最有潛力的下一代電池技術(shù)-異質(zhì)結(jié)電池
什么是異質(zhì)結(jié)電池?它有什么特點(diǎn)?異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率高,拓展?jié)摿Υ?,工藝?jiǎn)單并且降本路線(xiàn)清晰,契合了光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律,是最有潛力的下一代電池技術(shù)。目前正處于產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入期,產(chǎn)業(yè)中新老玩家紛紛加速HIT電池產(chǎn)線(xiàn)的投產(chǎn),目前全球已有HIT電池產(chǎn)能接近3GW,但主要參與方當(dāng)前的規(guī)劃產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)16GW,具有長(zhǎng)期投資價(jià)值。
異質(zhì)結(jié)電池全稱(chēng)為本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池,同樣是基于光生伏特效應(yīng),只是P-N結(jié)是由非晶硅(a-Si)和晶體硅(c-Si)材料形成的(背面的高低結(jié)亦然)。
HIT電池結(jié)構(gòu):
在電池新技術(shù)方面,異質(zhì)結(jié)電池由于其獨(dú)特的雙面對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)及非晶硅層優(yōu)秀的鈍化效果,具備著轉(zhuǎn)換效率高、雙面率高、幾乎無(wú)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(yōu)勢(shì),加之其制造工藝流程較短,未來(lái)成本下降空間較大。
從光伏電站的業(yè)主視角出發(fā),應(yīng)用HJT技術(shù)后,光伏電池片的轉(zhuǎn)換效率從22.3%提升至24%,即同等占地面積的電站,年發(fā)電量約增加7.6%。
異質(zhì)結(jié)技術(shù)不僅具備優(yōu)異的轉(zhuǎn)換效率,而且生產(chǎn)工藝步驟相對(duì)簡(jiǎn)單。與需要10余項(xiàng)流程的PERC+以及TOPCon相比,HJT工藝流程相當(dāng)簡(jiǎn)潔,首先,與常規(guī)電池處理一致,對(duì)機(jī)械切割后的硅片表面進(jìn)行蝕刻、制絨處理。隨后,開(kāi)始在硅片兩側(cè)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(kāi)始制備TCO薄膜,TCO的制備主要通過(guò)物理氣相沉積(PVD)技術(shù)的濺射來(lái)完成。最后,在TCO頂部進(jìn)行表面金屬化處理,便可得到異質(zhì)結(jié)電池。
而且其中清洗制絨和絲網(wǎng)印刷都是傳統(tǒng)硅晶電池的工藝,HJT獨(dú)特的工藝在于非晶硅薄膜沉積以及TCO膜沉積。
目前國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)積極推動(dòng)異質(zhì)結(jié)電池的產(chǎn)業(yè)化,M2規(guī)格電池片的實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率已突破25%,領(lǐng)先的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率位于23.5%-24%之間。
2019年6月隆基股份發(fā)布了M6(166mm)硅片,2019年8月中環(huán)股份發(fā)布了M12(210mm)硅片,新一輪的硅片規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的變化啟動(dòng)。
2020年6月隆基股份、晶澳科技、晶科能源等企業(yè)成立182聯(lián)盟,致力于推動(dòng)182mm硅片的量產(chǎn)化應(yīng)用,有助于大組件的量產(chǎn)。
2020年7月16日,天合光能發(fā)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(shí)采用了半片低溫?zé)o損切割、多主柵以及高密度裝封等技術(shù),功率可達(dá)600W。其中低溫?zé)o損切割技術(shù)和多主柵技術(shù)的推廣應(yīng)用都將有助于未來(lái)異質(zhì)結(jié)電池的應(yīng)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(yáng)輻射強(qiáng)度以及電池效率之積。因此未來(lái)將異質(zhì)結(jié)電池替代PERC電池時(shí)將造就更大功率的組件,從而為終端投資者帶來(lái)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(guò)程對(duì)清潔度要求更高,需要對(duì)設(shè)備和車(chē)間做到更高程度的潔凈度,因此不能與傳統(tǒng)電池的生產(chǎn)車(chē)間兼容。整體而言HJT電池生產(chǎn)設(shè)備與單晶PERC電池生產(chǎn)不兼容,亦不完全與TOPCon、IBC等其他N型電池設(shè)備兼容。
HIT制絨清洗設(shè)備:捷佳偉創(chuàng)的鏈?zhǔn)紿IT硅片清洗設(shè)備和超高產(chǎn)能HIT單晶制絨清洗設(shè)備均已完成樣機(jī),并正式交付客戶(hù)HJT電池線(xiàn);
非晶硅沉積設(shè)備:主要以進(jìn)口設(shè)備為主,包括日本松下、梅耶博格、應(yīng)用材料等,國(guó)內(nèi)理想能源已開(kāi)始VHFCVD的研制。
透明導(dǎo)電薄膜設(shè)備:日本住友壟斷了RPD設(shè)備的專(zhuān)利以及對(duì)應(yīng)的專(zhuān)屬靶材IWO,捷佳偉創(chuàng)通過(guò)與其合作具備了RPD產(chǎn)品供應(yīng)能力;馮阿登納、新格拉斯等外資企業(yè)基于PVD的工藝也推出對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品,但由于ITO靶材性?xún)r(jià)比相對(duì)較低,且PVD工藝在鍍膜質(zhì)量上較RPD仍存在一定差距,因此PVD尚未全面推廣。
絲印設(shè)備:競(jìng)爭(zhēng)格局與PERC電池基本一致,邁為股份具備較為明顯的優(yōu)勢(shì),但捷佳偉創(chuàng)也推出了相關(guān)產(chǎn)品。以上就是異質(zhì)結(jié)電池解析,希望能給大家?guī)椭?