Q-Cells暂缓冶金法太阳能级硅生产速度

来源:发布时间:2009-05-06 10:35:59

2008年太阳能光伏产业饱受缺料之苦,被视为是替代性原料最佳候选人的冶金法太阳能级硅(Upgraded metallurgical Grade Silicon;UMG),一直是Q-Cells积极布局的重点。Q-Cells于2008年推出的Q6LEP3型电池,即是以UMG为主用料的太阳能电池,在其转换效率已可和传统太阳能电池相比下,Q-Cells并宣示2009年以UMG为主的太阳能电池产品比重要达整体出货的30%,2010年更近一步上看50%;然而,Q-Cells于日前公布2008年第4季财报中却指出,UMG为公司的长期战略布局,但有监于目前市况,UMG产品的导入将放慢脚步。

UMG原料质量未达最佳化

2008年第3季,部分无低价长约原料支持的太阳能电池厂的平均原料成本每公斤高达250~300美元,但UMG仅约每公斤55~60美元,吸引许多太阳能厂投入测试相关产品开发,Q-Cells即是布局最深的太阳能电池厂之一。

Q-Cells所推出的UMG多晶硅太阳能电池,转换效率已达15~16%,与传统多晶硅电池相当,最令人担心的光衰退问题,也可控制在1%左右,在投入UMG产品研发的厂商中,技术居领先位置,大部分的厂商则仅是有测试,但基于技术与成本上考量无大规模采用,或是转换效率较差,而以低于传统多晶硅电池10%左右价格出售。

探究这些现象的原因,以UMG原料质量尚未稳定居首。由于UMG纯化采用冶金技术,在不改变硅材化性的状况下,利用独家技术将不纯物去除,因此投入UMG原料的生产,主要以钢铁或冶金级硅生产厂商居多,这些技术尚未完全成熟,使得UMG纯度与不纯物的成分比重,也会因各家技术来源不同而产生差异。

  现阶段UMG应用关键 需仰赖中下游客制化技术

种种上游原料的变异因素,使得下游硅晶圆、电池乃至于模块厂商,需要特殊程序来处理UMG。

国内垂直整合型太阳能厂商天合光能(Trina Solar)于2008年11月推出的UMG太阳能模块产品,以MeSolar为销售品牌,其于2008年第3季的财报中指出,UMG模块的生产,在非硅材的成本上,较传统模块的非硅材成本多出约20~30%。由于天合光能拥有从硅晶圆至太阳能模块一贯的垂直整合产线,因此意味著在生产过程中,产业链各阶段对UMG原料的处理上,都需要额外“工夫”来弥补先天原料上的限制。

从模块的外观上来看,UMG模块与传统多晶硅模块比较,实在很难看得出差异,然而探究产业链整个生产过程,每个阶段都需要导入特殊制程让模块产品符合标准,因此每个产业链的中间产品,事实上都与标准模块的生产有一定程度上的差异。

从硅晶圆生产的角度,在长晶过程中,杂质会被慢慢推挤到硅铸(ingot)的一端,含杂质部分硅铸就必须被舍弃,而根据硅材纯度不同,被舍弃的比例就有差异,再者,切晶过程中,若含有杂质,也会造成硅材耗损,因此UMG硅晶圆生产过程中,单位硅材的消耗量,较传统硅晶圆高。

另一项最大的差异来自于模块厂,为解决UMG电池所产生的热点(hot spot)问题,在模块线路设计上,也会与传统模块不同,最后连带的是模块认证,都需要完全重新申请,因此模块厂在考量开发UMG模块上会顾虑更多,更何况目前还没有1项UMG模块产品,是经过20年的实际使用测试,模块厂需要扛下20年的保固,也是不确定的风险之ㄧ。

种种因素考虑,让现阶段UMG产品的应用,在技术上,尚需仰赖中下游的客制化处理;在成本上,也增加20~30%不等的非硅材加工成本。

  UMG短期普及受压抑 长期发展仍有进步空间

当然,在原料价格居高不下的时期,UMG原料成本的差异,足以让中下游厂商去承担这增加的20~30%非硅材生产成本,且发展出专精于处理UMG原料的供应链体系,而以低于传统多晶硅模块5~10%的价格销售,仍然可以保有相当的毛利。

