关 于储能技术第三代电池——异质结构电池的知识大家了解吗?以下就是小编整理的关于储能技术第三代电池——异质结构电池的介绍,希望可以给到大家一些参考,一起来了解下吧!
一、太阳能电池分类
太阳电池是利用光生伏特效应将太阳能转化为电能的装置,其核心为半导体PN结。根据基体材料不同,分为晶体硅电池和薄膜电池。晶体硅电池发展成熟,是目前市场的主流。
(资料图片仅供参考)
异质结电池是基于传统PERC电池,一种更高转化效率的太阳能电池。异质结(HIT)是一种特殊的PN结,由非晶硅和晶体硅材料形成,是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,属于N型电池中的一种。
早期的BSF电池转化效率最高仅19%,在15年之后普及的PERC电池最高也仅21.5%无论如何也无法突破22%的瓶颈,随着技术的成熟及市场需求的迫切需要,一直新型高效率的PN结电池出现在大众视野。
HIT电池最早由日本三洋公司于1990年成功开发,因HIT已被三洋注册为商标,因此又被称为HJT、HDT、或SHJ,都是指同一个技术。
二、异质结电池工艺
HIT电池的工艺流程比PERC电池要少,只需要4步,即制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、导电膜沉积、丝网印刷电极。
相比于PERC1GW 2.5亿的生产成本,HJT10亿/GW的生产成本显得格外昂贵!
在其中制绒,非晶硅薄膜设备-PECVD,TCO薄膜设备-PVD或RPD,丝网印刷机这四个工艺环节中,主要还是依赖国外进口设备。这其中迈为股份、捷佳伟创在其中起着国产化设备的中流砥柱作用。
2015年之前,光伏电池主要由铝背场(BSF)电池主导。到2015年,PERC电池开始起量、并成为目前市场的主流电池,至此电池片技术已经历2代变革。但是,目前PERC电池、PERC+电池转换效率已接近天花板,TOPCon电池提升空间又有限,所以市场的关注热点逐渐向HJT等转移。
三、HJT异质结电池有什么优势?
对比PERC及TOPCon电池,HJT潜力巨大,有望成为第三代电池片技术主流。
转换效率更优:HJT效率潜力超28%,远高PERC电池。受P型单晶电池自身材料的限制,PERC电池转换效率已接近天花板,而HJT最高转换效率已超26%,长期有望超28%,效率优势明显。并且,光致衰减更低、稳定性高、双面率更高等。
四、新工艺PECVD
捷佳伟创首批管式异质结采用的是PECVD工艺。薄膜制备工艺按成膜方法可分为两大类:物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。
PECVD,等离子体气相沉积法,它属于CVD的一种,它的优势在于可以实现薄膜沉积工艺的低温化(小于450度),从而节省能源、降低成本、提高产能、减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减。
由于HJT电池的工艺相对简单,主要包括制绒、非晶硅沉积、TCO沉积、丝网印刷,其中非晶硅薄膜的形成温度较低(200度),所以一般就采用PECVD来制备。
PECVD又可以分为管式PECVD和板式PECVD。对比来看,板式PECVD的产能及薄膜均匀性更好,管式PECVD的薄膜致密性和钝化效果更好。
HIT技术的普及带来设备的需求量增加,根据数据测算了未来几年的设备投资额情况:
按照CPIA指引,按照2021-2025年全球装机量分别为170/225/270/300/330GW,异质结渗透率2021-2025年分别为5%/12%/26%/42%/60%,测算得到2021-2025年对应的设备投资额分别为53.2/127.5/245.9/287.5/350.6亿元,五年设备总投资额1064.7亿元。
目前HJT成本仍比Perc高2毛/W,未来硅片、银耗、靶材多点齐降,有望22年单W成本与Perc持平,且Hit有高双面率、高良率等优势,综合来看发电量更高,经济性随成本降低凸显,预计21年或为Hit量产元年,22-23年将实现大规模替代,HJT或迎投产扩产潮,设备市场需求高增。
正是看到了异质结电池“降本提效”的巨大发展潜力,众多光伏企业纷纷涌入异质结“蓝海”。据不完全统计,目前异质结电池国内规划产能超60GW,新老电池片厂商均开始在异质结领域布局。中建材、金刚玻璃、爱康科技、安徽华晟、明阳智能等企业都纷纷加入异质结电池这盘棋局。6月总投资30亿元的中建材太阳能电池项目落户江阴临港经济开发区,规划建设5GW异质结电池产能。
5月,规划建设6GW高效异质结太阳能电池项目的爱康光电江苏泰兴基地正式开工。4月,安徽华晟宣布在年内启动二期2GW异质结电池、组件项目建设,在“十四五”期间,在宣城完成至少10GW的产能布局。
传统电池片厂商中,晶澳、通威、天合光能、东方日升等企业也已相继入局,加速由PERC电池向异质结电池转型发力。其中,通威太阳能成都金堂基地1GW异质结电池项目第一片电池片已于7月中旬正式下线。
除了企业发力布局,在技术突破方面,异质结电池也屡屡突破创新。今年7月,钜能电力联合国产低温银浆企业合作开发的HJT电池国产低温银浆,对银浆的印刷性、导电率、耗银量、产品电性能、拉力及组件可靠性等做了系统评估,成功将国产低温银浆规模化量产,使异质结电池成本大幅度降低进一步成为可能。
电池转换效率方面,在量产线上制作的异质结电池,经过TUV北德公司检测认证,钜能电力最高转换效率达到了25.31%,刷新了量产异质结电池转换效率的纪录!要达到10GW、20GW、30GW这种产量规模,并且达到现在的P型电池产品的良率和生产稳定性,可能还是需要一段时间。
异质结电池的生产线设备与PERC生产线相比更贵一些,尤其是核心设备PECVD,在实现国产化之前,其在HJT产线设备投资成本中占比可达50%-60%,因此PECVD国产化与性能进一步提升,一直被认为是异质结电池的“降本之匙”。
中国光伏行业协会名誉理事长王勃华在7月举办的“光伏行业2021年上半年发展回顾与下半年形势展望研讨会”上表示,光伏已成为全球最具竞争力的电力产品,并认为我国“十四五”年均增长70GW~90GW,预计今年全年新增55GW~65GW。光伏已经成为我国实现“碳达峰”“碳中和”双碳目标的重要环节。
$中国建材(03323)$ $晶澳科技(SZ002459)$ $明阳智能(SH601615)$
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