HJT電池:下一代光伏電池來了!

時間:2021-08-06

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導語:  光伏電池是有效利用太陽能的重要手段。眾多類型的光伏電池中,單晶硅太陽能電池技術已經確立光伏產業(yè)顯著的優(yōu)勢地位。P型單晶硅發(fā)展較早,主流產品經歷了BSF電池,PERC電池以及雙面PERC+電池的不斷發(fā)展,電池效率已逐漸接近瓶頸。

  光伏電池是有效利用太陽能的重要手段。眾多類型的光伏電池中,單晶硅太陽能電池技術已經確立光伏產業(yè)顯著的優(yōu)勢地位。P型單晶硅發(fā)展較早,主流產品經歷了BSF電池,PERC電池以及雙面PERC+電池的不斷發(fā)展,電池效率已逐漸接近瓶頸。與之相比,N型硅片具有較長的少子壽命、更小的光致衰減,公認未來高效光伏電池發(fā)展將切換到N-Topcon、HJT等N型電池方向。   

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基于N型硅片的異質結電池(Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer, HIT) ,結合了薄膜太陽能技術,理論效率達27%以上,是已知量產電池中相對效率最高的結構,成為了下一代電池技術的最有力競爭者。   

HJT電池的特點與優(yōu)勢   

◇ 結構對稱,正背面受光后均可發(fā)電   

在封裝為雙面電池后,可獲得近10%發(fā)電增益。   

◇ 較長的少子壽命   

受益于本征非晶硅的良好對缺陷的鈍化以及更大的禁帶寬度,電池的開路電壓高。   

◇ 溫度和光照穩(wěn)定性好   

HJT電池溫度系數小,在弱光和光照升溫條件下輸出特性衰減較少,無Staebler-Wronski效應,幾乎無光致衰減。   

◇ HJT在N型單晶硅上結合低溫薄膜工藝,制作工序少   

典型的制作工藝,整個工藝通常不超過200℃,硅片本身受熱損傷和熱型變影響小,可以使用更薄的硅片。   

基于以上特點,HJT電池實驗室轉換效率達到25%,結合IBC技術的HBC電池突破26%,目前采用MBB多主柵、光注入退火,RPD等增效技術,量產平均效率在近期也可望突破24%,與傳統PERC和N-Topcon相比效率極具競爭力。然而,受高昂的成本制約,主流市場HJT仍然難以對抗傳統PERC電池的性價比優(yōu)勢。因此,兼顧提效基礎上的降本是HJT產業(yè)的重中之重。   

HJT的降低成本路線   

(1)HJT采用了與傳統晶硅電池工藝設備不兼容的薄膜沉積的技術,設備一次投資高,帶來成本的上升,通過推動HJT產業(yè)規(guī)?;l(fā)展,設備成本有望持續(xù)下降,接近與PERC持平。   

(2)N型硅片市場價格高于P型,隨著P型硅片的大幅降價,HJT電池N型硅片的價格劣勢被進一步放大,將硅片薄片化可以有效降低電池硅耗量,節(jié)約生產成本。   

(3)目前,銀漿的使用是HJT工藝中極為重要的成本組成,采用的低溫銀漿需要很好的平衡電阻率、浸潤接觸,焊接拉力以及印刷性等性能要求。由于HJT雙面絲網印刷,銀消耗達到燒結型銀漿的3倍,往往占電池非硅成本一半以上。采用的低溫銀漿通常為潛伏性固化型,需要低于室溫保存,冷鏈運輸需求也會進一步推高成本。因此,銀漿及相應工藝技術的優(yōu)化有望帶來巨大降本空間。   

電阻率偏高是低溫銀漿單耗居高不下的最直接原因。在優(yōu)化銀粉體系組成、固化體系基礎上,通過納米技術加持,可以獲得更低電阻,更低銀含量的低溫銀漿。在開發(fā)低阻漿料基礎上,通過細柵細線化配合圖形優(yōu)化可以帶來直接的銀耗降低。   

另外,提效和降本的雙重壓力下,各大廠商多種融合工藝技術的探索,如SmartWire,分步印刷等,避開高銀耗量的主柵印刷或將主柵和細柵漿料性能解耦,降低主柵漿料銀含量或引入部分賤金屬替代銀,大幅降低銀耗成本。   

作為光伏電池金屬化的領導者,賀利氏在優(yōu)化傳統通用低溫銀漿產品系列的同時,推動低溫銀漿差異化發(fā)展和專業(yè)化訂制,開發(fā)電阻率小于4*10-6Ωcm,適用35微米以下網板開口印刷的細柵專用漿料,以及焊接拉力大于2N/mm的主柵專用漿料,適于室溫存儲的高穩(wěn)定性漿料。   

我們相信,隨著各種提效和降本工藝技術的持續(xù)整合,產業(yè)化規(guī)?;瘜π詢r比提升的有效推動,憑借高效低衰以及全生命周期更高發(fā)電量的優(yōu)勢,HJT可望不斷將發(fā)展?jié)摿D化為產業(yè)產品優(yōu)勢,成為市場的主流。  





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