异质结未来可期

作者: | 发布日期: 2020 年 10 月 09 日 10:23 | 分类: 产业资讯

今年六月,一些创新的光伏产品在欧洲市场大放异彩,尽管这个舞台带着虚拟的色彩——毕竟2020年的疫情阻断了一切大型的国际会议。虽然作为全球光伏产业历史上的长期亮点的欧洲光伏展会并没有举行,但是组织者的光伏推广活动仍在继续原本的颁奖计划,其中也包括Intersolar Award。这一奖项对过去12年来创新的光伏产品进行了表彰。2020年,异质结(HJT)组件入选。

REC的Alpha系列在去年的Inter solar展会上发布,虽然异质结本身及其采用的梅耶博格的技术都不是最新的,但是评委会明显对这款组件的性能和REC的Alpha系列路线图感到十分满意。“评审团对REC的创新技术印象深刻,”官方信息表示,“这款组件没有光诱导衰减,高效、高功率密度,还是市场上温度系数最低的技术之一。” 此外,评审团还指出,REC在Alpha上采用的梅耶博格的Smartwire电池技术与传统技术相比,铅含量降低了81%,而且他们的目标是在2020年底实现完全无铅化。虽然REC并没有明确表示将在Alpha系列中采用Smartwire,但是梅耶博格一直宣称HJT和Smartwire是高效组件的理想组合。

下一里程

Intersolar Award对于REC和梅耶博格来说都是一件值得骄傲的事情。

据报道,他们为Alpha系列组件的开发达成了独家授权协议和利润分成协议。在性能方案,Alpha确实已经在规模上证明了其效率和功率目标都可以实现。在获奖之时,Alpha已经达到了380W(60片)的功率段,采用REC首创的TwinPeak系列的半片和双面设计,转换效率21.7%。梅耶博格在2019年的Intersolar上展示了一个与弗劳恩霍夫合作生产的22%效率的异质结组件。加上今年中国光伏制造业对异质结的推崇,这是否预示着异质结的未来已来?

“我认为,异质结的势头越来越猛了。”彭博新能源财经光伏团队经理詹妮.蔡斯(Jenny Chase)表示,“目前有三家中国的设备制造商正在研究异质结产线,同时还有很多公司试图进入这一领域,包括梅耶博格。他们在技术上可是十分较真的。”

在8月19日发布的《2020年太阳能制造调查》中,彭博新能源财经(BloombergNEF)提到了异质结的扩张,该调查巧妙地命名为“电池和组件2020:如果不能做的更好,那就做的更大”。在报告中,Jenny Chase的团队列出了异质结设备制造商,

除了梅耶博格以外还有苏州麦克斯韦,捷佳伟创和理想能源设备(上海)。BloombergNEF团队指出这些设备供应商都是采用化学气相沉积(CVD)技术在HJT电池的两侧沉积非晶硅(aSi)。梅耶博格则是通过其HELiA PECVD平台实现了用于a-Si钝化的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。梅耶博格在PECVD工艺方面拥有丰富的经验,在初始PERC PERC投资进行时就曾经大范围提供了该技术。

成本下降

长期以来,异质结生产设备的初始投资一直是发展路上的最大阻力,这也是为什么国内外设备商都在埋头研发异质结设备的原因。2019年8月,PVInfoLink报道,一条1 GW的异质结设备产线需要7.5 -8.5亿元(1.084亿美元- 1.228亿美元)的投资,而1 GW的PERC产线则只需要2.5亿元。随着时间的推进,今年的SNEC上,人们发现,1GW异质结的产线投资成本已经下降到5亿元。

然而,设备成本还不是异质结面临的唯一障碍。“想要降低异质结组件的价格,制造商还需要转向低银消耗,无论是镀铜还是丝网印刷方案,但是这些都还没有在生产中使用过。” 皮埃尔.威灵顿(Pierre Verlinden)表示。他之前在天合光能任首席科学家,现在是Amrock咨询公司的负责人。

威灵顿的观点与彭博新能源团队的观点完全一致,后者发现目前生产异质结组件所需要的低温浆料存在20%溢价。而由于较高的温度,标准电池金属化对a-Si半导体层有潜在的损害。也就是说异质结电池的价格因此没法便宜,制造商也只能找到愿意支付额外费用的客户。

性能增益

为了匹配较高的卖价,当下的异质结组件需要重点突出功率输出。与传统的P型PERC相比,异质结的性能优质是更佳的温度系数和更高的双面系数。异质结电池的设计上原本就是正反面完全相同。梅耶博格首次执行官甘特.埃尔福特(Gunter Erfurt)表示,“优化后的异质结电池结合Smartwire技术可以达到93%的双面性能,这一点得到了TÜV的证实,而PERC的双面性最高也只到75%。“这意味着更高的能源产出,同时这一技术具备更低的温度系数,结合我们独有的Smartwire将进一步降低损耗。”近一年多来,梅耶博格正在向专业的电池和组件制造商转型,近日据媒体报道,梅耶博格聘请Conergy和Q CELLS高管尤尔根.希弗(Jürgen Schiffer)担任新的CFO一职,加快公司向异质结转型。

除中国制造商之外的企业或者有野心的玩家(比如REC和梅耶博格)正取得令人振奋的进展,这使得光伏制造业中的巨头很倾向于加大异质结这一块的投资。

“异质结想要成为主流技术,大难题就是能否协调整个供应链,有更廉价的生产设备,更便宜的加上以及更便宜的原材料,从而降低终端产品价格。皮埃尔.威灵顿表示,“这也就是为什么我们看到整个行业都在尽量保持步调一致,但另一方面也在凭借异质结的(输出功率等)优势据理力争。”有时候人们称这种形势为“合作竞争”,这种方式可以加快有竞争力企业的创新,导致成本进一步下降,这在中国的光伏制造业表现尤为明显。

东方日升、通威股份、阿特斯太阳能、中利腾晖、爱康科技这些知名的光伏制造商早已先后布局,包括山煤国际等诸多跨界势力也在加速进场。BloombergNEF跟踪了目前全球18家涉及异质结的公司,其宣布、在建和已经投产的异质结电池总产能为36GW。但是分析师指出:“很多规划可能不会快速实现,甚至可能流产。”

图片:2018-2020年7月,全球异质结电池的产能落地情况。

2020年被很多人认为是异质结“产业化元年”,但是在这一年,其竞争对手PERC电池扩产的速度完全不落下风。异质结想要成为主流还需要克服许多严峻的挑战,但是无疑,异质结,未来已来。

光伏們整理编译

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