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繼PERC之后 誰將是下一個光伏技術(shù)“領(lǐng)跑者”?

1、IBC電池

IBC電池即全背電極接觸晶硅光伏電池,選用N型襯底材料。IBC電池的優(yōu)勢在于正負(fù)極的金屬接觸均在電池片的背面,使得電池表面完全看不到傳統(tǒng)光伏電池在正面的金屬柵線,不但增大了電池的有效接觸面積,大大增加了電池的轉(zhuǎn)換效率,而且沒有柵線的電池正面在外觀上也更加美觀。

IBC電池的概念最早是由Lammert和Schwartz在1975年提出。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,IBC電池在一個太陽標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到25%,遠(yuǎn)超晶硅太陽電池。日本Panasonic公司在2014年將IBC技術(shù)與HIT技術(shù)結(jié)合,研發(fā)出的HIT-IBC太陽能電池最高效率達(dá)25.6%,打破晶體硅電池轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄。

美國SUNPOWER是最早實現(xiàn)IBC電池量產(chǎn)的公司,其實驗室最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)25%,量產(chǎn)平均效率達(dá)23%。國內(nèi)天合、晶澳、海潤等企業(yè)對IBC電池技術(shù)的研發(fā)進(jìn)行了投入,其中天合光能連續(xù)打破世界紀(jì)錄,將大面積IBC電池最高轉(zhuǎn)換效率刷新為24.13%。另外,天合與澳大利亞國立大學(xué)(ANU)共同研發(fā)的小面積IBC電池效率達(dá)24.37%。

因為IBC電池制造工藝復(fù)雜、使用的材料成本較高,使得其目前在國內(nèi)還沒有大規(guī)模生產(chǎn)。但I(xiàn)BC電池轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)電能力出眾,使得其具備很好的發(fā)展空間,未來將有可能成為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的新技術(shù)。

2、HIT電池

HIT(Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer)電池即本征薄膜異質(zhì)結(jié)。不同于常規(guī)電池p-n結(jié)由導(dǎo)電類型相反的同種材料晶體硅組成,HIT電池的p-n結(jié)是由兩種不同的半導(dǎo)體材料—非晶硅/ 晶體硅組成。具備正反面受光照后都能發(fā)電;低溫制造工藝保護(hù)載流子壽命、高開路電壓、溫度特性好等優(yōu)勢。

1992年三洋公司的Makoto Tanaka和Mikio Taguchi第一次成功制備了HIT電池。日本Panasonic公司于2009年收購三洋公司后,繼續(xù)HIT電池的開發(fā),實驗室最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)24.7%。

大規(guī)模量產(chǎn)方面,據(jù)報道日本Panasonic現(xiàn)有HIT產(chǎn)能共1GW,電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率約為22.5%。據(jù)了解,最早投入使用的HIT組件至今大約11年,累計衰減僅為2%~3%。

HIT電池生產(chǎn)過程中的每一步工藝要求都非常嚴(yán)格,對前道晶硅的表面清潔凈化、低溫工藝和材料都有很高的要求。另外,相關(guān)材料成本依然較高,所以在保證高效的情況下,HIT電池大規(guī)模的量產(chǎn)還需要進(jìn)一步的突破和發(fā)展。

3、雙面N型電池

N型電池是未來高效電池的發(fā)展方向,目前研究的N型單晶高效電池主要有:PERT電池,PERL電池,HIT電池,IBC電池,HBC電池等,其中PERT電池、PERL電池可根據(jù)其受光面不同,可分為單面受光型和雙面受光型。雙面 N型電池背面可接收反射光線,結(jié)合雙玻組件技術(shù)可提高3%以上的總發(fā)電量。日本三菱電機(jī)的n-PERL電池則采用雙面受光型結(jié)構(gòu),在156*156mm2大面積單晶硅片上實現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率21.3%。

英利公司PANDA電池是采用雙面受光型PERT結(jié)構(gòu)的大面積電池(239cm2),PANDA電池雙面發(fā)電的設(shè)計,能夠同時接受從正面和背面進(jìn)入電池的光線從而實現(xiàn)雙面發(fā)電的功能;正面采用細(xì)密柵線的設(shè)計,減少了遮光面積,提高了電池的短路電流。英利公司PANDA電池已實現(xiàn)量產(chǎn),最高轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了21.3%。PANDA電池與規(guī)模化生產(chǎn)的IBC、HIT等N型電池相比,其結(jié)構(gòu)簡單、制備成本低、工藝流程短,與現(xiàn)有的P型生產(chǎn)線相兼容,容易實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

此外,各類技術(shù)的相結(jié)合也是近來研究的熱點,譬如PERC+黑硅等技術(shù)的結(jié)合在未來也很有發(fā)展前景。各類技術(shù)誰能成為下一個光伏技術(shù)“領(lǐng)跑者”,最終還是要看生產(chǎn)工藝的完善度以及成本的降低。在此之前需要的是各企業(yè)加大研發(fā)力度,加快創(chuàng)新技術(shù)示范產(chǎn)線的開拓,從而將讓最新的技術(shù)得到推廣。

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