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PERC之后,大幅提高转换效率的黑科技!

浏览次数: 日期:2018-8-7 14:55:18

领跑者项目的开展,推动国内的光伏组件技术快速的进步、成本下降;

而便宜、高效的光伏组件技术,又使领跑者项目的最低中标电价不断刷新,成为推动平价上网的先锋力量!

2018年应用领跑者中,最引人注目的,除了低电价之外,就是“百花齐放”的新技术应用。5GW中标项目,全部采用了满分组件!即单、多晶组件的转换效率分别要达到18.7%和17.8%,60片组件单面功率达到310W、295W。为了同时实现“高效、低价”,最流行的高效技术几乎都得到了应用:

PERC、双面、N型、半片、MBB、MWT、黑硅......

可见,在领跑者的推动下,很多新技术从实验室加速走向应用实践。

反过来,如果没有技术的疯狂迭代,领跑者也无法不断提出更高的转化效率要求,也无法爆出更低的电价!

领跑者成就了新技术,而新技术又成就了领跑者!

然而,上述技术都比较新,虽然电池片总产能很大,但由于功率的正态分布,高效电池片的产能还是非常有限。要在3~4个月内供应5GW的满分组件,压力还是很大的!

抢过630的人都知道,决定是否能抢上电价的两个关键要素就是:1)组件供应;2)电网接入。5GW的应用领跑者项目要在年底抢并网,同样会面临这两个问题。各基地已经给了电网接入的承诺函,那组件供应是否会紧张呢?

目前,被广泛使用的、提升转换效率的技术主要是PERC、半片、MBB、黑硅(领跑者按正面功率计算,所以双面暂不考虑),当普通组件叠加这些技术之后,功率都会有一定的提升,如下表所示。

2018年各种技术路线的组件功率分布如表1所示。

                               

从上图可以看出,要想达到满分组件,只有两个路径:

1)采用PERC电池技术,再叠加其他技术。

PERC电池技术是一种兼容性技术,既可以用在多晶硅片上,也可以用在单晶硅片上。单、多晶电池应用PERC技术后,功率将分别提升20W、15W左右。2018年PERC组件产能约为34.8GW。其中,单晶PERC组件产能将达到30GW;用黑硅技术处理后的多晶PERC组件产能将达到5GW。到2018年底,将新增33GW的PERC产能,累计产能将达到68GW!

PERC技术由于时具备“高效、低成本”两个特点,成为领跑者中的宠儿。2015年的领跑者项目中,PERC组件崭露头角;2016年领跑者项目中,PERC组件已成为领跑者项目的必要配置;而2017年的领跑者中,PERC组件无疑各家的必选项。

 2)采用N型组件

2017年,N型组件的技术和产业化也得到了较大的进步。“N型+pert+半片”可使组件功率达到320W,2018年产能预计为2~3GW;“N型+叠瓦” 可使组件功率达到330W以上,2018年产能预计为1GW以内;

然而,成本高成为N型组件目前发展的重要制约因素。

 PERC技术为基础,叠加半片、MBB是目前市场上高效组件普遍采用的一个方案。然而,最近另外一种新技术——“选择性发射极(selective emitter, SE)太阳电池”技术,引起主流电池片生产企业的关注。

1)SE+PERC,电池效率轻松超22%

国家电投西安太阳能电力有限公司宋志成等人曾在一篇论文中,详细介绍了“选择性发射极(selective emitter,SE)太阳电池”技术,该文章认为:

SE技术通过在金属栅线与硅片接触部位及其附近进行高浓度掺杂,而在电极以外的区域进行低浓度掺杂,既降低了硅片和电极之间的接触电阻,又降低了表面的复合,提高了少子寿命,使电池具有以下3点明显的优点:

1)降低串联电阻,提高填充因子;

2)减少载流子复合,提高表面钝化效果;

3)增强电池短波光谱响应,提高短路电流和开路电压。

 因此,SE技术处理过的电池相比传统太阳电池有0.3%的提升,SE技术跟PERC技术相结合,可以使电池的量产效率轻易突破22%。

2)最关键的是便宜!

根据宋志成等人的介绍,从太阳电池常规产线升级成激光掺杂选择性发射极太阳电池生产线,工艺上只需增加激光掺杂一个步骤,从设备上来说,只需增加掺杂用激光设备,与常规产线的工艺及设备兼容性很高。

因此,SE技术在现有产线的基础上,以极低的改造成本,可以使现有60片常规组件提高约5W。

3)SE技术已被多家企业采用

据了解,SE技术目前已经成为电池片制造企业重点关注的热点技术,很多企业的电池生产都采用了该技术。

目前,晶科、隆基、晶澳、天合、爱旭等一线组件企业的电池片生产中,都采用了一定规模的该技术,总产能高达12GW。其中,产能最大的为浙江爱旭。

据介绍,爱旭通过“SE-PERC”的结合,将SE技术引入PERC电池制造中,采用激光掺杂技术形成选择性PN结,SE技术与PERC技术完美结合,增强了电池对太阳光中紫外光和红外光的吸收,显著提升电池的光电转换效率。同时,SE-PERC电池的各项可靠性测试均符合行业标准。自今年三季度以来,爱旭生产的电池片均能达到310W满分组件的要求。

有分析认为,SE由于其成本低、且能显著提高效率,有望成为继PERC之后,被业内普遍采用的新技术。

通过上述分析可以看出:

领跑者的推出,使PERC、双面、N型、半片、MBB、MWT、黑硅等新技术得到了快速发展。其中,PERC已经成为普遍采用的必备技术,要实现满分组件,需要在PERC技术上叠加其他技术。

SE技术由于其成本低、且能显著提高效率,已经得到了一线企业的重视;“SE-PERC”的结合,可轻松实现满分组件的要求。目前,仅最产能最大的爱旭,年产能就高达5GW。SE技术有望成为继PERC之后,被业内普遍采用的新技术。

综上所述,由于2018年底,PERC产能将达到近68GW,再叠加MBB、半片、SE技术等,年底5GW的满分组件供应量应该是十分充足的!

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