光伏電池是有效利用太陽能的重要手段。眾多類型的光伏電池中,單晶硅太陽能電池技術(shù)已經(jīng)確立光伏產(chǎn)業(yè)顯著的優(yōu)勢地位。P型單晶硅發(fā)展較早,主流產(chǎn)品經(jīng)歷了BSF電池,PERC電池以及雙面PERC+電池的不斷發(fā)展,電池效率已逐漸接近瓶頸。與之相比,N型硅片具有較長的少子壽命、更小的光致衰減,公認(rèn)未來高效光伏電池發(fā)展將切換到N-Topcon、HJT等N型電池方向。
基于N型硅片的異質(zhì)結(jié)電池(Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer, HIT) ,結(jié)合了薄膜太陽能技術(shù),理論效率達(dá)27%以上,是已知量產(chǎn)電池中相對效率最高的結(jié)構(gòu),成為了下一代電池技術(shù)的最有力競爭者。
HJT電池的特點(diǎn)與優(yōu)勢
◇ 結(jié)構(gòu)對稱,正背面受光后均可發(fā)電
在封裝為雙面電池后,可獲得近10%發(fā)電增益。
◇ 較長的少子壽命
受益于本征非晶硅的良好對缺陷的鈍化以及更大的禁帶寬度,電池的開路電壓高。
◇ 溫度和光照穩(wěn)定性好
HJT電池溫度系數(shù)小,在弱光和光照升溫條件下輸出特性衰減較少,無Staebler-Wronski效應(yīng),幾乎無光致衰減。
◇ HJT在N型單晶硅上結(jié)合低溫薄膜工藝,制作工序少
典型的制作工藝,整個(gè)工藝通常不超過200℃,硅片本身受熱損傷和熱型變影響小,可以使用更薄的硅片。
基于以上特點(diǎn),HJT電池實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25%,結(jié)合IBC技術(shù)的HBC電池突破26%,目前采用MBB多主柵、光注入退火,RPD等增效技術(shù),量產(chǎn)平均效率在近期也可望突破24%,與傳統(tǒng)PERC和N-Topcon相比效率極具競爭力。然而,受高昂的成本制約,主流市場HJT仍然難以對抗傳統(tǒng)PERC電池的性價(jià)比優(yōu)勢。因此,兼顧提效基礎(chǔ)上的降本是HJT產(chǎn)業(yè)的重中之重。
HJT的降低成本路線
(1)HJT采用了與傳統(tǒng)晶硅電池工藝設(shè)備不兼容的薄膜沉積的技術(shù),設(shè)備一次投資高,帶來成本的上升,通過推動HJT產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展,設(shè)備成本有望持續(xù)下降,接近與PERC持平。
(2)N型硅片市場價(jià)格高于P型,隨著P型硅片的大幅降價(jià),HJT電池N型硅片的價(jià)格劣勢被進(jìn)一步放大,將硅片薄片化可以有效降低電池硅耗量,節(jié)約生產(chǎn)成本。
(3)目前,銀漿的使用是HJT工藝中極為重要的成本組成,采用的低溫銀漿需要很好的平衡電阻率、浸潤接觸,焊接拉力以及印刷性等性能要求。由于HJT雙面絲網(wǎng)印刷,銀消耗達(dá)到燒結(jié)型銀漿的3倍,往往占電池非硅成本一半以上。采用的低溫銀漿通常為潛伏性固化型,需要低于室溫保存,冷鏈運(yùn)輸需求也會進(jìn)一步推高成本。因此,銀漿及相應(yīng)工藝技術(shù)的優(yōu)化有望帶來巨大降本空間。
電阻率偏高是低溫銀漿單耗居高不下的最直接原因。在優(yōu)化銀粉體系組成、固化體系基礎(chǔ)上,通過納米技術(shù)加持,可以獲得更低電阻,更低銀含量的低溫銀漿。在開發(fā)低阻漿料基礎(chǔ)上,通過細(xì)柵細(xì)線化配合圖形優(yōu)化可以帶來直接的銀耗降低。
另外,提效和降本的雙重壓力下,各大廠商多種融合工藝技術(shù)的探索,如SmartWire,分步印刷等,避開高銀耗量的主柵印刷或?qū)⒅鳀藕图?xì)柵漿料性能解耦,降低主柵漿料銀含量或引入部分賤金屬替代銀,大幅降低銀耗成本。
作為光伏電池金屬化的領(lǐng)導(dǎo)者,賀利氏在優(yōu)化傳統(tǒng)通用低溫銀漿產(chǎn)品系列的同時(shí),推動低溫銀漿差異化發(fā)展和專業(yè)化訂制,開發(fā)電阻率小于4*10-6Ωcm,適用35微米以下網(wǎng)板開口印刷的細(xì)柵專用漿料,以及焊接拉力大于2N/mm的主柵專用漿料,適于室溫存儲的高穩(wěn)定性漿料。
我們相信,隨著各種提效和降本工藝技術(shù)的持續(xù)整合,產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化對性價(jià)比提升的有效推動,憑借高效低衰以及全生命周期更高發(fā)電量的優(yōu)勢,HJT可望不斷將發(fā)展?jié)摿D(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品優(yōu)勢,成為市場的主流。
原標(biāo)題:HJT電池:下一代光伏電池來了!