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【年终盘点】2017年太阳能光伏行业十大技术突破

导读: 太阳能光伏行业的科研人员们从未停止过,在2017年,他们用一次又一次的技术突破向人们展示着太阳能发电的未来大好前景。

在当前,人类社会共同面临着污染严重,能源短缺的问题,不断探寻新能源来代替传统能源已经成了人类目前最好的选择。在新能源领域,目前来说最经济的是太阳能光伏,而太阳能光伏虽然现在已经在大面积地使用,但在能源总消费中的占比还是相对较低,比起火电等传统能源,太阳能发电的成本依然高。从长远的发展来看,电池效率的突破是降低太阳能发电成本的关键因素。太阳能光伏行业的科研人员们从未停止过,在2017年,他们用一次又一次的技术突破向人们展示着太阳能发电的未来大好前景。

下面,OFweek太阳能光伏网将为大家盘点2017年度太阳能光伏行业的十大新技术和突破性进展,关注这些技术,看它们如何改变未来?                               

【年终盘点】2017年太阳能光伏行业十大技术

NO.1日本公司开发出效率超26%的太阳能电池

今年年中,日本Kaneka公司传出消息,目前该公司的研究人员已经研制出了转换效率达到破纪录的26.3%(比之前纪录提高了0.7%)的单晶体硅异质结太阳能电池。

本次效率突破,研究人员改进了180CM的太阳能NEDO拥有的若干技术。通过创新的异质结太阳能电池能够减少电阻性损耗,使太阳能电池中的正负电荷结合从而产生热量,而不是让它们从设备中跑出来产生电。此外,日本Kaneka公司对太阳能电池的叉指式电极的能量收集效率也进行了改进,该公司还将电极格栅从电池的前端——受光区域——移动到后端,使更多的太阳光能够进入电池。

研究人员表示,这种电池的材料类型、生产过程和可供选择的架构都是多种多样的。日本Kaneka公司通过开发自己的(化学气相淀积)技术、光学管理和电气接触技术来实现26.3%的转化效率。

编辑点评:

一直以来,效率和成本是电站投资商投资电站时考虑的两大因素,兼具效率和成本优势的产品尤其受到投资者青睐。而高效是降低光伏成本的重要砝码。光伏行业属于泛半导体领域,同样适用于摩尔定律。作为光伏发电的主流,晶硅电池近年来的发展似乎陷入瓶颈,因为此类电池的理论极限效率仅为29%,0.7%的记录其实是很大一大进步。伴随着周期性的、几乎无止境的技术进步与迭代,光伏发电的成本将持续下降,同时,光伏市场与产业规模会有长达几十年的高速扩张。预计到2020年,光伏发电有望实现平价上网。

NO.2超过24%!天合光能IBC电池效率创新高

今年5月,从天合光能光伏科学与技术国家重点实验室自主研发的大面积6英寸全背电极太阳电池(IBC)效率超过24%,达到24.13%,开路电压超过700mV。这一结果标志着高效电池的研发又达到了新的里程碑。

全背电极电池与传统电池相比,尽管IBC电池正负极栅线均位于电池背面,无需考虑金属区的遮挡损失,也给发射结的设计带来更大的自由度,但随着电池转换效率的不断攀升,载流子注入浓度越来越高,相应地电池内部各个区域的复合损失都发生了显著的变化。这就需要在复合损失和光学损失间寻找最佳的平衡点。

天合光能长期致力于开发可量产的高效晶体硅太阳电池技术。在2016取得IBC电池最高23.5%,平均23%效率的基础上,该实验室重点解决了金属接触区复合的问题并对背面图形进行了细致的优化设计。值得一提的是,这是基于普通PERC电池生产线设备的工艺路线,和之前相比没有增加任何成本。

其不久前基于传统制备工艺的N型双面电池已达到22.6%的转换效率,在业界内处于领先水平。如今,这一高效IBC电池的问世,更是成为低成本单结晶体硅电池中的佼佼者。这也是国内首个自主研发在6英寸全面积上转换效率超过24%的晶体硅太阳电池。

编辑点评:

天合光能IBC电池这一技术的突破,标志着世界领先水平的IBC电池产品离产业化又推进了一步。为实现低成本高效太阳电池产业化的终极目标,天合光能光伏科学与技术国家重点实验室研制的这一大面积IBC电池转换效率超过24%,标志着实验室具备了研制和生产高效IBC电池的能力,将对晶硅高效太阳电池的产业化起到积极的推动作用。

IBC电池在降低光伏系统的LCOE,在太阳能汽车、太阳能飞机等特殊领域都有着广泛的应用前景。随着新能源交通革命的兴起和不断发展,高效太阳电池必将会走进千家万户,成为普通老百姓看得见,摸得着,用得起的产品。

【年终盘点】2017年太阳能光伏行业十大技术

NO.3晶科能源宣布单晶PERC多栅电池效率达到23.45%

晶科能源11月份对外宣布,经中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其P型单晶PERC多栅电池效率达到23.45%。这一数据再次打破了P型单晶电池效率的世界纪录。

2006年用于对P型PERC电池的背面的钝化的AlOx介质膜的钝化作用引起大家重视,使得PERC电池的产业化成为可能。随后随着沉积AlOx产业化制备技术和设备的成熟,加上激光技术的引入,PERC技术开始逐步走向产业化。目前,PERC电池大面积可量产效率持续攀升,在打破记录之前,单晶PERC电池产线效率普遍达到21-21.5%,多晶达到20-20.5%左右。在单晶PERC电池技术上,此前隆基频频刷新世界纪录,在2017年4月,隆基乐叶创造单晶PERC电池转换效率22.17%的记录;9月,隆基乐叶单晶PERC单面电池转换效率最高水平达到22.43%。而晶科的P型多晶太阳能电池转换效率在10月的时候宣布高达22.04%。

编辑点评:

2017年是PERC电池与常规电池的市场份额的转折性的一年。随着PERC电池产能的扩张,常规电池的市场份额将逐步下降。作为全球最大的光伏组件制造商,全球出货量第一的晶科能源在最新科技和生产制造方面一直走在行业的前头,目前工业化生产中太阳能电池的转换效率,与其结构、材料性质、放射性粒子辐射损坏和环境变化等息息相关,可以说,每一次提升,都凝聚着全世界科技进步的结晶,最终期待实现更绿色、更可持续性的发展。在最新的世界纪录之前,大多数单晶硅太阳能电池的转换率仅为12% ~15%,之前最高的世界纪录为22.04%。

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