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吴雪林:P型不会再提,一定会提N型

来源:索比光伏网发布时间:2023-02-15 11:01:28

2月15日,由索比光伏网主办的2023“光能杯”跨年分享会暨2022第十届光伏行业颁奖盛典,在苏州市苏州园区香格里拉大酒店(苏州工业园区协鑫广场)隆重举办。

东方日升产品中心高级经理吴雪林出席了本届“光能杯”跨年分享会分论坛——创新分享会,并作主题为《异质结技术趋势展望》的分享。

吴雪林谈到,p型PERC电池效率已接近瓶颈,未来提升的空间有限;n型电池技术由于效率提升潜力巨大,必将成为接力PERC技术推动发电成本继续下降的下一代主流电池技术。东方日升在产品设计方面更多是双轮方向驱动产品设计,考虑到产业链低成本,最终要站在发电收益侧看度电成本。

HJT伏曦组件主要朝更大电池尺寸、更科学分片、更薄硅片等方向发展,预计来料硅片半片成为新建异质结电池厂线的标配。在减薄方面,东方日升在今年上半年就实现了120um的量产能力,近期更是实现到100um的量产能力,未来还将往90和80um前进。同时,还要继续降低银耗,预计低成本高可靠的无主栅技术必将成为HJT产品甚至所有晶体硅电池产品的标准配置。

下文为现场致辞实录整理:

各位专家、各位嘉宾朋友,大家好,我是东方日升产品中心的吴雪林,非常荣幸参加这个会议,也汇报一下东方日升组件产品单轮驱动到双轮驱动的思考。

我本人是有幸在异质结两年前参与了这个产品的规划和设计,当时了解到碳足迹这样的需求,特别是最近欧盟对我们关税的影响特别多,所以产品规划的时候对低碳属性也做了更多的研究。

众所周知,低碳和节能减排是整个行业的主旋律,可以说这方面已经上升到能源战略考虑,特别是双碳政策的提出,特别是欧盟在碳交易价格和碳关税越来越引起关注。光伏天然具有低碳的属性,也意味着我们要有这样的使命达成这样碳中和的目标。

去年跟国家碳足迹标委也做过了解和学习,国家在制定相关的政策来完成国内碳足迹这样的认证标准。

光伏有碳足迹的助推力,但是我们知道光伏最核心的还是镀电成本的降低,这离不开提效提效主流的P型基本上效率上接近瓶颈,接下来是往N型更高效的发展。光伏在新增的装机容量来看,2021年超过50%,已经变成我们新增风电装机的主流。

降本方面,整个技术路线未来不得不提到TOPCon和异质结,刚才沈教授和宋博士讲得非常多,P型不会再提了,一定会提N型,那就不得不提到TOPCon和异质结。

对于这块我们的看法是什么?更多的是在应用端或者组件和系统端的思考,对于TOPCon来说是PERC的升级,跟我们产能的接续再提高,延续现有产能的寿命,对于异质结来讲,更多是跟未来叠加的,特别是钙钛矿,因为低温工艺可以兼容使用我们的金属,在降本空间方面更多一些。

在增速方面,不会有人扩展P型产能,基本上都是扩展我们的N型产能,这应当是比较大的趋势,通过调研数据和研究来看,在未来的两年到三年,异质结其实增速也会加大起来。

综合来看,东方日升在产品设计方面更多是双轮方向驱动产品设计,一方面考虑到低成本的思考,最终站在发电收益侧看镀电成本,用更高效的技术和发电能量,用最低的系统成本。另外考虑产品设计里面,我们也会选择更低碳的材料和工艺实现我们的产品设计。

我分享更多的是关于异质结的思考,最主要的思考是三个方面,一是效率。异质结我们以前认为效率比其他的技术,比TOPCon高一些,但是没有拉开差距,效率这方面还是我们提升的主题。另外就是信赖性方面,异质结有UV的敏感,性能保护需要在组件侧做更好的封装和保护,实现信赖性。三是成本。成本需要整个产业链思考和改进的,包括最开始的原材料,包括颗粒硅的选择和硅片的选择,还有整个薄片的选择,做组件的选择,我分享的是组件端的思考。

为了达成现有产品的设计,东方日升主要考虑了几个技术改进异质结产品的设计。

首先是半棒硅片上面,我们是第一家提出做这个技术的企业,二是提出更薄的硅片,除此之外还会对低银耗的浆料,再就是组件侧采用昇连接的技术,目前这个技术细节方面不方便跟大家讲,最终可以实现低碳的产品属性。

这是我们对硅片的选择硅片往大的方向走,可以增大能量通道,一次性投入,这个182尺寸有一些内卷,我也调研过市场,其实客户对于尺寸部分也并不是在意,更在意的是性价比。

