編者按:。PERC電池僅需要增加兩臺(tái)額外的設(shè)備就可以對(duì)原有的常規(guī)生產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí),成為了高效太陽(yáng)能電池的主流方向。HIT電池盡管在轉(zhuǎn)換效率等方面存在較大優(yōu)勢(shì),但短期發(fā)展存在一定的瓶頸,2019年或成為發(fā)展元年。
按照光伏電池片的材質(zhì),太陽(yáng)能電池大致可以分為兩類,一類是晶體硅太陽(yáng)能電池,包括單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池;另一類是薄膜太陽(yáng)能電池,主要包括非晶硅太陽(yáng)能電池、碲化鎘太陽(yáng)能電池以及銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池等。目前,以高純度硅材料作為主要原材料的晶體硅太陽(yáng)能電池是主流產(chǎn)品,所占的比例在80%以上。
在晶體硅太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的最核心步驟之一是將晶體硅加工成實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的電池片的工序,因而電池片的光電轉(zhuǎn)換效率也成為了體現(xiàn)晶體硅太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)水平的關(guān)鍵指標(biāo)。截至2018年底,規(guī)?;a(chǎn)的多晶黑硅電池平均轉(zhuǎn)換效率提升到19.2%;PERC單晶、多晶電池片平均轉(zhuǎn)換效率提到21.8%、20.3%,較2017年提升0.5和0.3個(gè)百分點(diǎn);雙面N型PERT、異質(zhì)結(jié)電池已經(jīng)進(jìn)入小規(guī)模量產(chǎn)階段。
一、PERC電池成為近三年行業(yè)主流工藝
1、綜合考慮效率和成本,PERC電池是當(dāng)下最佳選擇
目前光伏行業(yè)先進(jìn)技術(shù)包括:濕法黑硅(MCCE)技術(shù)、背面鈍化(PERC)技術(shù)、異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池(HIT)、金屬穿透(MWT)技術(shù)、全背電極接觸晶硅光伏電池(IBC)技術(shù)。其中背面鈍化(PERC)電池具有成本較低,且與現(xiàn)有電池生產(chǎn)線相容性高的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為近年來(lái)高效太陽(yáng)能電池的主流方向。
PERC技術(shù)全稱是發(fā)射極及背面鈍化電池技術(shù)(Passivated Emitter Rear Cell)。具體來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)的Al-BSF電池背面金屬鋁膜層中的復(fù)合速度無(wú)法降至200cm/s以下,因此到達(dá)鋁背層的紅外輻射光只有60-70%能被反射,產(chǎn)生較多光電損失;而鈍化發(fā)射極和背面電池(PERC)通過在電池背面附上介質(zhì)鈍化層,可大大減少這種光電損失、增加光吸收幾率、顯著降低背表面復(fù)合電流密度,且具有成本較低、與現(xiàn)有電池生產(chǎn)線相容性高的優(yōu)點(diǎn)。
相比于傳統(tǒng)工藝,PERC電池僅需要增加兩臺(tái)額外的設(shè)備(氧化鋁沉積和激光設(shè)備)就可以對(duì)原有的常規(guī)生產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí),因此成為了高效太陽(yáng)能電池的主流方向。
2、判斷到2019年底我國(guó)PERC電池產(chǎn)能有望達(dá)到90-100GW
2016年起,國(guó)內(nèi)背面鈍化(PERC )技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯加快。根據(jù)Solarwit統(tǒng)計(jì),2016、2017年全球PERC產(chǎn)能分別達(dá)到10.7GW、28.7GW。據(jù)統(tǒng)計(jì),從下游廠商規(guī)劃來(lái)看,到2018年底,全球PERC電池總產(chǎn)能超80GW,我國(guó)PERC電池產(chǎn)能達(dá)到59.3GW。2019年,下游廠商對(duì)PERC電池投資熱情不減。預(yù)計(jì)到2019年底,我國(guó)PERC電池產(chǎn)能有望達(dá)到90-100GW。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)2019年初發(fā)布的《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》,2018-2021年,判斷國(guó)內(nèi)PERC+N型PERT電池占比將從38.5%提升至75.8%,成為光伏電池片的主流,而傳統(tǒng)BSF電池占比將從60.0%降低至17.3%,逐漸被高效電池替代。除此之外,N型異質(zhì)結(jié)HIT+背接觸IBC電池占比也將緩步提升。
二、HIT電池就在街角,2019年或成為發(fā)展元年。
1、 HIT電池具有長(zhǎng)期潛力,但短期發(fā)展有一定瓶頸。
HIT/HIT/HDT/SHJ均是Heterojunction的縮寫,意為異質(zhì)結(jié),HIT電池是一種N型單晶雙面電池。雖然現(xiàn)階段的PERC電池在工藝的復(fù)雜程度、產(chǎn)線的兼容性以及現(xiàn)階段工藝成熟度上勝于HIT電池,但固有的光衰問題與轉(zhuǎn)化率問題限制了它的發(fā)展,而HIT電池因其無(wú)光衰、高效的特性,在未來(lái)更具開發(fā)性;與傳統(tǒng)單晶硅太陽(yáng)能電池相比,HIT電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率,而且無(wú)需高溫爐管制備,可降低生產(chǎn)耗能并縮短制備時(shí)間。具備正反面受光照后都能發(fā)電、低溫制造工藝保護(hù)載流子壽命、高開路電壓、溫度特性好等優(yōu)勢(shì)。
目前異質(zhì)結(jié)電池的最高效率紀(jì)錄已經(jīng)達(dá)到26%,理論上來(lái)說(shuō)有比其他電池技術(shù)更高的效率提升潛力。另外,異質(zhì)結(jié)電池的雙面發(fā)電特性也符合當(dāng)下雙面發(fā)電的大趨勢(shì)。隨著設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、硅片減薄、低溫銀漿用量等成本降低,未來(lái)HIT電池有望取得長(zhǎng)足發(fā)展。
然而,盡管在轉(zhuǎn)換效率等方面存在較大優(yōu)勢(shì),HIT電池的短期發(fā)展存在一定的瓶頸。其主要的發(fā)展難點(diǎn)包括:1)電池原材料成本居高不下;2)設(shè)備技術(shù)要求高,成本居高不下;需要低溫工藝和特殊材料;4)常規(guī)封裝技術(shù),難以控制焊帶拉力穩(wěn)定性等。
2、多家企業(yè)已有HIT產(chǎn)能規(guī)劃,國(guó)內(nèi)廠商更為積極
據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2018年底,全球已經(jīng)量產(chǎn)或計(jì)劃量產(chǎn)HIT電池的企業(yè)有近20家,其中大多尚處于中試階段。目前全球規(guī)劃產(chǎn)能已超15GW,但實(shí)際產(chǎn)能在3-4GW左右。2018年以來(lái),彩虹集團(tuán)、愛康科技、通威太陽(yáng)能等企業(yè)紛紛宣布投資GW級(jí)異質(zhì)結(jié)項(xiàng)目,而國(guó)內(nèi)布局較早的晉能、中智、鈞石、漢能等的異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線已處于量產(chǎn)階段。判斷隨著各環(huán)節(jié)成本的降低、產(chǎn)能釋放后規(guī)模效應(yīng)的提升,HIT產(chǎn)業(yè)化腳步會(huì)越來(lái)越近。
原標(biāo)題:光伏PERC電池與HIT電池 孰優(yōu)孰劣?