在光伏领域中,电池技术始终是组件性能的决定性要素,不仅关乎光电转换效率,还直接决定了制造成本。当前,随着科研的不断深入,PERC电池、TOPCon电池、HJT电池、BC电池及钙钛矿电池这五大主流技术日益显现其重要性。每一种电池技术都有其鲜明的特点和潜在的市场价值。
一、PERC电池
PERC电池是P型电池中的一种高效能产品,其制作流程相较于其他类型的电池更为简化,因此在成本控制方面表现优秀。它主要采用BSF和PERC技术路线。
转化效率:PERC电池目前已达到23.5%的量产转换效率,接近24.5%的理论极限值。
该电池的核心技术在于钝化膜的制造,通过薄膜沉积工艺来实现,关键设备包括PECVD和ALD设备。在这一领域中,迈为股份和捷佳伟创等上市公司发挥着重要的作用。
二、TOPCon电池
TOPCon电池,即隧穿氧化层钝化接触电池,它通过在N型硅片背面依次沉积超薄的氧化硅层和多晶硅薄膜,达到背面钝化的目的,从而提升电池的开路电压和整体转换效率。
转化效率:TOPCon电池的量产转换效率已超越24%,而其理论转换效率的上限更是高达28.7%。
目前,行业正积极探索多项新技术以提高其性能,包括LP双插、激光SE处理、激光辅助烧结,以及多晶硅层的优化和副栅细线化技术。展望未来,0BB、双面poly、TBC以及钙钛矿叠层等先进技术的融合,有望将TOPCon电池的效率推向新的高度。据统计,TOPCon在光伏电池市场中的份额逐年上升,预计到2030年,N型光伏电池的市场占有率将达到56%左右。
三、HJT/HIT电池
HIT电池由日本三洋公司于1990年率先开发。因其高效率和独特结构而受到广泛关注,不过后来因“HIT”被注册为商标,业界更多称其为HJT或SHJ电池。HJT电池,即异质结电池,其核心在于采用非晶硅沉积技术在N型硅片上形成异质结钝化层,这一设计显著提升了电池的开路电压和转换效率。
转化效率:目前,HJT电池的量产转换效率已达24.53%,实验室环境中的最高转换效率更是达到了惊人的29.52%。
其优点包括高开路电压、低功率衰减、低温度系数下的稳定输出功率、支持薄片化和双面发电的结构对称性,以及相对简单的工艺流程。特别值得一提的是,HJT电池所采用的薄膜沉积工艺为其与IBC电池和钙钛矿电池的集成提供了巨大潜力。尽管如此,其较高的设备和材料成本以及无法通过升级现有设备来实现的技术障碍,仍是其商业化过程中面临的挑战。
四、BC电池
BC电池并非一种具体的电池产品,而是一种通用且高效的技术平台。它能与PREC、TOPCon和HJT等多种技术融合,显著提升光伏电池的总体效率。例如,结合TOPCon技术形成TBC电池,或结合HJT技术产生HBC电池。
转化效率:目前,BC电池的理论转换效率已达到29.1%,显示了其在提高光伏系统性能方面的巨大潜力。
市场观察家认为,BC类电池在未来五至六年内有可能逐步取代TOPCON电池,成为晶硅电池领域的主导技术。尽管如此,BC电池的设计和制造过程极具挑战性,要求企业拥有极高的技术实力才能实现商业化生产。全球组件效率的最新排名显示,应用BC电池技术的产品在效率上具有显著优势,例如爱旭股份的ABC白洞和隆基绿能的HI-MO 6。
五、钙钛矿电池
钙钛矿电池是下一代光伏电池的主要发展方向。作为第三代薄膜电池的代表,它使用钙钛矿结构材料作为光吸收层,并包括单结和叠层两种主要类型。这种电池具有高能量转化效率、低成本、轻质和柔性等优点,目前钙钛矿电池还处于产业化的早期阶段。
转化效率:理论转换效率已达到26.1%,全钙钛矿叠层电池的理论效率更是高达44%。
隆基绿能自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率已达到33.9%,这是全球范围内此类电池的最高效率纪录。