但是由于近来多晶硅现货价格直直滑落,太阳能厂商可自现货市场取得质量更高的原料,以标准制程生产传统太阳能模块,质量较稳定也有保障,相较于UMG产品生产过程中,种种非标准制程所带来的额外成本负担,这也是之所以当下Q-Cells暂缓UMG产品导入的原因。

然而,UMG应用并未就此泄了气,随者太阳能光伏市场长期的趋势确立,追求低价的替代性原料仍然会是业界努力的方向。目前UMG生产成本约在每公斤30~35美元左右,仅较传统原料大厂以西门子法生产的高纯度多晶硅低约10%,生产成本随量产技术的稳定,仍然有大幅下降的空间,目标每公斤10~15美元的生产成本,只是时间的问题。

另一个重要的因子便是质量稳定性与纯度的提升,若能成功解决现阶段这两项不稳定因素,便可不需要依赖中下游太阳能厂利用特有技术处理UMG模块,因此,下阶段UMG原料发展的目标,是要让原料质量控制在中下游太阳能厂以标准生产流程就可以产出与传统原料同样等级的产品,UMG应用才会有大量开启的一天。

而那时,质量不佳的新进多晶硅厂商,将会是直接受到冲击的对象。

(编辑:xiaoyao)
 


索比光伏网 https://news.solarbe.com/200905/06/276670.html
责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
Science最新:钙钛矿层在工业纹理硅片上的一致性生长以制备高稳定性叠层太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-19 13:55:59

前言:钙钛矿-硅串联太阳能电池的实验室效率已接近35%。我们采用基于蒸汽的共蒸发方法,在金字塔纹理硅基底上均匀沉积高质量的钙钛矿层,从而制备出效率、稳定性和可重复性都得到增强的钙钛矿–硅串联太阳能电池。利用TFPTMS调控吸附动力学带来的薄膜质量提升,钙钛矿–硅叠层太阳能电池在工业纹理化硅片上实现了超过31%的光电转换效率,并具有增强的可重复性。钙钛矿–硅叠层太阳能电池的EQE谱和反射曲线。

新加坡国立大学侯毅最新Science:在绒面硅上实现最佳钙钛矿蒸汽分配实现高稳定性叠层太阳能电池来源:钙钛矿太阳能电池 发布时间:2025-12-19 08:39:38

2025年12月18日新加坡国立大学侯毅于Science刊发在绒面硅上实现最佳钙钛矿蒸汽分配实现高稳定性叠层太阳能电池的研究成果,在绒面硅衬底上实现平衡的蒸汽分配是形成高质量钙钛矿薄膜并确保器件性能的先决条件。研究表明,有机物种(例如FA+)与金字塔形织构表面的相互作用较弱,导致吸附不足和相杂质的出现

透明导电电极对钙钛矿-硅叠层太阳能电池性能的影响来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-18 13:35:54

牛津大学的一位研究人员发现,透明导电电极可使钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率降低超过2%,损失与电阻、光学效应和几何因子权衡有关。基于此,Bonilla提出了一个统一的光学-电气模型,考虑了双端钙钛矿-硅叠层太阳能电池设计中的这些因素。而叠层电池通常采用中间或者背TCEs,这进一步降低性能。据Bonilla称,这些损失与实验结果一致,显示在氧化铟锡沉积、抗反射涂层或原子层沉积屏障层中微调,直接导致先进叠层电池的性能可测量提升。

Nature 隆基绿能李振国、徐希翔 硅基电池27.81% 混合交叉指式背接触(HIBC)太阳能电池来源:钙钛矿太阳能电池文献精读集锦 发布时间:2025-12-18 09:56:13

开发了一种混合交叉指式背接触(HIBC)太阳能电池,通过整合全表面钝化与激光处理隧道接触,结合高低温工艺抑制复合并提升接触性能,实现27.81%的功率转换效率(接近理论极限的95%)和87.55%的填充因子(接近理论极限的98%)。

中科院半导体所游经碧、蒋琦团队《Nat. Commun.》:宽带隙钙钛矿相分布均匀化策略实现高性能钙钛矿/硅叠层太阳能电池来源:先进光伏 发布时间:2025-12-15 22:18:05

