在政策和技術(shù)的推動下,行業(yè)的迭代猶如“后浪推前浪”,光伏行業(yè)也不例外。在不斷追求“降本提效”的光伏行業(yè),電池片的迭代需求尤顯重要。異質(zhì)結(jié)電池(HJT)以其“增效降本”的巨大潛力,成為光伏行業(yè)的“后浪”,推動光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革。
異質(zhì)結(jié)電池競爭優(yōu)勢明顯
異質(zhì)結(jié)電池全稱晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池,又稱HIT、HJT、HDT、SHJ(為避免專利糾紛,各公司分別起名,都為異質(zhì)結(jié)電池)。該技術(shù)是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜,綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢,被認(rèn)為是高轉(zhuǎn)換效率硅基太陽能電池的重要發(fā)展方向之一。
與目前主流的高效光伏電池PERC相比,異質(zhì)結(jié)電池核心工藝只有制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備4個步驟。
而且異質(zhì)結(jié)電池天然的對稱型結(jié)構(gòu)使其具有更高的雙面率,自帶的低溫工藝以及N型電池等天然優(yōu)勢都更利于實(shí)現(xiàn)薄片化,為降本提效帶來了更多的可能性。
“因?yàn)楫愘|(zhì)結(jié)電池是一個對稱型的電池結(jié)構(gòu),所以從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)屬性上來看,它比較適合做雙面電池,雙面率較高,所以與目前的主流光伏電池相比,如果正面功率相同的情況下,異質(zhì)結(jié)電池能夠產(chǎn)生更大的發(fā)電量。”賽迪智庫集成電路研究所主任江華向《中國電子報(bào)》記者介紹道。
數(shù)據(jù)也顯示,已經(jīng)量產(chǎn)的PERC電池效率是22.5%,而異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率在24%~25.5%左右,高出PERC電池2%~3%。
在使用效率同為22%的PERC電池組件和異質(zhì)結(jié)電池組件時(shí),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%左右,比高效單晶PERC雙面組件發(fā)電量高10%。
“因?yàn)楫愘|(zhì)結(jié)電池使用的是N型襯底,整個產(chǎn)品的衰減相對于P型襯底電池來說就要小很多,也就是說它全生命周期內(nèi)發(fā)的電量會比P型襯底電池發(fā)電量要更多。”江華說道。
眾多優(yōu)勢集于一體,讓異質(zhì)結(jié)電池脫穎而出,競爭優(yōu)勢明顯。業(yè)內(nèi)甚至認(rèn)為,2021年或?qū)⑹钱愘|(zhì)結(jié)技術(shù)大發(fā)展的一年。
大規(guī)模量產(chǎn)還需等一等
正是看到了異質(zhì)結(jié)電池“降本提效”的巨大發(fā)展?jié)摿?,眾多光伏企業(yè)紛紛涌入異質(zhì)結(jié)“藍(lán)海”。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前異質(zhì)結(jié)電池國內(nèi)規(guī)劃產(chǎn)能超60GW,新老電池片廠商均開始在異質(zhì)結(jié)領(lǐng)域布局。中建材、金剛玻璃、愛康科技、安徽華晟、明陽智能等企業(yè)都紛紛加入異質(zhì)結(jié)電池這盤棋局。6月,總投資30億元的中建材太陽能電池項(xiàng)目落戶江陰臨港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),規(guī)劃建設(shè)5GW異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能。5月,規(guī)劃建設(shè)6GW高效異質(zhì)結(jié)太陽能電池項(xiàng)目的愛康光電江蘇泰興基地正式開工。4月,安徽華晟宣布在年內(nèi)啟動二期2GW異質(zhì)結(jié)電池、組件項(xiàng)目建設(shè),在“十四五”期間,在宣城完成至少10GW的產(chǎn)能布局。
傳統(tǒng)電池片廠商中,晶澳、通威、天合光能、東方日升等企業(yè)也已相繼入局,加速由PERC電池向異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)型發(fā)力。其中,通威太陽能成都金堂基地1GW異質(zhì)結(jié)電池項(xiàng)目第一片電池片已于7月中旬正式下線。
除了企業(yè)發(fā)力布局,在技術(shù)突破方面,異質(zhì)結(jié)電池也屢屢突破創(chuàng)新。
福建鉅能電力有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人向《中國電子報(bào)》記者透露,今年7月,鉅能電力聯(lián)合國產(chǎn)低溫銀漿企業(yè)合作開發(fā)的HJT電池國產(chǎn)低溫銀漿,對銀漿的印刷性、導(dǎo)電率、耗銀量、產(chǎn)品電性能、拉力及組件可靠性等做了系統(tǒng)評估,成功將國產(chǎn)低溫銀漿規(guī)模化量產(chǎn),使異質(zhì)結(jié)電池成本大幅度降低進(jìn)一步成為可能。
電池轉(zhuǎn)換效率方面,在量產(chǎn)線上制作的異質(zhì)結(jié)電池,經(jīng)過TUV北德公司檢測認(rèn)證,鉅能電力最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了25.31%,刷新了量產(chǎn)異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率的紀(jì)錄!
