提升電池轉(zhuǎn)化效率、降低發(fā)電成本一直是光伏企業(yè)的必修課題。不久前，愛康科技長興基地第一片異質(zhì)結(jié)電池試樣生產(chǎn)正式下線，電池片轉(zhuǎn)換效率達24.59%，高于目前光伏主流技術(shù)產(chǎn)品PERC(發(fā)射極和背面鈍化電池)近2個百分點。
異質(zhì)結(jié)電池全稱晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池，由于其在晶體硅上沉積了非晶硅薄膜，因此具備晶體硅電池與薄膜電池的雙重優(yōu)勢，從而具有較高的轉(zhuǎn)換效率和發(fā)電量，被認為是繼PERC之后的下一代主流技術(shù)。
近日，國家能源局公布了第一批能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備項目，異質(zhì)結(jié)太陽能電池生產(chǎn)線被列入其中。業(yè)內(nèi)認為，2021年將是異質(zhì)結(jié)技術(shù)大發(fā)展元年。
競爭優(yōu)勢明顯
當(dāng)前，PERC電池轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)逼近24%的極限，異質(zhì)結(jié)電池因具備更高轉(zhuǎn)換效率，成為越來越多光伏企業(yè)押寶的新賽道。
“愛康科技異質(zhì)結(jié)電池流片下線具有標(biāo)志性意義。”在日前召開的首屆中國泰興“太陽谷”異質(zhì)結(jié)國際論壇上，中泰證券分析師王可表示，這意味著異質(zhì)結(jié)電池已經(jīng)具備了量產(chǎn)條件。他預(yù)計，2021年國內(nèi)異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能將達到15吉瓦，2022年擴張至30吉瓦，2025年達到100吉瓦。
異質(zhì)結(jié)電池之所以在眾多光伏儲備技術(shù)中脫穎而出，主要因為其具有工藝簡單、效率高、發(fā)電量高、弱光發(fā)電性能好等諸多優(yōu)勢。并且，異質(zhì)結(jié)電池能更好利用結(jié)合超薄硅片，還可以與鈣鈦礦等電池技術(shù)形成疊層電池，增大光譜吸收范圍，效率有望突破35%，甚至更高。
“異質(zhì)結(jié)電池是超高效電池的發(fā)動引擎，未來超高效率的電池技術(shù)，全部建構(gòu)在異質(zhì)結(jié)電池的基礎(chǔ)之上。”捷佳偉創(chuàng)副總經(jīng)理陳麒麟說。
目前，國內(nèi)光伏企業(yè)不斷刷新異質(zhì)結(jié)電池最高效率。中國科學(xué)院電工研究所太陽電池技術(shù)部主任王文靜提供的數(shù)據(jù)顯示，截至2019年，漢能創(chuàng)造了國際最高效率25.11%;中智異質(zhì)結(jié)雙面電池量產(chǎn)平均效率已達24.0%以上，電池效率最高可超24.3%;均石能源500兆瓦異質(zhì)結(jié)生產(chǎn)線實證數(shù)據(jù)超過24.1%平均轉(zhuǎn)化效率;中威新能源異質(zhì)結(jié)電池效率提升至24.5%。
即使在相同轉(zhuǎn)換率下，異質(zhì)結(jié)電池的發(fā)電效率也明顯高于PERC。根據(jù)實測數(shù)據(jù)，在使用同是22%效率的PERC電池組件和異質(zhì)結(jié)電池組件的情況下，異質(zhì)結(jié)雙面組件發(fā)電量比高效單晶PERC單面組件發(fā)電量高20%~30%，比高效單晶PERC雙面組件發(fā)電量高10%。
不僅如此，“異質(zhì)結(jié)技術(shù)結(jié)合了薄膜與晶體硅技術(shù)，具有N型雙面電池結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)對稱可使電池的工藝步驟降至四步。同時，其整線采用約200℃低溫制程工藝，不僅節(jié)約能源還能有效降低成本。”晉能科技總經(jīng)理楊立友介紹說。
而異質(zhì)結(jié)電池完美的對稱結(jié)構(gòu)和低溫工藝也使其非常適于薄片化。目前 PERC 電池所用硅片主流厚度為 170~180微米，異質(zhì)結(jié)電池所用硅片厚度則降至 160微米以下，且仍有較大薄片化空間。
