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光伏行业发展的核心动力在于技术创新,作为技术迭代周期内最具潜力的下一代高效电池技术,异质结(HJT)的降本增效进程受到高度关注。今年,爱康在薄片化、微晶工艺、少银化、无铟TCO、钙钛矿叠层等多项降本增效核心措施上取得明显进展,异质结产业化进程驶入“快车道”。
1.微晶硅工艺导入,效率提升先行一步
爱康微晶工艺是通过VHF - PECVD技术在异质结电池表面形成微晶硅薄膜。相较于传统非晶硅薄膜,微晶异质结电池的导电性和透光度更优,填充因子优势更明显,电流相对较低,开路电压提高,光电转换效率可提升0.2-0.3%以上。
▲图|爱康210-18BB双面微晶异质结电池
爱康通过对工艺和设备不断升级,不断突破单面/双面微晶异质结的效率极限。目前,爱康单面微晶异质结电池的量产平均转换效率为25.3%-25.4%,最高批次可突破25.6%,生产良率为98%。今年第四季度,爱康将导入双面微晶异质结电池的量产,预计平均转换效率突破25.6%-25.7%,处于行业领先地位。在组件工艺上,爱康通过导入双面微晶工艺,叠加光转膜和二次镀膜玻璃,CTM达到98%,电池到组件的封装功率损失进一步减小。
2.多主栅/无主栅探索,提效降本双效俱优
爱康主要通过研发超多主栅(SMBB)、无主栅(0BB)等技术来实现提效降本。SMBB技术通过增加主栅数量降低主栅高度和宽度,提高入射光利用率、降低银浆耗量和电学损耗。同时,焊带和栅线接触点变多,提升焊接可靠性和导电性。从去年开始,爱康高效异质结组件已从12BB转向18BB超多主栅技术量产,210-66版型的异质结组件(18BB)最高功率突破720W,量产平均功率可达705W。
▲图|爱康无主栅异质结高效电池片
在无主栅技术方面,爱康采用铜焊带汇集细栅电流并实现电池互连,电池正反面均没有印刷主栅,实现了贱金属代替银主栅的功能,细栅采用银包铜的浆料,整体电池片每瓦银耗低于8mg。同时,爱康采用低成本的低温层压技术,铜焊带主栅数量增加至22-24BB,实现异质结组件效率及CTM的稳步提升。今年SNEC展会期间,爱康无主栅异质结高效组件曾首次亮相,功率高达730W,转换效率突破23.5%。目前,爱康已初步具备0BB无主栅组件的量产能力,目前试验线正在进行产能爬坡的调试,预计今年底或明年初将导入量产。0BB技术应用后异质结可降银浆成本为0.03-0.04元/W。0BB技术叠加30%银包铜浆料,预计异质结最终银浆成本约0.03-0.04元/W。
3.硅片薄片化布局,深挖降本潜能
异质结电池在适配薄片化处理具有天然优势。首先,异质结电池具有全对称结构,无机械应力产生,叠加200℃以下的低温工艺制程,不易引起硅片翘曲,为硅片薄片化奠定了基础。其次,薄片化处理对异质结的转换效率影响有限。相较于传统PERC电池150um的减薄极限,异质结电池转换效率受影响的厚度约为90um。
▲图|爱康110 um可弯曲异质结电池片
目前,爱康正在逐步研发和推进薄片化进程,110um薄硅片已处于中试阶段,相较于150um厚度,效率可提升0.2%以上,对应电池片价格可降低0.03~0.04元/W。根据研发进度来看,爱康有望在2023年底导入100um硅片量产,未来90um厚度硅片量产指日可待。超薄硅片技术的运用,以及其他降本技术的逐步实现,未来爱康异质结电池单瓦成本有望与PERC打平。
4.导电浆料优化,少银化优势明显
银浆是异质结电池产品的核心辅材,在非硅成本中占比超过40%,是异质结成本高昂的主要因素。爱康一直关注包括银包铜、铜电镀等少银化各项降本技术。
银包铜粉主要通过化学镀技术,经成型及表面处理工艺,在超细铜粉表面形成不同厚度的银镀层,通过调节浆料的银、铜比例及表面包覆性来提高抗氧化能力和导电性能。目前,爱康量产导入了含银量为40%-50%的银包铜浆料,明显优于行业主流的50%含银比例,远期是向含银量30%-20%的方向推进。根据爱康技术专家的测算,若将40%包铜浆料导入后预计单瓦异质结电池降本0.06-0.07元。
▲图|爱康高效异质结电池片规模生产
自2018年起,爱康就开始研发电镀铜技术。电镀铜的去银化路径,可去除近铜价百倍的低温银浆耗量和分散性粘结剂、玻璃粉等阻电材质,从而提升转换效率。目前,爱康开发了铜电镀的中试线,组件封装工艺及组件可靠性正在测试中,双面微晶异质结电池叠加电镀铜金属栅线,可带来大约0.5%的转换效率提升。爱康科技研究院副院长黄信二博士介绍道,“爱康通过银包铜、铜电镀工艺、栅线图形优化、无主栅等工艺,来实现异质结的少银化目标,预计2023年底异质结每瓦银浆成本可降至0.05元。”
5.无铟及减铟TCO深化试验
ITO靶材中的稀有金属铟,是异质结电池制造成本高昂的一大因素。为降低制造成本,爱康持续研发无铟及减铟的TCO镀膜方案。目前,爱康正在稳步推进减铟及无铟TCO的中试线工作,相关进展比较顺利,有望在2024年初实现量产导入。随着无铟TCO的导入,TCO成本将进一步降低0.01-0.02元/瓦。
6.钙钛矿/异质结叠层电池曙光已现
与钙钛矿结合形成叠层电池是提升异质结潜力的前沿技术方向。爱康在综合考虑到钙钛矿-异质结叠层电池的兼容性优势、量产经济性和技术储备等因素后,组建了专业、成熟的研发团队,聚焦钙钛矿-异质结叠层技术的研究、制备及应用。目前,爱康钙钛矿- 异质结叠层产品中试线建设工作正按计划扎实推进,初期目标为电池平均转换效率突破30%。
随着多项降本工艺的突破和规模化扩产条件的成熟,高效异质结产品的经济性逐步凸显。预计2023年底,异质结组件端成本有望打平TOPCon,高效异质结的大规模量产之日即将到来。作为全球异质结领军企业,爱康坚定发展以异质结为核心的高效制造产业,通过一体化布局N型先进产能,率先领跑N型光伏主赛道。目前,伴随着爱康湖州、舟山等生产基地的规模化生产和产能释放,爱康已具备4GW高效异质结电池片的量产能力。未来,爱康将继续夯实N型资源布局、稳步落实公司扩产计划,推动光伏发电向高质量、低成本、规模发展目标挺进,为绿色低碳转型和高质量发展增添绿色动力。
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