但“眾多企業(yè)的涌入”+“技術(shù)的突破”≠異質(zhì)結(jié)可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),大規(guī)模量產(chǎn)還要等一等。
“要達(dá)到10GW、20GW、30GW這種產(chǎn)量規(guī)模,并且達(dá)到現(xiàn)在的P型電池產(chǎn)品的良率和生產(chǎn)穩(wěn)定性,這個(異質(zhì)結(jié)電池)可能還是需要一段時(shí)間。”談到關(guān)于異質(zhì)結(jié)電池大規(guī)模量產(chǎn)時(shí)江華這樣說道。
在大規(guī)模量產(chǎn)面前,還有眾多亟待解決的困難和挑戰(zhàn)。技術(shù)的成熟度、設(shè)備的投資成本、相關(guān)材料的價(jià)格等都是目前異質(zhì)結(jié)電池規(guī)模量產(chǎn)的挑戰(zhàn)。
異質(zhì)結(jié)電池的生產(chǎn)線設(shè)備與PERC生產(chǎn)線相比更貴一些,尤其是核心設(shè)備PECVD,在實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化之前,其在HJT產(chǎn)線設(shè)備投資成本中占比可達(dá)50%-60%,因此PECVD國產(chǎn)化與性能進(jìn)一步提升,一直被認(rèn)為是異質(zhì)結(jié)電池的“降本之匙”。
《中國電子報(bào)》記者在與福建鉅能電力有限公司的采訪中,也捕捉到了福建鉅能電力有限公司有關(guān)異質(zhì)結(jié)電池規(guī)?;慨a(chǎn)的一些觀點(diǎn),他們認(rèn)為:“異質(zhì)結(jié)電池規(guī)模化量產(chǎn)尚處于起步階段。制約異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)業(yè)化的最主要因素是成本,在達(dá)到大規(guī)模量產(chǎn)前,異質(zhì)結(jié)電池的生產(chǎn)成本仍偏高。這也是HJT技術(shù)雖然已經(jīng)成熟,但是還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的主要原因。”
異質(zhì)結(jié)電池未來可期
中國光伏行業(yè)協(xié)會名譽(yù)理事長王勃華在7月舉辦的“光伏行業(yè)2021年上半年發(fā)展回顧與下半年形勢展望研討會”上表示,光伏已成為全球最具競爭力的電力產(chǎn)品,并認(rèn)為我國“十四五”年均增長70GW~90GW,預(yù)計(jì)今年全年新增55GW~65GW。光伏已經(jīng)成為我國實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”雙碳目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。
而異質(zhì)結(jié)電池的大規(guī)模量產(chǎn),是光伏行業(yè)“增效降本”、實(shí)現(xiàn)技術(shù)變革的重要推動力,是國家新能源系統(tǒng)大戰(zhàn)略中光伏能源占比持續(xù)提升的保證。
“目前業(yè)內(nèi)已有多項(xiàng)降低成本的技術(shù)或措施初見效果,為異質(zhì)結(jié)電池大規(guī)模量產(chǎn)之路清掃障礙。”鉅能電力向《中國電子報(bào)》記者這樣表示。
在設(shè)備端,國產(chǎn)異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)線核心設(shè)備技術(shù)日趨成熟,且具有自主知識產(chǎn)權(quán)。
例如福建金石能源有限公司的PECVD和PVD等核心設(shè)備均為自主研發(fā),其“13片*13片,169片式”的大腔室設(shè)計(jì),是國內(nèi)目前最大的異質(zhì)結(jié)PECVD設(shè)備,大腔室可獲得極高的單腔室鍍膜面積,且能耗少、占地面積小、設(shè)備利用率高。
在異質(zhì)結(jié)電池主要原料之一的低溫銀漿方面,也實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)低溫銀漿的技術(shù)攻堅(jiān),充分證實(shí)了國產(chǎn)低溫銀漿可大規(guī)模應(yīng)用于異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)。
除此以外,異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)線裝備具有強(qiáng)勁的提升能力。目前的HJT電池整線裝備未來可進(jìn)行技術(shù)升級,用于二代異質(zhì)結(jié)量產(chǎn),是異質(zhì)結(jié)技術(shù)持續(xù)發(fā)展到26%、30+%效率的通用技術(shù)裝備平臺。
技術(shù)的突破為異質(zhì)結(jié)電池帶來革新,新資本的涌入為異質(zhì)結(jié)電池注入活力,在國家扶持和政策引導(dǎo)下,異質(zhì)結(jié)電池未來可期!
原標(biāo)題:光伏“后浪”異質(zhì)結(jié)電池來襲,BUT,規(guī)模量產(chǎn)還需時(shí)日