總的來看,異質(zhì)結組件降本提效方案主要包括“三減一增”,也即減銀、減柵、減硅、 增光。
1-減硅:光伏電池中,硅片的成本占比極高,而在各種技術路線中,異質(zhì)結的薄片化 進程最快。當 P 型硅片還在使用 155μm、150μm 厚度時,異質(zhì)結已經(jīng)實現(xiàn) 120μm 硅片 規(guī)?;慨a(chǎn),更薄硅片方案也已進入研發(fā)階段。超細金剛線的成功應用也推動了硅片的薄 片化進程,目前行業(yè)頭部企業(yè)已實現(xiàn) 38μm、36μm 線型切割 120μm 片厚薄片、半片的批 量應用,同時也在推進測試 35μm 及以下線型的出片測試,未來 100μm 以下片厚的硅片 量產(chǎn)指日可待,異質(zhì)結的硅片成本有望做到與 PERC 打平。
在硅料價格為 300 元/kg 時,如果電池企業(yè)外采硅片,則 155μm 規(guī)格 PERC 電池單 瓦成本約為 0.979 元,而異質(zhì)結電池只需將硅片厚度降低至 130μm 即可與 PERC 電池成 本打平;如果電池企業(yè)自產(chǎn)硅片,則 125μm 規(guī)格異質(zhì)結的電池成本比 155μm 規(guī)格的 PERC 電池成本降低 0.159 元/W。即使硅料價格降低至 100 元/kg,自產(chǎn) N 型硅片的厚度降低至 130μm 時,成本即可與 PERC 打平。而且硅片減薄后,對異質(zhì)結電池的轉換效率影響有限,實驗表明,當硅片厚度由 130μ m 減薄至 120μm 時,電池轉換效率僅下降 0.18%,而當硅片厚度由 120μm 減薄至 100μ m 時,異質(zhì)結電池的轉換效率甚至略有回升。
2-減柵。銀漿屬于光伏電池中成本占比較高的輔材,在異質(zhì)結電池中占比更高。異質(zhì) 結電池使用低溫銀漿,與高溫正銀相比,異質(zhì)結低溫銀漿起步較晚,技術不夠成熟,還存 在耗量大、印刷速度低、線性寬等痛點。以 M6 尺寸為例,異質(zhì)結銀漿產(chǎn)線耗重 140-150mg/ 片,是同尺寸PERC電池的兩倍左右。此外,由于光伏對白銀的需求持續(xù)快速增長,但白 銀儲量有限,2021年白銀價格上漲了 22%,持續(xù)上行壓力較大,甚至已成為制約異質(zhì)結 電池發(fā)展的關鍵因素之一。針對上述問題,行業(yè)目前主攻方向為印刷細線化、銀包銅替換 全銀漿。 根據(jù)邁為股份介紹,目前主流廠商HJT組件單瓦銀漿用量約為 18mg,其中約 8mg 都用在主柵線上。如果能去掉主柵線,銀漿用量自然會大幅縮減。通過使用 0BB 方案可以 顯著減少主柵線銀耗,未來在0BB的技術路線下,異質(zhì)結組件的每瓦銀耗有望降低至 12mg。
3-減銀。銀包銅是解決異質(zhì)結銀漿耗用量較大的另一重要手段?,F(xiàn)代工藝多采用絡合 劑來絡合游離的銀離子,提高銀離子的絡合常數(shù),搭配銀包銅粉工藝,可以保證鍍層的均 一性、穩(wěn)定性以及包覆率。據(jù)晶銀新材介紹,目前 50%銀含的銀包銅細柵已進入批量量產(chǎn), 在多家客戶的實證電站中運行,目前無異常;43%銀含的銀包銅細柵正背面替換純銀細柵, 已經(jīng)在客戶端通過 4 倍 IEC 可靠性測試,正在進行 5 倍測試。未來通過銀包銅漿料的使用, 有望讓 HJT 電池低溫漿料成本降低 40%以上。
此外,電鍍銅也是降低異質(zhì)結銀耗的一個重要技術方向。電鍍銅工藝制備的純銅電極 電阻顯著小于含有機雜質(zhì)的低溫銀漿,高寬比更大,遮光更少,線寬有望降至 20μm 以下, “去銀化”的同時也可實現(xiàn)更高的轉換效率。目前鍍銅的工藝難點在于油墨成本高,雙面 鍍銅的質(zhì)量以及油墨殘留等??偟膩砜矗?023 年異質(zhì)結電池銀漿耗用量有較為明確且實現(xiàn)度較高的路線圖,一方面 通過鋼網(wǎng)以及 0BB 的量產(chǎn)來降低主細柵用量,提升效率;另一方面通過銀包銅漿料的批量 使用全面降低銀漿耗用量。長期來看,使用電鍍工藝有望徹底擺脫對銀漿的依賴。
4-增效。電池轉換效率的提升有望帶來單瓦成本的下降,目前異質(zhì)結的提效手段有常 規(guī)技術與突破性技術。針對異質(zhì)結提效的突破性技術主要是微晶技術。
微晶技術為異質(zhì)結提效的重要手段,目前已經(jīng)取得顯著成果。微晶硅是指在非晶硅網(wǎng) 格中存在大小 10nm 的晶粒。微晶硅與非晶硅相比具有更好的光電性能,能夠進一步提升 電池效率,原因是:1)光學帶隙寬,微晶硅具有連續(xù)可調(diào)的光學帶隙,其帶隙變換范圍為 1.12ev-2.4ev。吸收的光譜范圍可擴展到紅外部分;2)電導率高,因為微晶里有著大量的 結晶硅晶粒,能較大提升微晶的電導率。 據(jù)邁為股份介紹,目前 VHF 微晶 n 層工藝已經(jīng)成熟,具備量產(chǎn)能力,在下游客戶中 調(diào)試發(fā)現(xiàn),轉換效率均以極短的時間達到電池和組件的相關目標,電池平均效率較非晶已 提升 0.5%~0.6%,效率標準偏差約 0.1%,目前看尚有空間。微晶 p 層由于摻雜元素的原 因,難度相對更高,若微晶 p 層工藝成功量產(chǎn),效率有望突破 25.5%。
原標題:異質(zhì)結組件降本提效方案包括哪些?