对于半棒的设计和思考,之前电池片切割有常规切割和污损切割,就算是无损切割也会有一些烧损,电池片烧成之前就做成半棒的样子,这个就没有烧伤损失了。

硅片厚度上面,一方面是硅料成本可以降低,同时本身用的材料更少,整个耗量和二氧化碳排放更低,去年12月份我们量产发布的时候就已经可以实现接近100um的厚度批量生产。

对于电镀铜和银端的思考,异质结大家以前诟病的是银耗比较高,基本上是17毫克每瓦,比PERC高了接近一倍,大家一看成本太高觉得没有希望了,整个银耗降低的方案,是电池和组件思考最多的问题。第一个方案是无主栅,二是银包铜,三是电镀铜三这个方案。

这个是零主栅的技术,两年前就实现了这样一个设计,银耗里面接近40%-45%都是主栅上面,我们要减低主栅对银的耗量。

真正实现银耗的降低,主要的难度不是电池片工艺本身,而是组件上面,组件是打通产业化和量产华最后一个环节,这方面东方日升开发的昇连接技术,可以实现我们这样的焊接。

在其他工艺过程当中也可以实现互联,我们做了一些非常深入的测试和研究。

关于组件焊接技术来看,会比我们常规的好处在哪里呢,一是在串焊实现常温的连接,常温下就可以连接到了。

在实现的过程当中,不仅是焊接技术,在封装工艺也是做了持续的改进,我们知道TCO比较光滑,和角膜粘接力比较低,我们做了一些封装胶膜的改进,粘结力目前已经到了40,可以满足我们可靠性的需求。

为了低碳的考虑,我们也采用了钢边框的选择,钢边框有两个好处,一是有比较强的撕裂强度,在一些沿海地区可以表现更优秀一些。另外就是大家担心腐蚀的影响,以前是用镀锌,我们现在是做了镀锌铝镁的工艺,现在又做了包膜,比较好的预防了这点。

在选材的时候,对于整个行业来讲有一定的历史意义和责任意义在的,对于铝材料和钢材料,电解铝在原材料过程当中碳排放非常高,本身钢材料的技术,包括边框及大家都在做技术储备,这两年成熟了,在2021年12月就发布了钢边框的设计。

从这张可以总结一下,PERCTOPCon、异质结和东方日升异质结区别在硅片厚度来讲,因为有高温工艺,TOPCon极限是在130-150的范围,但是异质结可以轻松到100um,银耗方面,因为我们采用了“昇连接”的方案,银耗资10mg/w和PERC相当,另外就是电池互联方面可以实现25度的互联,而不是常规异质结的180度。在低碳产品的选材和工艺里面带来本身的增量,常规的PERC一瓦是550,异质结可以做到400克以下这就可以降低1/4或者1/3。对于可靠性方面,东方日升也做了常规的测试,同时我们发现还会有一些增益。

我们做了五倍的测试,这也是在标准范围以内。

我们还做了一些相应系统风洞的测试,最后表明系统是非常稳的。

我们也做了发电验证,这个是在CPVT银川实证,这个会比PERC有6.6%的发电增益。

除了银川基地,我们还有自己的实验室和研发中心,我们在宁海做的数据,大概比PERC双面双波增加了7.5%。

除此之外,在全球21个典型的国家和地区也做了系统的模拟,模拟25年的周期看发电增益多少,我个人认为数据比较保守的,在保守的数据下面,在中东或者北美、澳洲这边,温度稍微高一点的地方,发电增益比PERC高出6%左右,比TOPCon产品高3%,比PERC一年多发了600万吨电,相当于多减排约5760吨二氧化碳,比TOPCon一年多发300万吨。

系统发电量来看,我们找了海南做了一个模拟,我们可以看到从镀电成本来讲,大型地面站来讲,异质结和镀电成本降低是最优解。这个稍微总结了这款产品或者结合异质结技术所具备的优势,从超薄的硅片,再到低耗银量,同时采用了新型封装的胶膜和新型的封装工艺。东方日升在2019年开始做异质结产品的开发,也是有非常多的时间积累,特别有客户实证和验证的案例,每年的出货量都在全球排在第一位,特别是2022年开始正式上线了伏曦异质结,也是引领整个产能的发展。今年的规划上半年会有5GW产能的释放,下半年考虑另外10GW,总共有15GW异质结的产能。

为什么叫伏曦异质结,伏曦具有开创性,很多工作都属于开创性质的,我们就取了伏曦,英文就叫做hyper-ion,这是产能的规划,异质结希望大家选择东方日升谢谢大家!

致敬时代 拥抱变革

责任编辑:周末

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