经过两年的【de】发展,PERC已经【jīng】成为【wéi】高效电【diàn】池【chí】的【de】主流【liú】技术【shù】路线,目前单晶P-PERC电池平均【jun1】量产效率可【kě】达21.9-21.5%左右,多晶P-PERC电池平【píng】均量产效率可达19.9-21%左右。未来的高效【xiào】电池技【jì】术会走向何方【fāng】?
单、多晶硅电池价格差距在缩小
但就长远来看,随着领跑者、前沿基地政策的推动以及分布式光伏的【de】爆发【fā】式增长【zhǎng】,高【gāo】效率组件越发受到市场的青睐。中来【lái】光电总经理【lǐ】刘勇称,相对单晶而【ér】言,即便【biàn】采用金刚线+黑硅+PERC,多晶【jīng】在效率的【de】提升【shēng】方面也是【shì】有限的。而王文静博士介绍【shào】到,通【tōng】过降低氧含量、连【lián】续投料、薄片【piàn】化、新【xīn】型的尺寸设【shè】计等技术的发展,单晶性价比将得【dé】到大幅提【tí】升。
高效率、低衰减——N型电池发展空间巨大
N型电池具有衰【shuāi】减【jiǎn】低、载流子寿命【mìng】高等特【tè】点【diǎn】,一直是【shì】全球高效晶体硅【guī】电池研发和产业【yè】化的【de】热点。在研发上,转【zhuǎn】换效率突破25%的【de】电池基本上都是【shì】N型电池,如【rú】HIT(异【yì】质结)、IBC(全背电【diàn】极接触)、TOPCon(隧道氧化层钝化接触)、HBC(异质结+背接触)等,尤【yóu】其是【shì】HBC电【diàn】池,目【mù】前实现【xiàn】最高效率26.6%,未【wèi】来N型【xíng】高效电【diàn】池将具有【yǒu】更大的竞【jìng】争力。在规模化【huà】生产方面,由于N型电池【chí】容【róng】易制备【bèi】双面电池,并【bìng】且具有高的双【shuāng】面【miàn】效率比、低衰【shuāi】减和【hé】温【wēn】度系数等【děng】特性【xìng】,N型硅电池的产业规模在不断扩【kuò】大。英利【lì】、中来、林洋等公司的N-PERT电池,中科院微系统所、晋能、福建金石的N型硅【guī】HIT电池,正在推动【dòng】越来越多的光伏骨【gǔ】干公【gōng】司布局N型硅电池【chí】。
英利首席技术官宋登元博士介【jiè】绍到【dào】,N型硅片【piàn】与P型【xíng】硅片相比【bǐ】,具有材料上的天然优势。P型【xíng】电池最主【zhǔ】要的问【wèn】题在于硼【péng】氧对引【yǐn】起的衰减【jiǎn】,而掺磷【lín】的N型【xíng】硅电【diàn】池硼含量极低,从本质上消除【chú】了硼【péng】氧【yǎng】对【duì】带来【lái】光致【zhì】衰减【jiǎn】的影【yǐng】响;此外,半【bàn】导体常见的杂质还有金属【shǔ】杂质,而N型基【jī】底的抗杂质能力非常强,对【duì】铁、铜等常见【jiàn】金属杂质的容忍度更【gèng】高,也【yě】即在相同【tóng】金属污染的情况下,N型硅片的【de】少子寿命要明显【xiǎn】高于P型【xíng】硅片;同时,N型【xíng】硅电池非【fēi】常【cháng】适合双面电池设计,且双面率(指电池背面效【xiào】率与正面效率之比)可达到90%以上,远远【yuǎn】高于【yú】P型电池,背面发电量增益更高。
N型硅【guī】太阳电池尽管效率比【bǐ】常规电池【chí】有了很大提高【gāo】,但【dàn】由于增加了【le】处理工艺使得制造成本也相应提高,同时由于【yú】市场需求导致N型【xíng】硅片产能较小,目前成本【běn】仍高于P型硅片,因此尽快降【jiàng】低制【zhì】造成本和提【tí】升产业【yè】规模是N型电【diàn】池目前【qián】面【miàn】对市【shì】场的主要【yào】挑战【zhàn】。
发电量高、应用范围广——双面电池优势明显
根据国际权威机构预测【cè】,以HIT为【wéi】代表【biǎo】的双面双玻【bō】组件安装量将持【chí】续上升,2025年将达【dá】到47GW(年),市场占比达到20%以上【shàng】。
据刘正新博士介绍,双面电池的优势主要包括以下几点:
(1)发电增益高。双面电【diàn】池【chí】由于背面吸收反【fǎn】射的【de】光线,可大幅提升发电量。背【bèi】面【miàn】发【fā】电量【liàng】增益与反射条件有关【guān】,如水面、草地、沙地、雪地等,反射【shè】率均不【bú】一样。此外,双面电池发电增【zēng】益还与组件【jiàn】安装高度、安装倾角、遮【zhē】挡因子【zǐ】等【děng】因【yīn】素有【yǒu】关。据统计数据【jù】来看,背面增益最低也可【kě】达到10%以【yǐ】上。
(2)应用范围广。双面组件【jiàn】由于双面发电的特性,尤其适用于【yú】屋顶【dǐng】、围【wéi】栏、车棚、渔光【guāng】互补、农光【guāng】互【hù】补【bǔ】、隔音墙等【děng】分布式发【fā】电系统。如苏州西【xī】环【huán】高架5MW隔音墙项目,垂直【zhí】安装【zhuāng】,既隔音,又发电。
(3)更适于积雪地区,运维简单。在【zài】中国东北、日本北海道等寒冷地区,下【xià】雪后常规组【zǔ】件被积雪覆【fù】盖无法发电,运维工作【zuò】量巨大,而双面电池【chí】在正【zhèng】面被积雪覆盖【gài】的情况下【xià】,背面【miàn】利用雪地反射继续【xù】发【fā】电【diàn】,从而使得组件发热,快速融化正面积雪【xuě】,极【jí】大地减少了运【yùn】维量。
目前双面电池主要面临的挑战在于检测方法和标准的制定。由于其双【shuāng】面发电的特性,在测试双面电池正反【fǎn】两面的输【shū】出功率【lǜ】时颇有难度,目前国际上尚未发布统一【yī】的标准测试【shì】方法。因此,如何准确标定双面电【diàn】池【chí】组件的功【gōng】率成了亟待解决【jué】的难题,一方面【miàn】,买卖【mài】双方在功率标定上【shàng】存【cún】在较大分歧,严重【chóng】制约了该产【chǎn】品的商业化路线;另一【yī】方面,双【shuāng】面组件功率的最终【zhōng】标称【chēng】取值将直【zhí】接影响【xiǎng】到终【zhōng】端电站的系【xì】统设计。
随着光伏制造业的【de】不断进步,各【gè】种电池【chí】、组件【jiàn】技术层出不穷,而【ér】不管哪种技术路【lù】线,归根结底,其发展取决于性【xìng】价比【bǐ】。PERC产品无疑是当【dāng】前最具潜力的技术,但PERC光衰问题【tí】限制了其发展的【de】空间。各家制造企业【yè】在【zài】PERC之后技术路线上的选择【zé】,或许【xǔ】将【jiāng】决定了【le】发展的方【fāng】向和命【mìng】运。