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后PERC时代 TOPCon和HJT的产业化之路还有多远?

光伏电池组件  来源:光伏們  作者:饶丽霞  2019/9/19 8:16:04  我要投稿  
关键词: PERC TOPCon HJT

北极星太阳能光伏网讯:在光伏行业中,毫无疑问,技术驱动带来了成本的大幅下降,高效PERC电池技术也因其高效性、低成本性成为了主流电池技术。如今,PERC电池转换效率提升越来越困难,行业逐渐开始关注下一代的技术发展。而关于后PERC时代的技术发展,被讨论最多的应该就是TOPCon和异质结技术。

(来源:微信公众号“光伏們”作者:饶丽霞)

中科院电工所研究员王文静表示,“目前看来PERC电池的下一代技术可能是往TOPCon或者异质结的方向发展,因为把金属半导体钝化是整体的发展方向。但不论是TOPCon还是异质结,能不能很好地实现产业化,还要靠技术的成熟度。”

这一观点同样得到了隆基乐叶产品总监王梦松的认同。他认为,目前异质结及TOPCon技术最大的压力在于能否在效率上与PERC电池拉开空间。“这两项技术未来想取得真正的市场突破,需要相对于PERC电池有1.5%以上转换效率的提升,才能够拥有大规模量产的空间。”

TOPCon是否会受到PERC提效和JIT降本的挤压?

TOPCon技术是通过电池背面的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层实现整面的背钝化,且多子可以穿透两层钝化层,无需开孔,避免了开孔处硅材料损伤和金属接触区域的复合。

王文静表示,“TOPCon电池的转换效率要高于P型PERC单晶电池,但是低于HJT电池效率,属于中间产物;同时,TOPCon工艺设备与常规PERC电池的兼容性较好,双面衰减率低,这也是很多企业看好TOPCon的重要原因,当前PERC电池产能巨大,短期内全部转成异质结显然不现实,而TOPCon只需加一些设备就可以兼容。”

在产业化方面,目前中来已经拥有2GW TOPCon产能,产线平均效率22.5%,林洋400MW产能试制,天合、晶科也布局了一定的中试线,天合TOPCon效率达到24.58%。

“当然,TOPCon电池也有一定的缺点,首先是工艺复杂,工艺步骤明显增加,从清洗制绒到测试需12~13步;其次是成本较高,工艺成本和双面银浆带来的成本上升是不可避免的;最后TOPCon效率的提升也有限。”王文静表示,“目前需要注意的是,TOPCon是否会受到PERC和异质结两方面的挤压,PERC的效率在一点一点提高,异质结的成本在一点一点下降,TOPCon处于中间的位置或许会面临比较尴尬的局面。”

另外,王文静认为,TOPCon技术在BBr3扩散、硼离子注入、制备双面掺杂层、 p-TOPCon电池的掺硼多晶硅等方面仍面临着较大的挑战。

挑战是与机遇并存的,天合光能高效电池研发副总监陈奕峰表示,“目前来说,HJT电池的结构是革命性的,原有产线无法兼容,而TOPCon的结构是渐进式的,稍微替换一下设备,产线就可以升级。尽管现在还有很多的问题,工艺、成本、良率、技术成熟度等等,但这些问题如果解答的恰当也是一种机遇,就像2014年的PERC也面临着大量的问题。相信在全行业的努力下,TOPCon有望成为高效电池在中国继续推进的浪潮。”

HIT:降本之路还有多远?

当下异质结总是免不了与TOPCon的各种比较,作为下一代技术的有力候选者之一,2018年以来已有一些企业对异质结进行了实质性的布局,产能迅速扩张。钧石能源副总裁金屹预测认为,2021年至2023年,异质结产能每年扩产10GW,到2025年异质结市场份额将有望达到20%。

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异质结电池市场情况(来源:钧石能源)

作为国内异质结技术产业化较早的企业,晋能对于异质结的研究是比较深入的。晋能科技总经理杨立友表示,“异质结已经热闹了一段时间,但同时也让人很纠结,究竟该不该扩产、扩多少、短期能否突破,心理过程很忐忑。异质结的优势也很明显,工艺步骤简单、转换效率高、发电性能优异,这是大家公认的。现在关键在于如何扩大产业化,在成本上提升竞争力。”

据杨立友介绍,从晋能100MW中试线的生产来看,经过两年多的不断提升,到2019年3月平均转换效率达到23.85%。目前正在建第二条生产线,近日开始设备调试,结合过去两年生产过程中的经验教训,预计今年年底第二条生产线的转化效率可以达到24.5%。从电池的良率来看,目前可以稳定在98%左右,相信经过不断优化有望达到99%以上。

“另外需要强调的是,业内可能认为异质结主要是电池的技术,其实并不完全是,异质结的组件制造方面还有很多新问题,应该是电池+组件都需要做研发。异质结需要充分吸收和借鉴多晶以及PERC这两个量产技术的量产经验,否则会走很多弯路。”杨立友表示,“如大硅片、半片甚至叠瓦,异质结的研发是必须要跟上的,同步跟上最先进的组件技术,才能真正体现出异质结在电池上本身的优势。”

对于异质结,最受诟病的无非是成本和设备。“目前在不影响转换效率的情况下,化学品的耗量已经得到了大幅的降低;在金属化的设计上,从5BB到9BB,一是转换效率有0.4%左右的提升,二是银浆的耗量可以降低45%。”杨立友认为,异质结降本的路线主要体现在降低银浆、提升电池效率、BOM材料国产化、设备以及硅片薄片化等方面,我们的目标是与PERC相比成本差距在15%以内。在设备方面,据介绍晋能第一条线投资成本为2亿元/100MW,第二条线降低到了0.9亿元/100MW,未来的目标是降至0.4亿元/100MW。

在王梦松看来,由于异质结电池技术与现有的PERC电池产线完全不兼容,而TOPCon电池技术可在现有的PERC产线上进行升级改造,所以从比较现实的角度来看,未来可能会有更多的企业选择在PERC电池技术基础上升级TOPCon技术。但不论是TOPCon还是异质结,离大规模产业化都还有一段路程要走,至于最终谁能成为下一代技术的黑马,取决于电池效率的提升及成本下降的空间,仍需要时间来判断和见证。

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