高效电池受到光伏市场追捧 N型硅片市场占有率将增加

随着补贴下降、竞争加剧,高效电池越来越受到光伏市场的追捧。N型晶硅电池因具有少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好、温度系数小等优点,成为晶硅电池迈向理论最高效率的希望。据新版国际光伏技术路线图ITRPV2018预测,N型硅片的市场占有率将持续增加,2020年近10%,2028年将达28%。

据业内人士介绍,N型晶硅电池主要包括N-PERT/N-PERL电池、叉指状背接触电池(IBC)和异质结电池三大类。其中,N-PERT和N-PERL电池结构简单,效率提升潜力大,可双面发电。目前,英利、中来、林洋、LG等已实现了N型单晶双面高效电池的量产。IMEC近期也宣布,其最新一代大面积单面丝网印刷背面发射极N-PERT电池的转换效率达到了23.03%,年底有望提升至23.5%。

N型高效电池技术发展
N型高效电池技术发展

IBC电池P-N结和电极全部在背面,完全消除了前表面栅线的遮光,量产平均效率可达23%。但IBC电池对硅片质量要求高,且制程相对复杂,因此成本高昂。使用工业化技术例如丝网印刷、管式扩散或离子注入来降低IBC电池成本。2018年初,天合光能6英寸IBC电池实现全面积效率高达25.04%。今年8月,黄河水电200兆瓦IBC电池及组件项目正式开工。

异质结电池则具有能量转换效率高、简单的低温制造工艺、薄硅片应用、温度系数、可双面发电等一系列优势。该类电池实现低成本量产的关键在于设备国产化、提高良率和产能以及降低硅片、低温银浆、TCO靶材和清洗制绒化学品等成本。日本松下、上澎、晋能、福建金石和中智电力等已实现异质结电池量产。2018年,通威、爱康、彩虹等企业纷纷开建异质结电池产能,且均规划了GW级产能布局,热度可见一斑。

2017年8月,应用异质结和背接触技术,日本Kaneka公司HBC电池的效率达到创纪录的26.63%。值得注意的是,钝化接触(TOPCon)技术能实现背面整面钝化,且无需开孔接触,可大幅提升N型电池转换效率,是N型电池重要发展方向。

TOPCon技术是在电池背面制备一层超薄的可隧穿的氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构,为硅片的背面提供了良好的表面钝化。由于氧化层很薄,硅薄层有掺杂,多子可以穿透这两层钝化层,而少子则被阻挡,如果在其上再沉积金属,就可以得到无需开孔的钝化接触。

中来光电此前将TOPCon技术引入其N型双面电池,电池平均转换效率提高到22.5%以上。2018年5月,中来与国家电投黄河水电签约,2019-2021年将交付总计5GW的N型单晶双面TOPCon电池。

此外,国内外光伏企业及研究机构,如英利、林洋、天合、荷兰能源研究中心(ECN)、澳大利亚国立大学(ANU)、中科院微电子研究所等都在该技术领域进行了深入研究,TOPCon技术已成为下一代产业化N型高效电池切入点。

记者另从业内了解到,由亚化咨询举办的第三届N型晶硅电池与钝化接触技术论坛将于2018年12月6日至7日在江苏常州召开。来自KANEKA、IMEC、ECN、天合、通威、晶澳、晋能、林洋、隆基、中科院电工所、梅耶博格、VonArdenne、美科设备、PVInfoLink等的专家将参会并作重要报告,重点探讨N型高效电池技术及发展方向。