04光伏

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基本信息

单位换算

0.1 W dW 分瓦 10 W daW 十瓦
0.01W cW 厘瓦 100W hW 百瓦
0.001 W mW 毫瓦 1000 W kW 千瓦
0.000001 W μW 微瓦 1000 kW MW 兆瓦
0.000000001 W nW 纳瓦 1000 MW GW 吉瓦
0.000000000001 W pW 皮瓦 1000 GW TW 太瓦
0.001 pW fW 飞瓦 1000 TW PW 帕瓦
0.001 fw aW 阿瓦 1000 PW EW 艾瓦
0.001 aW zW 仄瓦 1000 EW ZW 泽瓦
0.001 zW yW 幺瓦 1000 ZW YW 尧瓦

众多类型的光伏电池中,单晶硅太阳能电池技术已经确立光伏产业显著的优势地位。P型单晶硅发展较早,主流产品经历了BSF电池,PERC电池以及双面PERC+电池的不断发展,电池效率已逐渐接近瓶颈。

与之相比,N型硅片具有较长的少子寿命、更小的光致衰减,公认未来高效光伏电池发展将切换到N-Topcon、HJT等N型电池方向。

基于N型硅片的异质结电池(Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer, HIT),结合了薄膜太阳能技术,理论效率达27%以上,是已知量产电池中相对效率最高的结构,成为了下一代电池技术的最有力竞争者。

HJT电池的特点与优势

典型的结构如图1所示。在封装为双面电池后,可获得近10%发电增益。

受益于本征非晶硅的良好对缺陷的钝化以及更大的禁带宽度,电池的开路电压高。

HJT电池温度系数小,在弱光和光照升温条件下输出特性衰减较少,无Staebler-Wronski效应,几乎无光致衰减。

典型的制作工艺为如图2所示,整个工艺通常不超过200℃,硅片本身受热损伤和热型变影响小,可以使用更薄的硅片。

基于以上特点,HJT电池实验室转换效率达到25%,结合IBC技术的HBC电池突破26%,目前采用MBB多主栅、光注入退火,RPD等增效技术,量产平均效率在近期也可望突破24%,与传统PERC和N-Topcon相比效率极具竞争力。然而,受高昂的成本制约,主流市场HJT仍然难以对抗传统PERC电池的性价比优势。因此,兼顾提效基础上的降本是HJT产业的重中之重。

HJT的降低成本路线

(1)HJT采用了与传统晶硅电池工艺设备不兼容的薄膜沉积的技术,设备一次投资高,带来成本的上升,通过推动HJT产业规模化发展,设备成本有望持续下降,接近与PERC持平。

(2)N型硅片市场价格高于P型,随着P型硅片的大幅降价,HJT电池N型硅片的价格劣势被进一步放大,将硅片薄片化可以有效降低电池硅耗量,节约生产成本。

(3)目前,银浆的使用是HJT工艺中极为重要的成本组成,采用的低温银浆需要很好的平衡电阻率、浸润接触,焊接拉力以及印刷性等性能要求。由于HJT双面丝网印刷,银消耗达到烧结型银浆的3倍,往往占电池非硅成本一半以上。采用的低温银浆通常为潜伏性固化型,需要低于室温保存,冷链运输需求也会进一步推高成本。因此,银浆及相应工艺技术的优化有望带来巨大降本空间。
电阻率偏高是低温银浆单耗居高不下的最直接原因。在优化银粉体系组成、固化体系基础上,通过纳米技术加持,可以获得更低电阻,更低银含量的低温银浆。在开发低阻浆料基础上,通过细栅细线化配合图形优化可以带来直接的银耗降低。

另外,提效和降本的双重压力下,各大厂商多种融合工艺技术的探索,如SmartWire,分步印刷等,避开高银耗量的主栅印刷或将主栅和细栅浆料性能解耦,降低主栅浆料银含量或引入部分贱金属替代银,大幅降低银耗成本。

阅读量: | 柯西君_BingWong | 2020-11-17