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光伏PERC电池与HIT电池 孰优孰劣?

光伏电池组件  来源:麻雀炒股    2019/8/28 17:39:16  我要投稿  
关键词: 太阳能电池 PERC HIT

北极星太阳能光伏网讯:按照光伏电池片的材质,太阳能电池大致可以分为两类,一类是晶体硅太阳能电池,包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池;另一类是薄膜太阳能电池,主要包括非晶硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池以及铜铟镓硒太阳能电池等。目前,以高纯度硅材料作为主要原材料的晶体硅太阳能电池是主流产品,所占的比例在 80%以上。

(来源:微信公众号“麻雀炒股” ID:maquechaogu)

在晶体硅太阳能发电系统中,实现光电转换的最核心步骤之一是将晶体硅加工成实现光电转换的电池片的工序,因而电池片的光电转换效率也成为了体现晶体硅太阳能发电系统技术水平的关键指标。截至 2018 年底,规模化生产的多晶黑硅电池平均转换效率提升到19.2%;PERC单晶、多晶电池片平均转换效率提到21.8%、20.3%,较 2017 年提升 0.5 和 0.3 个百分点;双面 N 型 PERT、异质结电池已经进入小规模量产阶段。

一、PERC电池成为近三年行业主流工艺

1、综合考虑效率和成本,PERC 电池是当下最佳选择

目前光伏行业先进技术包括:湿法黑硅(MCCE)技术、背面钝化(PERC)技术、异质结太阳能电池(HIT)、金属穿透(MWT)技术、全背电极接触晶硅光伏电池(IBC)技术。其中背面钝化(PERC)电池具有成本较低,且与现有电池生产线相容性高的优点,已经成为近年来高效太阳能电池的主流方向。

PERC 技术全称是发射极及背面钝化电池技术(Passivated Emitter Rear Cell)。具体来说,传统的 Al-BSF 电池背面金属铝膜层中的复合速度无法降至 200cm/s 以下,因此到达铝背层的红外辐射光只有 60-70%能被反射,产生较多光电损失;而钝化发射极和背面电池(PERC)通过在电池背面附上介质钝化层,可大大减少这种光电损失、增加光吸收几率、显著降低背表面复合电流密度,且具有成本较低、与现有电池生产线相容性高的优点。

相比于传统工艺,PERC 电池仅需要增加两台额外的设备(氧化铝沉积和激光设备)就可以对原有的常规生产线进行升级,因此成为了高效太阳能电池的主流方向。

2、判断到 2019 年底我国 PERC 电池产能有望达到 90-100GW

2016 年起,国内背面钝化(PERC )技术产业化进程明显加快。根据 Solarwit 统计,2016、2017 年全球 PERC产能分别达到 10.7GW、28.7GW。据统计,从下游厂商规划来看,到 2018 年底,全球 PERC 电池总产能超 80GW,我国 PERC 电池产能达到 59.3GW。2019 年,下游厂商对 PERC 电池投资热情不减。预计到 2019年底,我国 PERC 电池产能有望达到 90-100GW。根据中国光伏行业协会 2019 年初发布的《中国光伏产业发展路线图》,2018-2021 年,判断国内 PERC+N 型 PERT 电池占比将从 38.5%提升至 75.8%,成为光伏电池片的主流,而传统 BSF 电池占比将从 60.0%降低至 17.3%,逐渐被高效电池替代。除此之外,N 型异质结 HIT+背接触IBC 电池占比也将缓步提升。

二、HIT 电池就在街角,2019 年或成为发展元年。

1、 HIT 电池具有长期潜力,但短期发展有一定瓶颈。

HIT/HIT/HDT/SHJ 均是 Heterojunction 的缩写,意为异质结,HIT 电池是一种 N 型单晶双面电池。虽然现阶段的 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;与传统单晶硅太阳能电池相比,HIT 电池具有较高的转换效率,而且无需高温炉管制备,可降低生产耗能并缩短制备时间。具备正反面受光照后都能发电、低温制造工艺保护载流子寿命、高开路电压、温度特性好等优势。

目前异质结电池的最高效率纪录已经达到 26%,理论上来说有比其他电池技术更高的效率提升潜力。另外,异质结电池的双面发电特性也符合当下双面发电的大趋势。随着设备国产化、硅片减薄、低温银浆用量等成本降低,未来 HIT 电池有望取得长足发展。

然而,尽管在转换效率等方面存在较大优势,HIT 电池的短期发展存在一定的瓶颈。其主要的发展难点包括:1)电池原材料成本居高不下;2)设备技术要求高,成本居高不下;需要低温工艺和特殊材料;4)常规封装技术,难以控制焊带拉力稳定性等。

2、多家企业已有 HIT 产能规划,国内厂商更为积极

据统计,截至 2018 年底,全球已经量产或计划量产 HIT 电池的企业有近 20 家,其中大多尚处于中试阶段。目前全球规划产能已超 15GW,但实际产能在 3-4GW 左右。2018 年以来,彩虹集团、爱康科技、通威太阳能等企业纷纷宣布投资 GW 级异质结项目,而国内布局较早的晋能、中智、钧石、汉能等的异质结产线已处于量产阶段。判断随着各环节成本的降低、产能释放后规模效应的提升,HIT 产业化脚步会越来越近。

原标题:光伏PERC 电池与HIT 电池孰优孰劣?

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