECVD,量如果做上来,很多集成制造,大批量加工的价格会下降。国产化设备家数变多,有些企业在做设备的时候没有很精确的计算设备成本,现在这个价格还是有一定水分的,后面企业变多,价格会往下砸。但微晶硅设备要求更高,可能会贵一点。

Q:电站温度对异质结效用影响?bom降本的两个方案不可行的话,有第三个解决方案吗?

A:异质结虽然是低温工艺,但仍旧200度左右,而一般使用温度最多70-80度,在电站端温度这块不会有任何问题。银包铜和铜电镀都出不来的话,国外有个专利可以解决,但存在专利的壁垒。

Q:导入激光技术?

A:非常想用激光注入但是目前没有提供样机,从实验效果看不错,没有做大规模的实验来做成组件进行可靠性验证,这块应该是个比较好的方案,如果比LED高出非常多的价格,也就不一定会用激光,但如果激光设备价格低、效果又好,还是会倾向于用激光。

Q:TBC可以用p型做?

A:Tbc可以做n型也可以做p型,但要求硅片质量很高,p型的肯定做不好。

Q:CCz技术要求?

A:RCz(多次装料拉晶)可以通用n型和p型,但是CCz(连续拉晶)可以拉晶过程中控制溶液内浆料浓度控制头尾的电阻率,但目前CCz难度很大。颗粒硅在节电上有优势,拉颗粒硅的时候不影响热容量,连续拉晶中有特殊好处,如果未来用CCz,投料大部分是用颗粒硅的。

Q:组件配套问题?

A:异质结电池在组件封装上遇到很多问题,华晟很多精力就是在解决组件问题,切损大导致一切片高效率又给降低了,还有过程中的一些衰减,以后会渐渐显现出来,这些问题都有一定的解,得益于异质结电池在全球的科技力量和过去的理论基础,如果只做电池不管组件的话,卖给的组件厂肯定会面临很多问题。

Q:设备机会?

A:组件厂的设备机会:串焊机,目前没有一家企业能做到低温12主栅,像这种串焊机就是机会。另外热处理技术,相当于电池端接尾,激光后处理修复等等,这些看来可能有些机会,激光也好LED也好。高阻水的密封材料,密封胶,还有背板都有机会。迈为第一批串焊机没做好,第二代很快又会出来,迈为还是想把这个做好,然后宁夏小牛和奥特维也开始着手做12主栅。

Q:大规模替代时间点?

A:真正的替代,还要几年,如果50%以上算替代的话,需要两三年或者三四年,认为到年底能出来6GW投入量产,但投的过程中就会出现很多匹配的问题,原来推动起来很难,但6GW的规模足以让产业链动起来主动去匹配,这是联动的,不是等全产业链匹配完才建产能,是同时的一个过程。明年开始是微晶化的提效,这个过程要持续到后年,2023年左右能达到比较高效的,到后面会快速增加普及。

Q:异质结销售?

A:异质结销售价格高一点没什么问题,目前量还小,占比也低,还是能销售得出去,还是有得到市场认可的,但如果性价比不够,大规模推也推不起来。

今日科普:光伏逆变器根据功率大小来分类可分为三类:集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器。

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