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PERC之后,大幅提高轉換效率的黑科技!

瀏覽次數: 日期:2018-8-7 14:55:18

領跑者項目的開展,推動國內的光伏組件技術快速的進步、成本下降;

而便宜、高效的光伏組件技術,又使領跑者項目的最低中標電價不斷刷新,成為推動平價上網的先鋒力量!

2018年應用領跑者中,最引人注目的,除了低電價之外,就是“百花齊放”的新技術應用。5GW中標項目,全部采用了滿分組件!即單、多晶組件的轉換效率分別要達到18.7%和17.8%,60片組件單面功率達到310W、295W。為了同時實現“高效、低價”,最流行的高效技術幾乎都得到了應用:

PERC、雙面、N型、半片、MBB、MWT、黑硅......

可見,在領跑者的推動下,很多新技術從實驗室加速走向應用實踐。

反過來,如果沒有技術的瘋狂迭代,領跑者也無法不斷提出更高的轉化效率要求,也無法爆出更低的電價!

領跑者成就了新技術,而新技術又成就了領跑者!

然而,上述技術都比較新,雖然電池片總產能很大,但由于功率的正態分布,高效電池片的產能還是非常有限。要在3~4個月內供應5GW的滿分組件,壓力還是很大的!

搶過630的人都知道,決定是否能搶上電價的兩個關鍵要素就是:1)組件供應;2)電網接入。5GW的應用領跑者項目要在年底搶并網,同樣會面臨這兩個問題。各基地已經給了電網接入的承諾函,那組件供應是否會緊張呢?

目前,被廣泛使用的、提升轉換效率的技術主要是PERC、半片、MBB、黑硅(領跑者按正面功率計算,所以雙面暫不考慮),當普通組件疊加這些技術之后,功率都會有一定的提升,如下表所示。

2018年各種技術路線的組件功率分布如表1所示。

                               

從上圖可以看出,要想達到滿分組件,只有兩個路徑:

1)采用PERC電池技術,再疊加其他技術。

PERC電池技術是一種兼容性技術,既可以用在多晶硅片上,也可以用在單晶硅片上。單、多晶電池應用PERC技術后,功率將分別提升20W、15W左右。2018年PERC組件產能約為34.8GW。其中,單晶PERC組件產能將達到30GW;用黑硅技術處理后的多晶PERC組件產能將達到5GW。到2018年底,將新增33GW的PERC產能,累計產能將達到68GW!

PERC技術由于時具備“高效、低成本”兩個特點,成為領跑者中的寵兒。2015年的領跑者項目中,PERC組件嶄露頭角;2016年領跑者項目中,PERC組件已成為領跑者項目的必要配置;而2017年的領跑者中,PERC組件無疑各家的必選項。

 2)采用N型組件

2017年,N型組件的技術和產業化也得到了較大的進步。“N型+pert+半片”可使組件功率達到320W,2018年產能預計為2~3GW;“N型+疊瓦” 可使組件功率達到330W以上,2018年產能預計為1GW以內;

然而,成本高成為N型組件目前發展的重要制約因素。

 PERC技術為基礎,疊加半片、MBB是目前市場上高效組件普遍采用的一個方案。然而,最近另外一種新技術——“選擇性發射極(selective emitter, SE)太陽電池”技術,引起主流電池片生產企業的關注。

1)SE+PERC,電池效率輕松超22%

國家電投西安太陽能電力有限公司宋志成等人曾在一篇論文中,詳細介紹了“選擇性發射極(selective emitter,SE)太陽電池”技術,該文章認為:

SE技術通過在金屬柵線與硅片接觸部位及其附近進行高濃度摻雜,而在電極以外的區域進行低濃度摻雜,既降低了硅片和電極之間的接觸電阻,又降低了表面的復合,提高了少子壽命,使電池具有以下3點明顯的優點:

1)降低串聯電阻,提高填充因子;

2)減少載流子復合,提高表面鈍化效果;

3)增強電池短波光譜響應,提高短路電流和開路電壓。

 因此,SE技術處理過的電池相比傳統太陽電池有0.3%的提升,SE技術跟PERC技術相結合,可以使電池的量產效率輕易突破22%。

2)最關鍵的是便宜!

根據宋志成等人的介紹,從太陽電池常規產線升級成激光摻雜選擇性發射極太陽電池生產線,工藝上只需增加激光摻雜一個步驟,從設備上來說,只需增加摻雜用激光設備,與常規產線的工藝及設備兼容性很高。

因此,SE技術在現有產線的基礎上,以極低的改造成本,可以使現有60片常規組件提高約5W。

3)SE技術已被多家企業采用

據了解,SE技術目前已經成為電池片制造企業重點關注的熱點技術,很多企業的電池生產都采用了該技術。

目前,晶科、隆基、晶澳、天合、愛旭等一線組件企業的電池片生產中,都采用了一定規模的該技術,總產能高達12GW。其中,產能最大的為浙江愛旭。

據介紹,愛旭通過“SE-PERC”的結合,將SE技術引入PERC電池制造中,采用激光摻雜技術形成選擇性PN結,SE技術與PERC技術完美結合,增強了電池對太陽光中紫外光和紅外光的吸收,顯著提升電池的光電轉換效率。同時,SE-PERC電池的各項可靠性測試均符合行業標準。自今年三季度以來,愛旭生產的電池片均能達到310W滿分組件的要求。

有分析認為,SE由于其成本低、且能顯著提高效率,有望成為繼PERC之后,被業內普遍采用的新技術。

通過上述分析可以看出:

領跑者的推出,使PERC、雙面、N型、半片、MBB、MWT、黑硅等新技術得到了快速發展。其中,PERC已經成為普遍采用的必備技術,要實現滿分組件,需要在PERC技術上疊加其他技術。

SE技術由于其成本低、且能顯著提高效率,已經得到了一線企業的重視;“SE-PERC”的結合,可輕松實現滿分組件的要求。目前,僅最產能最大的愛旭,年產能就高達5GW。SE技術有望成為繼PERC之后,被業內普遍采用的新技術。

綜上所述,由于2018年底,PERC產能將達到近68GW,再疊加MBB、半片、SE技術等,年底5GW的滿分組件供應量應該是十分充足的!

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