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划片机构建新一代光伏技术产业链

来源: 沈阳汉为科技发布时间:2021-11-02

划片机厂商构建新一代光伏技术产业图

全球从第一代铝背场电池到第二代PERC电池,替代的过程仅仅用了3年(2017-2020),而现在又到了PERC电池利用率达到极限,急需寻找下一代光伏电池技术的时间节点,划片机厂商积极构建国内新一代光伏技术产业链。

1 第一代光伏技术——铝背场电池(BSF)

虽然叫第一代光伏技术,但铝背场电池在2017年时,仍然占据了80%以上的市场。

从字面意思上就可以知道,该技术路线主要通过铝背板充当电极,收集电子,电池片通过光电效应产生压差,从而发电。

该技术路线有个比较明显的缺陷就是铝背板的反射光效率较低,光电效应转化率大概在18%左右,实验室中的效率大概在22%左右。

2 第二代光伏技术——发射极和背面钝化电池(PERC)

PERC电池是目前的主流,针对常规BSF电池背板反射率较低,光电转化效率低下的问题,PERC通过再背板上进行镀膜钝化的工艺,提高了光伏组件的发电效率。

从结构上,PERC在正面添加了选择性发射级,在背面则添加了沉积介质膜钝化层,来提高光电转化效率,增加光伏组件的发电效率。

这也使得PERC电池在制造工艺上,相对BSF电池增加了背面沉积、双面沉积等工艺,所对应的沉积技术叫等离子体增强化学的气相沉积法(PECVD),能够实现该工艺的设备造价很高,且在下一代光伏技术中有较为重要的应用。

PECVD设备是个重点,基本接下去的几代技术PECVD设备的改造都是重中之重,也是投入最大的部分。

3 第2.5代光伏技术——隧穿氧化层钝化接触电池(TOPCON)

2013年由德国提出,基底材料为N型硅,通过添加氧化物的形式来增加背板的反射,提高光电转换效率,本质上可以理解为PERC电池的升级版。

其在工艺上也很直观,就是在原本PERC电池的背板区域,加入一层氧化物的“隧道”,进一步提高光照的反射吸收率,从而提高光电转化效率。

代表厂家:隆基股份、中来股份、晶科能源、天合光能等

优点:光电转换率极限更高(28.7%),衰减率更低,生产线可基于目前的PERC生产线升级改造而成,主要改进PECVD设备。

缺点:成本目前较高,工序更为复杂(在PERC电池的基础上,增加镀氧化物膜的工序),良品率低,现在生产的中试Topcon电池转换率约24.5%。

4 第3代光伏技术—— 异质结电池(HIT)

1990年由日本提出,基底材料为N型硅,又名HJT/ SHJ/ HDT电池,通过在N型硅片基地添加非晶硅材料薄膜的形式来提高光电转换效率。

代表厂家:隆基股份、通威股份、迈为股份等

优点:工序简单(PERC约有9道工序,TOPCON大概10到11道,而HIT电池仅仅只有5-7道工序),光电转换率极限高(27.5%),均为低温工艺,硅片更薄理论上未来成本更低。

目前可以规模化生产的HIT电池转化率达到了25.54%,由迈为股份创造,基本可以确定未来商用电池片,HIT的转化率是优于TOPCON的,但目前优于工艺中涉及低温银浆和相应的PECVD设备成本还较高,单位造价还高于topcon和perc。

缺点:成本暂时较高,生产线需重新建设,无法在PERC基础上改造。

5 第4代光伏技术—— 全背电极接触晶硅光伏电池(IBC)

70年代就有人提出了,但一直停留在科研领域,是实验室里刷光电转换效率的一种电池结构,但一直没有商用,道理很简单,成本太高了。

IBC电池最大的特点是PN结和金属接触都处于电池的背面,正面没有金属电极遮挡的影响,大大提高了光的透射率。

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