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我國光伏電池片技術水平全球領先,HJT成為未來發展的主流趨勢

王靜 2021-09-18 1353 0

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摘要:電池片是光伏組件的核心,近年來技術迭代較快,企業競爭激烈。目前電池片工藝正處于PERC后時代,HJT有望成為下一代主流電池片技術。通威、愛旭等國內企業是全球電池片技術的領先企業。

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電池片主要分為單晶硅、多晶硅、非晶硅三種,是光伏追求性價比(效率/成本)的關鍵,也是光伏行業上下游的分水嶺,占光伏組件成本的65%.

電池片技術更新迭代較快,TOPCon、HJT迎來發展時機

光伏電池片的技術進步從未停歇,鋁背場BSF電池是第一代光伏電池片技術,其工藝是在PN結制備完成后,在硅片的背光面沉積一層鋁膜,隨著光伏產業“降本提效”的趨勢到來已經逐漸被第二代光伏電池片技術PERC所替代,PERC電池與常規電池最大的區別在電池片背面形成鈍化層作為背反射器。后 PERC 時代延伸技術即TOPCon太陽能電池是一種使用超薄氧化層作為鈍化層結構的太陽能電池,與原有 PRRC產線兼容性強,轉換效率更高,且在設備投資額上目前較 HJT 具有優勢,在 PERC 電池效率瓶頸將至背景下,將為 PERC 打開天花板。異質結電池是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜,它綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優點,在轉換效率、工藝步驟和溫度、雙面率、抗衰減性等優勢明顯,將成為第三代電池片技術主流,未來疊加鈣鈦礦技術效率將提升至接近 30%。

總的來說,目前PERC仍是電池片的主流技術,還具備幾年的生命期,但其電池效率已經接近天花板,后 PERC 時代延伸技術即TOPCon以及第三代電池片技術HJT將迎來發展時機。

表1 電池片工藝介紹及廠商

HJT工藝技術難度大但流程簡單,是未來電池片發展的主流趨勢

異質結電池(HJT)是一種通過晶體硅基板和非晶體硅薄膜混合制成的太陽能電池,最早由日本三洋公司在 1990 年開發。相比其他電池片技術,異質結電池生產工藝技術難,但流程較為簡單,而且在鈍化效果、穩定性、轉化效率、遷移率以及能量損耗方面有一定優勢,因此被稱為第三代電池片技術,是未來電池片發展主流趨勢。目前HJT工藝國內代表性企業有通威、華晟、愛康、晉能等。

HJT工藝流程簡單,主要分四步:制絨、非晶硅膜層沉積、TOC濺射、絲網印刷。絲網印刷和傳統技術差別不大,技術難度較大的是前三步。非晶硅膜層沉積技術以PECVD為主流,HWCVD技術因設備只有愛發科等少數商家掌握,因此市場使用率較低。TCO 薄膜濺射沉積主要有RPD和 PVD兩種方法,RPD具有鍍膜質量和效率更高并且對硅襯底轟擊較小的優點,但是其核心配件和靶材 IWO(氧化銦摻鎢)被日本住友重工壟斷,在成本方面比PVD要高出很多,所以廠商多采用PVD路線。

表2電池片工藝對比

我國太陽能電池技術全球領先,第三代電池片技術HJT布局加快

我國太陽能電池片技術全球領先,代表性企業包括通威、隆基、華晟、愛康、晶澳科技等。從國內電池片企業技術現狀來看,技術比較領先的企業是隆基和通威。隆基今年新發布的N型TopCon、P型TopCon、HJT電池轉換率分別達到了25.21%、25.02%、25.26%,打破了世界紀錄,代表了同類電池轉化率的最高水平。另外通威太陽能M6大尺寸全面積PERC電池轉化率可達23.47%,創造了M6大尺寸全面積產業化PERC電池效率的世界紀錄,公司的HJT電池最高轉換效率為25.18%,TOPCon技術平均電池效率為24.10%,和隆基尚有差距。

從第三代電池片技術HJT的發展來看,2016年HJT國內開始有企業投建HJT試生產線,2017年晉能開始試生產,到2020年HJT效率提升明顯,市場對其認可度逐漸提高。2021年開始,各家廠商布局加快,比如安徽華晟、愛康、中建材、通威、華潤電力等正分別進行10GW、6GW、5GW、1GW、12GW的布局,給HJT工藝帶來廣闊空間。

結語

我國太陽能電池片技術發展快,全球領先,市場目前以PERC電池技術為主,但PERC電池效率瓶頸將至,第三代太陽能電池技術HJT將迎來發展時機。我國以隆基和通威等為代表的HJT技術成熟,基于對“降本提效”的追求,今年以來廠商加快了HJT產能布局,HJT技術迎來廣闊發展空間。


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