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文章来源: PV-tech       发布时间:2019-04-15

异质结(HJT)电池,被光伏业界誉为最具产业化潜力的下一代超高效电池技术,具有转换效率高、制造工艺简单、薄硅片应用、温度系数低、无光致衰减和电位衰减、可双面发电等一系列优势。近年来,国内外企业竞相布局异质结技术,以在下一代高效产品竞争中取得领先优势。

最高效率26.63%  产能规模超25GW的异质结能否代替PERC

异质结电池最早由日本三洋(松下)公司开发,2013年电池效率达到了24.7%,2014年松下在异质结的基础上结合背接触技术,将电池效率提升至25.6%。2017年,日本Kaneka公司同样运用背接触异质结结构,使得电池效率突破26%,达到26.63%,刷新了晶硅电池效率的新濠天地娱乐平台官网纪录。2018年,夏普集团的背接触异质结技术的电池实现了25.09%的转换效率。

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在国外异质结电池及组件的量产上,主要集中在欧美及日本企业,如表1所示。其中,日本松下是市场的主要参与者。目前松下在日本及马来西亚具备1GW的异质结产能,并与特斯拉旗下SolarCity合作在美国共建1GW异质结产能。Sunpreme(上澎) 2018年宣布,将在2019年在美国德克萨斯州建设400MW异质结电池和组件工厂。


此外,欧洲企业如挪威REC、俄罗斯Hevel、意大利3 Sun、匈牙利Ecosolifer等在异质结方面也频频布局,多为百MW级。REC近期宣布,将结合梅耶博格的异质结技术及智能网栅(SWCT™)电池片连接技术,重磅打造异质结产品。


可见,欧美日等企业正在有序推进异质结电池的产业化,以希在先进技术产品上重夺竞争力。据亚化咨询,国外异质结项目规划产能约为3.66GW,已建约1.86GW。


中国大陆及台湾地区异质结项目最新进展如表2所示。据亚化咨询,2016年至今,中国异质结项目总规划产能约达22GW,拟投资总额高达520亿元,实际已建产能约为1GW。目前已经量产或计划量产HJT电池的企业约十余家,其中已建成产线的企业主要包括晋能、中智、汉能及钧石,规模多在百MW级。


同时,国内异质结技术也在不断进步。2019年2月,汉能宣布其高效硅异质结冠军电池片(156mm X 156 mm)光电转换效率经过日本测试机构JET认证达到24.23%。近期晋能科技表示,其异质结电池批量生产平均效率已达23.79%,最高效率则突破至24.73%,72片组件最高功率档位达450W。


可见,中国异质结企业规划产能多为GW级,拟投资金额巨大,但建成产能相对较小,多数企业目前仍在评估或中试阶段,还未形成大规模发展。究其原因,主要还是因为现阶段异质结投资性价比相对不高。

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近年来,高效PERC电池已逐渐代替传统全铝背场电池,成为新一代“常规”电池。据亚化咨询,截至2018年底,PERC电池产能已达65GW,单晶PERC电池量产效率已达22%。近日,爱旭科技更是宣布其GW级PERC量产效率已达22.5%。


目前国内异质结电池量产效率在22.5%-23.5%,与PERC的效率差在0.5%-1%。而异质结产线的设备初始投资约是PERC的3倍,在硅片、低温银浆、TCO靶材和清洗制绒化学品等材料成本上也高出PERC。但是,PERC量产效率在达到22.5%后,后续进一步提效的幅度趋缓,异质结相对来说具备更大的提效空间。因此,目前异质结实现大规模发展的首要目标即为在持续提升效率的同时,努力实现降本。


可以预见的是,在光伏行业要实现平价上网目标的当下,提效已经成为产业链降本的主要手段,高效定是行业未来发展的方向。高效异质结技术在各环节具备广阔的降本提效空间,如应用薄硅片、优化金属电极、关键设备和辅材国产化等,或许距离异质结技术的大规模爆发已不远。


由亚化咨询主办的2019异质结与薄膜太阳电池论坛将于5月7-8日在四川成都召开。来自汉能、中威、晋能、联合再生能源、通威、Oxford PV、协鑫纳米、中环、中建材、神华光伏、凯盛光伏、纤纳光电、应用材料、梅耶博格、汉高、理想万里晖、捷佳创、Von Ardenne、爱发科、美科设备、伟信新能源、中科院微电子所、PVInfoLink等的专家将参会并作重要报告。来自异质结与薄膜太阳电池产业链300位资深行业人士将参会并探讨行业最新进展。会议还将安排参观通威最新智能工厂与汉能成都异质结电池工厂。

由PERC到HIT的路不远,但也不易,下图展示了从工艺、设备与技术特性三个角度来讲,PERC电池与HIT电池的差异。从下图中可看出,PERC电池在工艺的复杂程度、产线的兼容性以及现阶段工艺成熟度上胜于HIT电池,但固有的光衰问题与转化率问题限制了它的发展,而HIT电池因其无光衰、高效的特性,在未来更具开发性。

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HIT电池虽然性能较优,但仍然存在许多问题,一定程度上限制了其大规模量产,原因有三。


1、HIT电池生产过程中的每一步工艺要求都非常严格,由于非晶硅薄膜生长对表面质量要求很高,因此对前道晶硅的表面清洁净化技术提出非常高的要求。


2、非晶硅薄膜无法承受较高温度的后续工艺,后道必须使用高成本低温工艺和材料。


3、TCO薄膜成本较高,且产量有限。


基于此,在保证高效的情况下,大规模的量产还需要进一步的研究。


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