下一代光伏主流技术
异质结开启产业化之路
成本的大幅降低,让异质结电池规模产业化迈出了历史性一大步。
使用该技术转换效率已达
持续降低终端使用成本
助推异质结产业化进程加速
Hybrid BC电池转换效率已达到27.42%
2023年3月,在2023年高效太阳电池装备与技术研讨会上,金石能源携手高效太阳电池装备与技术国家工程研究中心发布Hybrid BC电池技术,电池转换效率(用孔径为195.7c㎡掩膜进行遮挡)的转换效率达到了27.08%!该技术首次成功将传统异质结钝化结构和隧穿/多晶结构相结合,该技术是完全中国企业自主开发、具有自主知识产权的光伏前沿技术,这也是国家工程研究中心发布的重磅技术成果!
2023年9月,Hybrid BC电池技术中试研发再次突破,经福建省计量科学研究院(国家光伏产业计量测试中心)测试认证,Hyrid BC电池转换效率再创新高,达到了27.42%!
HDT太阳能电池技术优势
◎ 低温制程:低温工艺流程,最高不超过220ºC,制程能耗少
◎ 异质结发射极:宽带隙致高短路电流-Isc及高开压Voc
◎ 低温度系数:电池片功率温度系数低于-0.24%/ºC,更适于高温环境发电
◎ 可柔性化应用:电池片的结构适合于使用超薄的硅片作为衬底,容易实现真正的柔性化
◎ 双面发电:正反面三层膜和TCO都是透光的,且结构对称,天然就是双面电池,其双面率可以轻松做到90%以上;电池片双面吸光,适于制作双玻组件,可增加发电量超过10%
转换效率高,提效空间大
异质结电池具有更高的转换效率,且效率提升的空间大。
截止目前,异质结电池的量产转换效率在24.5%至26%之间,其中,2021年福建钜能电力有限公司量产异质结电池最高转换效率达到了25.31%。2022年,金石能源整线设备生产的异质结量产电池片最高效率已达到26%,远远高于PERC电池。
HDT与IBC技术契合性好,二者叠加技术的HBC的转换效率已经超过26%,与钙钛矿技术相结合的话,未来的转换效率有望超过40%。
异质结电池生产工序简化
HDT电池生产工序简化,具有良好的制程控制能力。
异质结电池量产主要工序仅需 4 步:制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO制备和电极制备,对应的设备为制绒清洗设备、PECVD、PVD和丝印设备,简短的工序可有效保证产品的良率和质量。
PERC电池是传统晶硅电池一次明显的提效升级,增加2步工艺,量产需要8道工序;TOPCon是在N-PERC的基础上再一次升级,增加3步工艺,需要12道工序,复杂工序将受制于电池的良率、人工及运维等成本。
异质结电池效率提升路径清晰
◎ 降低光学损失:减少制绒面的反射、减少导电氧化物及非晶硅的吸收、提高栅线电极的高宽比
◎ 减少表面少子复合速率:优化硅片的清洗工艺、硅片表面的氢原子钝化、高质量的非晶硅薄膜的制备
◎ 减少串联电阻:提高导电氧化物的导电性、减少不同层之间的接触电阻
异质结电池可实现硅片薄片化
异质结电池使用低温工艺,更容易实现硅片薄片化。
异质结电池生产工艺制程在220ºC以下的低温中进行,避免了晶体硅基底整体性能的衰减,减轻了硅片热应力和损坏,保持了硅片原有质量,有利于实现硅片薄片化,可以使硅片厚度降低到光吸收所需的最小值。硅片薄片化,不仅能节省硅料成本,还是电池柔性化应用的基础。
公司目前已小批量验证过120μm硅片,薄片化还有较大空间,未来电池片的硅片厚度可降低至100μm以下。
异质结+钙钛矿叠层技术
异质结的结构特点,非常适合作为底电池同钙钛矿电池形成叠层电池,两者的叠层技术被认为是最具发展前景的组合。
研究成果显示,钙钛矿太阳能电池能更有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光,而异质结电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光。因此,通过钙钛矿电池与异质结电池叠层方式组合,可以突破传统晶硅电池理论效率极限,进一步提升太阳能电池的转换效率。模拟表明,该叠层电池的转换效率可以达到40%以上。
低银耗技术是异质结产业化降本关键
低温银浆是丝网印刷工艺的关键材料,银浆用量大、成本高昂,在异质结电池成本中,低温银浆占据总成本的比重约为20%,占电池片非硅片成本比重超50%。
金石能源推出的低银耗技术,将低温银浆的使用量降低的技术推向一个新高度,其低温银浆单耗为13mg/W,相比较于常规异质结电池28mg/W的低温银浆单耗,使用量降低了50%。
在国产低温银浆导入异质结量产方面已有成功案例,2021年,福建钜能电力有限公司使用国产低温银浆生产的HJT电池超过1000万片,约60MW,经过批量化生产验证,充分证实了国产低温银浆大规模应用量产成功。
异质结电池开启产业化之路
根据中国光伏行业协会预测,2021年至2025年,我国光伏年均新增装机乐观情况可达到90GW,2025年最高可达123GW,年复合增速21%。异质结电池占比将从2020年的约3.5%提升至2025年的25%。
2020年被认为是异质结电池大规模量产元年,统计数据显示:2020年,有超过20家企业宣布了异质结电池的扩产计划,产能超过50GW。
2021年,多家光伏头部企业的异质结项目投产,根据媒体统计,2021年全球异质结电池规划产能已达到148.2GW ,其中已建成产能为6.35GW,在建或待建产能141.9GW。
异质结,光伏技术最佳的弯道超车机遇
持续提升的转换效率,不断优化的度电成本,异质结是光伏技术更迭最佳的弯道超车机遇!