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中科院电工所太阳电池研究室主任王文静:异质结成为主流,需要产业生态

日期:2020-09-08  

国际太阳能光伏网

2020
09/08
10:44
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关键词: 太阳能电池 异质结 2020中国新能源高峰论坛

【国际能源网讯】由中国电力企业联合会(售电与综合能源服务分会)、中国国际商会、中国海洋工程咨询协会海上风电分会联合主办的“2020中国新能源高峰论坛”于2020年9月6日-8日在盐城召开。

“2020中国新能源高峰论坛”围绕“绿色转型、赋能未来”主题,在新能源平价时代即将到来之际,全球新能源领域权威机构、领军企业、行业精英展开了一场具有划时代意义的头脑风暴。

中科院电工研究所太阳电池研究室主任王文静出席大会,并发表了题为《面向量产效率24%的异质结电池技术》的主题演讲。

以下为发言全文:

非常荣幸在盐城这样的一个场合,来介绍一下异质结太阳电池技术方面的进展。

异质结电池,跟PERC电池比,是否具有竞争性。

我总结了六个方面,第一是它的效率高,这个是它最明显的优势,现在来看,今年到24%应该是可以达到的,未来到25%,也就是在一两年里的事情。第二个是它可以大尺寸化。我们是小看了行业内的惯性,就比如说现在都说182和210,这个尺寸大可能能带来一定的好处,比如成本、效率方面,效率实际上很少,但是成本会有一定的下降。但是实际上有130多个GW的传统的PERC电池和传统的多晶硅电池在制造的时候都受到一定的限制。就是说它的尺寸,一般现在像扩散炉,都是只能达到166,再大就不行了。但是如果真是流行182和210大尺寸的PERC电池的话,那么这个130GW的投资就要沉没,然后重新建起来。这个不算别的,光说这个投资浪费就是非常大的。

但是异质结电池是平板式的,它所有的四道工序全是平板式的,所以它直接现在就可以上210,甚至上217,甚至现在有的半导体行业的直径450的大硅片,就是18英寸的大硅片,你只要能切出来,我这一块儿的异质结照样可以上,也就是说不依赖于管式的口径。但是只不过是在优化割的片数少一点,单片的功率大一点,所以通量少了,但是产能不一定低,是可以做的,所以天生的就可以适合各种尺寸。

另外一个是薄片化,它是平板式的,三洋公司已经做到了90多微米,现在产业上是160多微米,但是PERC电池现在基本上还是在170、180,下一步异质结电池可以达到150甚至更低的厚度,是完全可以的。

另外一点,就是低衰减和有增效,现在就是经过处理以后,它不但不衰减,而且还在增效,这个原因我们还没有搞清楚,但是已经有这种现象了。

还有一个是工艺简单,只有五步。双面率高,现在一般基本上都可以达到90到95的双面率,而常规的PERC电池一般现在是70%左右,TOPCON是85%到90%。所以从这个方面来讲,它是具有一个整体性的优势的。

另外的潜在优势,一个是它可以上铜栅线或者是银包铜的浆料。铜这个东西不能上高温是肯定的,所以它是比较适合于低温技术。据预测,在2035年到2040年的时候,全球生产出的银80%都要用在太阳电池上面,这样的话大量的用在太阳电池,它一定会造成一个资源的稀缺和价格的提高。银的长期是不可持续的。所以铜的替代也可能作为一个必要的趋势,这个在异质结这一块儿是比较好的。

这些年的国际和国内,很多研究单位和企业实验室效率都达到了接近25的水平,尤其是汉能使用的都是大硅片,都是产线上的设备,以及可以买到的商用银浆和商用的靶材,最终效率达到24,而且这个还是156.75的大硅片,这个实际上是比三洋的效率更加贴近产业化的,这个就为我们国内的向25进军提供了思路。

从成本方面,我们说光提高效率,这个是进入不了产业的,必须降低成本,成本支撑异质结电池降本有四个方面。第一个方面就是刚才说的使用多组可以把一片电池银浆用量原来从300到350毫克渐渐变成200毫克,这个已经有很多企业实现了,这个大大降低了银浆耗材的降本。

另外一个就是设备的降本,从2017年的12个亿一个GW,到今年可能会降到5亿以下,有的招标已经降到四点几亿了,这个下降速度也是非常快的。还有一个就是银,如何取代银,甚至全部取代银,这样也可以讲话降本。另外一个就是规模,只有规模足够大,才能使它的成本具有相当大的竞争性。

这个是现在的测算,比较了PERC和异质结电池的材料,这个里面没有运营的成本,这个主要是设备和原材料的成本。现在认为PERC电池到2020年8月份左右成本大概是七毛二左右,异质结是到九毛左右。所以就是说从这里来看,即使这个数不是特别准确,但是也是很接近了,大概比PERC电池高出20%到30%。

要介入异质结的企业都是很多的。像东方日升的线已经开始调试运作了,包括爱康,还有华晟的500兆已经开始下订单了,还有一些像阿特斯的250兆已经开始建了。总而言之,要把这些待建产能加起来应该是在40GW,这40GW我相信在2021年到2022年基本上可以达到,但是也可能冒出新的新增产能来。

总的来讲,异质结现在有两个趋势,一个是提效,已经达到24的效率,实际上可能我今年下半年或者是明年我就要开始讲达到25的电池效率的新技术了,而不是24了,24应该在今年是变成过去式了。

另外一个在降本方面,实际上对于异质结更是很重要的。这个是我的一个总结,但是我还想提一下,异质结要想真正的相比PERC成为一个主流技术,实际上是依赖于一个产业生态的。这个产业生态不仅是我们太阳电池,包括设备、材料和电池制造商,而且还包括上下游,一个组件,还有一个是硅片和硅料,把这些都匹配了以后,建立一个PERC本身的产业生态,最终这个PERC电池才能成为一个主流技术。

(发言根据速记整理,未经嘉宾审核)

来源:能见

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