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    2. 異質結電池:下一代光伏電池技術方向
      欄目:行業動態 發布時間:2020-10-19

      異質結電池轉換效率高,拓展潛力大,工藝簡單并且降本路線清晰,契合了光伏產業發展的規律,是最有潛力的下一代電池技術。目前正處于產業導入期,產業中新老玩家紛紛加速HIT電池產線的投產,目前全球已有HIT電池產能接近3GW,但主要參與方當前的規劃產能已經超過16GW,具有長期投資價值。

      異質結電池全稱為本征薄膜異質結電池,同樣是基于光生伏特效應,只是P-N結是由非晶硅(a-Si)和晶體硅(c-Si)材料形成的(背面的高低結亦然)。

      在電池新技術方面,異質結電池由于其獨特的雙面對稱結構及非晶硅層優秀的鈍化效果,具備著轉換效率高、雙面率高、幾乎無光致衰減、溫度特性良好、可使用薄硅片、可疊加鈣鈦礦等多種天然優勢,加之其制造工藝流程較短,未來成本下降空間較大。

      從光伏電站的業主視角出發,應用HJT技術后,光伏電池片的轉換效率從22.3%提升至24%,即同等占地面積的電站,年發電量約增加7.6%。

      異質結技術不僅具備優異的轉換效率,而且生產工藝步驟相對簡單。與需要10余項流程的PERC+以及TOPCon相比,HJT工藝流程相當簡潔,首先,與常規電池處理一致,對機械切割后的硅片表面進行蝕刻、制絨處理。隨后,開始在硅片兩側沉積本征非晶硅薄膜,然后再沉積極性相反的摻雜非晶硅薄膜。再下一步,開始制備TCO薄膜,TCO的制備主要通過物理氣相沉積(PVD)技術的濺射來完成。最后,在TCO頂部進行表面金屬化處理,便可得到異質結電池。

      而且其中清洗制絨和絲網印刷都是傳統硅晶電池的工藝,HJT獨特的工藝在于非晶硅薄膜沉積以及TCO膜沉積。


      圖表來源:CPIA

      目前國內已有多家企業積極推動異質結電池的產業化,M2規格電池片的實驗室最高轉換效率已突破25%,領先的量產轉換效率位于23.5%-24%之間。

      2019年6月隆基股份發布了M6(166mm)硅片,2019年8月中環股份發布了M12(210mm)硅片,新一輪的硅片規格標準的變化啟動。

      2020年6月隆基股份、晶澳科技、晶科能源等企業成立182聯盟,致力于推動182mm硅片的量產化應用,有助于大組件的量產。

      2020年7月16日,天合光能發布了最新一版的至尊組件,組件采用210硅片制成的PERC電池,版型為6*10,同時采用了半片低溫無損切割、多主柵以及高密度裝封等技術,功率可達600W。其中低溫無損切割技術和多主柵技術的推廣應用都將有助于未來異質結電池的應用。

      值得注意的是,組件的功率等于組件中有效的電池片面積、太陽輻射強度以及電池效率之積。因此未來將異質結電池替代PERC電池時將造就更大功率的組件,從而為終端投資者帶來更低的單瓦成本和度電成本。

      相比于PERC電池,HIT電池在制備過程對清潔度要求更高,需要對設備和車間做到更高程度的潔凈度,因此不能與傳統電池的生產車間兼容。整體而言HJT電池生產設備與單晶PERC電池生產不兼容,亦不完全與TOPCon、IBC等其他N型電池設備兼容。

      HIT制絨清洗設備:捷佳偉創的鏈式HIT硅片清洗設備和超高產能HIT單晶制絨清洗設備均已完成樣機,并正式交付客戶HJT電池線;

      非晶硅沉積設備:主要以進口設備為主,包括日本松下、梅耶博格、應用材料等,國內理想能源已開始VHFCVD的研制。

      透明導電薄膜設備:日本住友壟斷了RPD設備的專利以及對應的專屬靶材IWO,捷佳偉創通過與其合作具備了RPD產品供應能力;馮阿登納、新格拉斯等外資企業基于PVD的工藝也推出對應的產品,但由于ITO靶材性價比相對較低,且PVD工藝在鍍膜質量上較RPD仍存在一定差距,因此PVD尚未全面推廣。

      絲印設備:競爭格局與PERC電池基本一致,邁為股份具備較為明顯的優勢,但捷佳偉創也推出了相關產品。

      中泰證券認為,在平價上網過渡階段,電池片環節將成為本輪光伏產業降本增效的主陣地,有望獲得產業持續的資本投入。HJT技術作為下一代電池片技術,具備開路電壓高,溫度系數低等多項優點,長期發展趨勢具備強確定性。從投產節奏來看,隨著HJT部分設備及材料開始國產化,HJT的性價比正不斷提升,后續隨著參與研發生產的企業逐步增加,異質結電池量產轉換效率有望進一步提升,同時制造設備、輔材等成本有望持續下降,異質結電池的產業化有望進入快車道。

      (文章來源:集邦新能源網)

       

       


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