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继PERC之后 谁将是下一个光伏技术“领跑者”?

导读: 根据最新的“领跑者”计划,第三批领跑者基地将分为应用领跑基地和技术领跑基地,其中技术领跑基地的出现正是为了推广那些具备发展潜力的前沿技术,使用的是自主研发、市场尚未应用的前沿技术或突破性技术产品。

1、IBC电池

IBC电池即全背电极接触晶硅光伏电池,选用N型衬底材料。IBC电池的优势在于正负极的金属接触均在电池片的背面,使得电池表面完全看不到传统光伏电池在正面的金属栅线,不但增大了电池的有效接触面积,大大增加了电池的转换效率,而且没有栅线的电池正面在外观上也更加美观。

IBC电池的概念最早是由Lammert和Schwartz在1975年提出。经过几十年的发展,IBC电池在一个太阳标准测试条件下的转换效率已达到25%,远超晶硅太阳电池。日本Panasonic公司在2014年将IBC技术与HIT技术结合,研发出的HIT-IBC太阳能电池最高效率达25.6%,打破晶体硅电池转换效率的世界纪录。

继PERC之后 谁将是下一个光伏技术“领跑者”?

美国SUNPOWER是最早实现IBC电池量产的公司,其实验室最高转换效率达25%,量产平均效率达23%。国内天合、晶澳、海润等企业对IBC电池技术的研发进行了投入,其中天合光能连续打破世界纪录,将大面积IBC电池最高转换效率刷新为24.13%。另外,天合与澳大利亚国立大学(ANU)共同研发的小面积IBC电池效率达24.37%。

因为IBC电池制造工艺复杂、使用的材料成本较高,使得其目前在国内还没有大规模生产。但IBC电池转换效率高、发电能力出众,使得其具备很好的发展空间,未来将有可能成为引领行业发展的新技术。

2、HIT电池

HIT(Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer)电池即本征薄膜异质结。不同于常规电池p-n结由导电类型相反的同种材料晶体硅组成,HIT电池的p-n结是由两种不同的半导体材料—非晶硅/ 晶体硅组成。具备正反面受光照后都能发电;低温制造工艺保护载流子寿命、高开路电压、温度特性好等优势。

1992年三洋公司的Makoto Tanaka和Mikio Taguchi第一次成功制备了HIT电池。日本Panasonic公司于2009年收购三洋公司后,继续HIT电池的开发,实验室最高转换效率达24.7%。

大规模量产方面,据报道日本Panasonic现有HIT产能共1GW,电池量产转换效率约为22.5%。据了解,最早投入使用的HIT组件至今大约11年,累计衰减仅为2%~3%。

HIT电池生产过程中的每一步工艺要求都非常严格,对前道晶硅的表面清洁净化、低温工艺和材料都有很高的要求。另外,相关材料成本依然较高,所以在保证高效的情况下,HIT电池大规模的量产还需要进一步的突破和发展。

3、双面N型电池

N型电池是未来高效电池的发展方向,目前研究的N型单晶高效电池主要有:PERT电池,PERL电池,HIT电池,IBC电池,HBC电池等,其中PERT电池、PERL电池可根据其受光面不同,可分为单面受光型和双面受光型。双面 N型电池背面可接收反射光线,结合双玻组件技术可提高3%以上的总发电量。日本三菱电机的n-PERL电池则采用双面受光型结构,在156*156mm2大面积单晶硅片上实现转化效率21.3%。

英利公司PANDA电池是采用双面受光型PERT结构的大面积电池(239cm2),PANDA电池双面发电的设计,能够同时接受从正面和背面进入电池的光线从而实现双面发电的功能;正面采用细密栅线的设计,减少了遮光面积,提高了电池的短路电流。英利公司PANDA电池已实现量产,最高转化效率达到了21.3%。PANDA电池与规模化生产的IBC、HIT等N型电池相比,其结构简单、制备成本低、工艺流程短,与现有的P型生产线相兼容,容易实现大规模量产。

此外,各类技术的相结合也是近来研究的热点,譬如PERC+黑硅等技术的结合在未来也很有发展前景。各类技术谁能成为下一个光伏技术“领跑者”,最终还是要看生产工艺的完善度以及成本的降低。在此之前需要的是各企业加大研发力度,加快创新技术示范产线的开拓,从而将让最新的技术得到推广。

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