2月22日,由国际能源网、国能能源研究院、光伏头条、储能头条主办的以“新能源 新系统 新生态“为主题的“第七届中国光伏产业论坛”在北京隆重举行。会上,上饶捷泰新能源科技有限公司产品研发高级经理毛卫平作了主题为《超25%效率的N型TOPCon电池量产化技术进展》的演讲。
毛卫平针对当前行业热门N型TOPCon电池技术相关问题进行了解释和说明。他分析到,N型TOPCon电池具备低温度系数、低光衰减系数、高双面率、弱光效应好、提效路径明确等系列优势,因此,捷泰科技选择N型TOPCon作为新技术路线来布局。
上饶捷泰新能源科技有限公司
产品研发高级经理毛卫平 主题演讲
定位N型TOPCon电池
理论转换效率达28.7%
上饶捷泰新能源科技有限公司(简称“捷泰科技”)于2008年成立,是一家在国内A股上市的国家级高新技术企业,是上市公司钧达股份的子公司。公司自成立以来,向国内外客户提供了大尺寸单晶PERC电池与TOPCon电池。其中PERC电池平均转换效率超过23.5%,TOPCon量产转换效率超过25%,产品性能达到国际先进水平,产能规模位居行业前列。
虽然捷泰科技在单晶PERC电池与TOPCon电池方面均有布局,且这两块都是捷泰科技的主要业务。但TOPCon电池相较PERC电池而言,由于N型TOPCon电池具备高转换效率、高发电量、低衰减率、低温度系数、高双面率、弱光表现优等优势,很快获得了光伏市场的接受和认可,因此,捷泰科技也率先在行业实现N型TOPCon产品的量产。
毛卫平向我们介绍说,N型TOPCon电池N型硅片采用的是背面超薄氧化层和掺杂多晶硅的复合结构,在SiOx/掺杂多晶硅界面上,电子(多子)可以通过隧穿和针孔机制传输,空穴(少子)则受到势垒的阻挡,从而极大的降低少子的复合,并兼具良好的多子传输性能。
其次,TOPCon电池良好的表面钝化结构使其在整个产品生命周期中,电池衰减比PERC电池要低,且具有1.8%的发电量增益。同时,TOPCon电池在低辐射条件下会有更高的少子寿命,弱光性能会更好,在阴雨天或早晚时候发电能力也更强。经测算,TOPCon组件弱光发电综合增益为0.2%左右。
在户外实际应用场景中,TOPCon电池组件更低的工作温度系数和更低的功率衰减可以带来1%左右的发电增益。在双面率方面,TOPCon电池是85%左右,PERC组件是70%,相较而言,TOPCon电池具有更高的背面增益,预计至少有1%以上的发电增益。
“根据德国ISFH提出的选择性接触理论,对晶硅电池的理论进行分析,PERC电池的理论转化效率极限为24.5%,而TOPCon电池理论转换效率可以达到28.7%。因此,TOPCon电池采用的工艺相比PERC电池要好。”毛卫平如是说道。
N型TOPCon电池量产转换效率
第四季度预计达25.8%
众所周知,TOPCon电池是由前表面电极、前表面钝化层、前表面发射极、N型基体、钝化接触、后表面钝化膜、后表面电极等构成。
毛卫平认为,实现TOPCon电池结构关键的技术路线有三种,分别是:LPCVD、PECVD和PVD,其中他认为PVD是钝化性能最好的。
目前捷泰科技TOPCon电池量产主要采用LPCVD SiOx/i-poly+磷扩的路线,由于LPCVD SiOx/i-poly+磷扩技术路线目前比较成熟,投入生产三个月内效率就会达到25%以上。因此,捷泰科技在PECVD、LPCVD原位掺杂等技术路线上也均有研发储备。
数据显示,捷泰科技在N型TOPCon电池方面量产平均转化效率已经达到25.33%以上,Voc达725mV以上,目前的良率还在持续爬坡中。
可见, TOPCon电池具有非常大的提效空间。毛卫平表示,捷泰科技预计TOPCon电池将会从年初的25.2%量产转换效率达到第四季度25.8%。而这主要通过新技术导入、制程和材料优化、硅片质量提升几个方面来实现。其中,新技术导入就是采用极光掺杂选择性发射机技术导入,预计效率提升0.3%。同时还采用超细栅线来进行提高,以及掺杂多晶硅技术,减少多晶硅对光的吸收。
毛卫平最后表示,随着工艺的简化、电池效率提升、N型硅片和P型硅片溢价差的缩小、银浆用量以及设备价格的降低,N型TOPCon竞争力越来越明显,度电成本优势逐步显现,产业化规模将逐步扩大,TOPCon电池将在下一代晶硅太阳能电池中发挥重要作用。
预计今年N型TOPCon产能将达31GW
2022年,捷泰科技先后在江西上饶、安徽滁州、江苏淮安投资建设生产基地,同年,捷泰科技还成功完成N型电池技术突破,在子公司滁州捷泰新能源科技有限公司建设投产18GW/年N型高效电池生产线,在行业内率先实现新一代N型电池大规模量产,推动行业技术升级。
据了解,今年2月6日,捷泰科技滁州生产基地二期10GW高性能N型TOPCon电池片项目首片目前已顺利下线。预计今年随着滁州二期和淮安一期项目的投产,下半年捷泰科技N型TOPCon的产能将达到31GW,预计到明年将达到44GW。
毛卫平表示,目前公司制定了详细的N型电池技术发展路线,后期还会推出双面的N型TOPCon电池以及TOPCon技术与IBC结合的TBC电池,以及与薄膜技术结合的叠层电池。
未来,捷泰科技将不断提升电池片转换效率、提高品质与良率、稳固扩大产能,以无光致衰减、抗PID、封损低、温度系数低、弱光响应强、高转换效率的N型电池技术,为国内外客户带来更优的产品体验。
来源:国际能源网/光伏头条