钙钛矿/ 硅叠层太阳能电池是突破单结电池效率极限的核心技术路径,其中宽带隙(WBG)钙钛矿顶电池的性能直接决定叠层器件的最终表现。为匹配硅底电池的电流输出,宽带隙钙钛矿需引入高溴含量和Rb 合金化,但这会导致结晶动力学过快、相分离严重,形成δ-RbPbI₃等非钙钛矿副相,大幅降低器件效率与稳定性。

慕尼黑路德维希马克西米利安大学Erkan Aydin最新Joule:溴化共轭SAM引领钙钛矿/硅电池界面革命来源:先进光伏 发布时间:2025-12-15 22:09:31

面向织构化钙钛矿/硅叠层太阳能电池中自组装分子(SAM)在粗糙表面覆盖不均、电荷提取效率受限的关键挑战,德国慕尼黑大学、南方科技大学、香港城市大学等多国联合团队创新性提出溴功能化共轭连接体自组装分子设计策略。该研究通过精准调控SAM分子结构,引入溴原子增强界面钝化,并采用共轭芳香连接体促进分子紧密堆积,从而在工业级CZ硅片上实现了高效稳定的钙钛矿/硅叠层电池。研究团队首先发现商用SAM材料4PADCB中的微量溴杂质意外提升了器件性能,进而设计合成了溴取代类似物Bz-PhpPABrCz,并与非溴化分子Bz-PhpPACz形成二元混合SAM体系。该混合SAM在织构硅表面展现出优异的覆盖均匀性、增强的电荷提取能力和显著的界面缺陷钝化效果。基于此,研究团队在织构化CZ硅底电池上制备的钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.4%的认证效率,并展现了卓越的运行稳定性。该研究以"Enhanced charge extraction in textured perovskite-silicon tandem solar cells via molecular contact functionalization"为题发表在能源领域顶级期刊《Joule》上。

带有立体互补设计的钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率达到32.3%来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-15 21:48:44

中国研究人员开发了采用立体互补界面设计的钙钛矿-硅叠层太阳能电池,实现32.12%的认证效率并提升长期稳定性。该策略优化了钙钛矿晶格中的分子适配,提高了电荷传输和器件寿命。

AFM:通过掺杂与缺陷工程实现GaOₓ的双极性载流子传输,用于高效硅异质结太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-15 18:24:32

钝化接触是实现高效晶体硅(c‑Si)太阳能电池全部潜力的关键赋能技术。过渡金属氧化物(TMOs)因其宽带隙、可调的功函数(WF)和有效的表面钝化能力,作为钝化接触层受到广泛关注。氧化镓(GaOₓ)具有超宽带隙(≈4.8 eV)、高电子迁移率以及因其丰富的固定电荷而具有优异的场效应钝化能力,但其在钝化接触中的应用尚未被探索。

蒋琦&游经碧Nat Commun:宽带隙钙钛矿相均匀分布助力高性能钙钛矿-硅叠层太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-15 18:12:11

金属卤化物钙钛矿-硅叠层太阳能电池为突破单结器件的效率极限提供了有前景的路径,其中宽带隙(WBG)钙钛矿顶电池的优化仍是关键。

10万吨多晶硅工厂即将投产来源:索比光伏网 发布时间:2025-12-11 09:50:43

据了解,联合太阳能多晶硅公司的这座10万吨多晶硅工厂已进入投产前的最后准备阶段。值得一提的是,联合太阳能多晶硅公司具有明显的华人及中资背景,其创始人张龙根曾担任晶科能源和大全能源两家知名企业的高管职务,同时,中资机构易达资本和IDG资本也对该企业进行了投资。在工厂建设方面,核心施工任务由中国化工第六建设有限公司承接,而设备采购则主要来自双良节能等中国企业。

苏州大学娄艳辉&王照奎Angew:锡钙钛矿太阳能电池中通过费米能级剪裁开创界面配置新策略来源:知光谷 发布时间:2025-12-02 11:42:03

锡基钙钛矿太阳能电池因其环境友好和较高的理论效率而备受关注。本研究苏州大学娄艳辉和王照奎等人设计并合成了一种带有末端甲基硫基的咔唑基膦酸自组装单层,将其引入PEDOT:PSS下方构建复合空穴传输层结构。该结构通过甲基硫基连接确保紧密的界面接触并优化能级对齐,有效抑制复合损失,促进更高效的空穴提取。本工作为界面费米能级剪裁提供了新思路,为高性能TPSCs的发展铺平了道路。