啃下“國產(chǎn)化”硬骨頭
雖然“炒熱”的異質(zhì)結(jié)今年有暴發(fā)的趨勢，但很多專家對該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍持謹慎態(tài)度。王文靜表示，“成本、效率、壽命”構(gòu)成了異質(zhì)結(jié)發(fā)展的三要素，目前效率和壽命異質(zhì)結(jié)均有優(yōu)勢，但成本還需要進一步降低。
據(jù)記者了解，與 PERC 電池相比，異質(zhì)結(jié)電池銀漿、靶材等材料成本及設(shè)備成本都比較高。另外，由于異質(zhì)結(jié)電池尚處于規(guī)模化初期，其設(shè)備及關(guān)鍵材料也大多依賴進口。雖然異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)化效率高，但目前并未與量產(chǎn)的PERC技術(shù)拉開較大差距，這也導(dǎo)致其性價比沒有太大優(yōu)勢。
國務(wù)院原參事石定寰就曾表示，異質(zhì)結(jié)技術(shù)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)是裝備國產(chǎn)化程度較低。沒有可靠的國產(chǎn)化設(shè)備，成本自然很難下降。
目前，異質(zhì)結(jié)生產(chǎn)設(shè)備占異質(zhì)結(jié)生產(chǎn)成本的大頭。以核心裝備PECVD為例，一直以來，該設(shè)備的主要生產(chǎn)廠家是德國梅耶博格等國外企業(yè)，這無疑增加了國內(nèi)企業(yè)推廣異質(zhì)結(jié)技術(shù)的壓力。
中銀國際證券此前在研報中指出，異質(zhì)結(jié)電池效率進步和降本速度、輔材與設(shè)備降本進度不達預(yù)期將成為推進該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化面臨的風(fēng)險。同時，單晶PERC電池效率進步或降本速度超出預(yù)期，也將給異質(zhì)結(jié)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化帶來影響。
因此，啃下設(shè)備國產(chǎn)化這塊“硬骨頭”，就成為降本的關(guān)鍵突破口。近幾年，國內(nèi)設(shè)備廠家陸續(xù)對整個電池產(chǎn)線生態(tài)加大研發(fā)投入，促進異質(zhì)結(jié)電池的技術(shù)發(fā)展。
本次論壇期間，愛康科技就先后發(fā)布了iCell高效電池和iPower高效組件。該公司異質(zhì)結(jié)電池項目負責(zé)人易治凱表示，隨著異質(zhì)結(jié)設(shè)備成本、非硅成本快速下降，電池成本在未來3年可降至0.8元/瓦，產(chǎn)品效率大幅提升，將憑借更高性價比贏得更高市場份額。
“異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)成本會伴隨規(guī)模增長逐步下降。以100兆瓦產(chǎn)線和1吉瓦產(chǎn)線為例，按照現(xiàn)在的技術(shù)、價格水平，后者的非硅成本只要0.38元/瓦，比前者低0.11元/瓦;電池成本只要0.93元/瓦，比前者低0.13元/瓦。”易治凱表示，隨著設(shè)備國產(chǎn)化的推進，今年異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)線設(shè)備成本可降至4.8億元/吉瓦，到2025年有望降至4億元/吉瓦。
“目前，異質(zhì)結(jié)電池銀漿耗量大約是傳統(tǒng)電池的3倍，因此，降低低溫銀漿成本變得尤為重要。”楊立友建議，首先引入多主柵技術(shù)降低銀漿的使用量;其次從推動銀漿的國產(chǎn)化入手，促進銀漿價格降低，同時還可以開發(fā)賤金屬混合漿料，進一步降低銀漿價格。預(yù)計未來銀漿價格降幅可達50%~70%。
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