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我国光伏电池片技术水平全球领先,HJT成为未来发展的主流趋势

王静 2021-09-18 1353 0

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剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

摘要:电池片是光伏组件的核心,近年来技术迭代较快,企业竞争激烈。目前电池片工艺正处于PERC后时代,HJT有望成为下一代主流电池片技术。通威、爱旭等国内企业是全球电池片技术的领先企业。

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电池片主要分为单晶硅、多晶硅、非晶硅三种,是光伏追求性价比(效率/成本)的关键,也是光伏行业上下游的分水岭,占光伏组件成本的65%.

电池片技术更新迭代较快,TOPCon、HJT迎来发展时机

光伏电池片的技术进步从未停歇,铝背场BSF电池是第一代光伏电池片技术,其工艺是在PN结制备完成后,在硅片的背光面沉积一层铝膜,随着光伏产业“降本提效”的趋势到来已经逐渐被第二代光伏电池片技术PERC所替代,PERC电池与常规电池最大的区别在电池片背面形成钝化层作为背反射器。后 PERC 时代延伸技术即TOPCon太阳能电池是一种使用超薄氧化层作为钝化层结构的太阳能电池,与原有 PRRC产线兼容性强,转换效率更高,且在设备投资额上目前较 HJT 具有优势,在 PERC 电池效率瓶颈将至背景下,将为 PERC 打开天花板。异质结电池是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优点,在转换效率、工艺步骤和温度、双面率、抗衰减性等优势明显,将成为第三代电池片技术主流,未来叠加钙钛矿技术效率将提升至接近 30%。

总的来说,目前PERC仍是电池片的主流技术,还具备几年的生命期,但其电池效率已经接近天花板,后 PERC 时代延伸技术即TOPCon以及第三代电池片技术HJT将迎来发展时机。

表1 电池片工艺介绍及厂商

HJT工艺技术难度大但流程简单,是未来电池片发展的主流趋势

异质结电池(HJT)是一种通过晶体硅基板和非晶体硅薄膜混合制成的太阳能电池,最早由日本三洋公司在 1990 年开发。相比其他电池片技术,异质结电池生产工艺技术难,但流程较为简单,而且在钝化效果、稳定性、转化效率、迁移率以及能量损耗方面有一定优势,因此被称为第三代电池片技术,是未来电池片发展主流趋势。目前HJT工艺国内代表性企业有通威、华晟、爱康、晋能等。

HJT工艺流程简单,主要分四步:制绒、非晶硅膜层沉积、TOC溅射、丝网印刷。丝网印刷和传统技术差别不大,技术难度较大的是前三步。非晶硅膜层沉积技术以PECVD为主流,HWCVD技术因设备只有爱发科等少数商家掌握,因此市场使用率较低。TCO 薄膜溅射沉积主要有RPD和 PVD两种方法,RPD具有镀膜质量和效率更高并且对硅衬底轰击较小的优点,但是其核心配件和靶材 IWO(氧化铟掺钨)被日本住友重工垄断,在成本方面比PVD要高出很多,所以厂商多采用PVD路线。

表2电池片工艺对比

我国太阳能电池技术全球领先,第三代电池片技术HJT布局加快

我国太阳能电池片技术全球领先,代表性企业包括通威、隆基、华晟、爱康、晶澳科技等。从国内电池片企业技术现状来看,技术比较领先的企业是隆基和通威。隆基今年新发布的N型TopCon、P型TopCon、HJT电池转换率分别达到了25.21%、25.02%、25.26%,打破了世界纪录,代表了同类电池转化率的最高水平。另外通威太阳能M6大尺寸全面积PERC电池转化率可达23.47%,创造了M6大尺寸全面积产业化PERC电池效率的世界纪录,公司的HJT电池最高转换效率为25.18%,TOPCon技术平均电池效率为24.10%,和隆基尚有差距。

从第三代电池片技术HJT的发展来看,2016年HJT国内开始有企业投建HJT试生产线,2017年晋能开始试生产,到2020年HJT效率提升明显,市场对其认可度逐渐提高。2021年开始,各家厂商布局加快,比如安徽华晟、爱康、中建材、通威、华润电力等正分别进行10GW、6GW、5GW、1GW、12GW的布局,给HJT工艺带来广阔空间。

结语

我国太阳能电池片技术发展快,全球领先,市场目前以PERC电池技术为主,但PERC电池效率瓶颈将至,第三代太阳能电池技术HJT将迎来发展时机。我国以隆基和通威等为代表的HJT技术成熟,基于对“降本提效”的追求,今年以来厂商加快了HJT产能布局,HJT技术迎来广阔发展空间。


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