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成本下降了,异质结电池规模量产还会远吗?
发表于:2019-09-30 08:55:35
来源:智新研究院作者:刘珊珊

在竞价与平价上网并行的新形势下,光伏产业链近年来快速发展的本质是技术驱动降本提效。在高效太阳能电池技术革新的进程中,异质结电池被誉为未来最可能实现大规模工业化应用的高效N型电池。然而目前其居高不下的成本也让很多企业一直处于观望的态势。如何在保证高效率的同时降低太阳电池制造成本已成为业内研究机构和企业重点开展的研究课题。

在由中信建投电新王革团队举办的光伏异质结电池产业链专家电话会议中,中科院电工所光伏研究室主任王文静指出,异质结电池技术在材料、装备、工艺、组件技术协同创新等方面有巨大的发展空间,并具有效率高,衰减低等优势,当前来看,异质结技术在各方向均存在一定的降本增效空间。

异质结电池被光伏业界誉为最具产业化潜力的下一代超高效电池技术,具备生产工艺温度低、转换效率高、低温度系数、双面发电等特点。2018年以来,彩虹集团、爱康科技、通威太阳能等企业纷纷宣布投资GW级异质结项目,而国内布局较早的晋能、中智、钧石、汉能等的异质结产线已处于量产阶段。

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目前已经量产或计划量产HJT电池的企业有近20家,大多尚处于中试阶段。目前全球规划产能超10GW,实际产能约2GW。预计规划产能在未来2-3年内逐步落地,HJT产业链成熟度会快速提高,从而推动设备及材料价格下降,使HJT经济性占优。

据王文静介绍,现阶段,异质结电池的研发最高效率已达25.1%,量产最高效率已突破23%。此外,通过新型ITO镀膜设备可比传统sputter设备提高0.4%的绝对值效率(基于溅射ITO),设备及工艺的改善空间很大,可进一步提高产能,降低生产成本。

值得一提的是,一个月前,汉能研发的高效硅异质结电池技术(“SHJ技术”)光电转换效率达到24.85%,不仅刷新了其保持的中国纪录,更超过了由日本Kaneka公司保持的原世界纪录,成为6英寸硅片SHJ电池新的世界冠军。

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汉能SHJ技术原理图

异质结电池的生产工艺主要包括非晶硅层沉积、导电膜沉积、表面金属化、低温烧结等过程。其中,金属化工艺是异质结电池制备过程中最为关键的环节之一,不但要保证与硅界面有高的粘结强度和低的接触电阻,同时要为电流输出提供高导通路,是决定电池转化效率和成本高低的主要影响因素之一。

与传统晶硅电池生产工艺不同,异质结技术全部制程采用低温工艺,决定了其电极的制备工艺的不同。在电池制造商积极布局异质结技术的背景下,浆料及金属化技术厂商积极跟进相关的市场进度,率先开发先进的金属化技术并抢占市场显得极为必要。

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王文静指出,未来异质结可在设备、原材料及整体运营成本三个方面实现降本。目前异质结电池初步进入大规模生产阶段,设备和生产线正在逐步国产化,去年的设备生产线价格在每百兆瓦9000万-1亿,今年已经有企业把价格降到了5000万。

材料方面,异质结电池为双面对称电池,银浆的消耗为单面电池的2倍。寻找价格低廉的金属栅线材料,成为降低异质结电池成本的一条有效途径。金属铜导电性能好、价格低廉,是异质结电池栅线金属化的理想材料。采用电镀技术,将金属材料通过光诱导电镀方法将银栅线代替,实现异质结电池栅线金属化制备,保持高效率的同时,降低电池材料消耗成本,该技术已成为未来几年高效异质结电池金属化技术的主流技术之一。

延伸阅读(数据来源:taiyangnews)

图片1

过去5年HJT电池转换效率世界纪录
图片2

HJT主要生产厂商及电池转换效率
图片3

PECVD工艺—单元处理的转换成本分解
图片4

TOC沉积工艺技术概览


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