HIT电池的故事二:距国内HIT电池技术爆发最多两年?

作者: | 发布日期: 2017 年 12 月 15 日 14:39 | 分类: 分析评论

上次说到《HIT电池的故事一:难住特斯拉的不止Model 3 还有水牛城》,在此文中详述了特斯拉近年来在HIT电池上的动作,到底是什么技术获得了特斯拉的无限青睐,本文将对HIT技术进行展开叙述,探讨其与PERC技术的差异,与其在国内爆发的一些条件。

PERC电池与HIT电池工艺与技术的现状及差异

HIT(本征薄层的异质结Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm)太阳能电池最早由日本三洋公司于1990年成功开发,并申请注册为商标。被松下收购后,自2012年4月1日起,三洋出产的太阳能电池组件改为Panasonic HIT品牌。

由PERC到HIT的路不远,但也不易,下图展示了从工艺、设备与技术特性三个角度来讲,PERC电池与HIT电池的差异。从下图中可看出,PERC电池在工艺的复杂程度、产线的兼容性以及现阶段工艺成熟度上胜于HIT电池,但固有的光衰问题与转化率问题限制了它的发展,而HIT电池因其无光衰、高效的特性,在未来更具开发性。

图一 PERC电池与HIT电池工艺与技术现状差异

下表展示了HIT电池技术现阶段表现出了有点与有待突破的瓶颈:

表一 HIT电池技术现阶段优势与瓶颈

可以看出HIT电池虽然性能较优,但仍然存在许多问题,一定程度上限制了其大规模量产,原因有三。

1、HIT电池生产过程中的每一步工艺要求都非常严格,由于非晶硅薄膜生长对表面质量要求很高,因此对前道晶硅的表面清洁净化技术提出非常高的要求。
2、非晶硅薄膜无法承受较高温度的后续工艺,后道必须使用高成本低温工艺和材料。
3、TCO薄膜成本较高,且产量有限。

基于此,在保证高效的情况下,大规模的量产还需要进一步的研究。

据业内人士称,HIT电池目前与PERC电池的转化率并没有拉很开,成本上来说,电池端的成本较高,但在组件端成本只略高于PERC;HIT电池的爆发期预计在2年左右,届时HIT电池的成本与工艺问题将被解决,PERC电池的潜力也已近乎挖净。

国内外HIT厂商状况一览


上表展示了国内外部分HIT厂商的一些现状,下面将选择几家进行详述。

国外技术竞争赛事火热

及HIT电池,松下三洋是不可不说的,1991年三洋公司首次将HIT电池效率达18.1%,并在1997年实现HIT电池的批量生产;其在异质结电池的研发和生产领域一直处于领先地位,其研发的面积为100cm²左右的HIT电池转换效率连续突破20%、21%、22%、23%重要窗口,2013年2月,转换效率最高已达24.7%。

松下于今年5月宣布,已经实现了量产硅光伏组件的世界最高输出温度系数(-0.258%/°C )。在目前量产水平上,技术改进了0.032点,凸显了异质结太阳能电池的正温度特性。

图二 松下HIT电池最高输出温度系数改进 来源:松下

从2014年初Panasonic的25.6%打破UNSW保持了近20年的记录开始,Panasonic,SHARP和Kaneka先后超越25%。

日本化学品制造商Kaneka Corporation的研究人员于2016年底将HIT电池光电转换率提升到26.3%,打破了之前松下25.6%的纪录。尽管效率提高了2.7%,但商业上可行的太阳能电池技术的改进日益难以获得。

当然,叠加了IBC技术后的HBC电池能展现出更惊人的转化效率,目前已达26.63%。

国内HIT电池布局以“小”为主

国内HIT电池厂商不少,但普遍产能不高,许多企业仍处于预生产状态,包括晋能、协鑫集成、上海中智、福建钧石、汉能、新澳、上彭等,下面选取部分企业进行举例。

汉能
汉能薄膜于去年成立HIT(Hetero-junction with IntrinsicThin-layer,高效硅异质结太阳能电池)事业部,专注于制造HIT整线生产线。HIT技术具有良好的产品可控性、更低的生产成本以及良好发展前景,将成为分布式和户用太阳能电站最优良的光伏产品。目前,汉能HIT电池片研发效率达23%。2017年3月,四川汉能光伏有限公司开始成都市汉能360MW高效硅异质结太阳能(HIT)电池生产线技术升级改造项目。11月8 日,成都双流区副区长曾虎会见汉能薄膜发电集团执行董事、HIT事业部首席执行官徐晓华一行,双方就拟在双投资项目事宜进行了交流。

福建钧石
福建钧石能源于2016年12月19日举行了HIT高效电池项目竣工验收投产仪式,该项目是国内首条拥有自主知识产权的高效异质结太阳能电池生产线,一期总投资为20亿元,建设6条100MW高效异质结电池生产线,其电池转换效率超过22%,投产后的年产值达30亿元。

中国晋能
晋能科技总经理杨立友在第二届晋能科技开发者论坛上表示,在未来技术走向上,他更加看好异质结和双面发电。以晋能科技的双面HJT超高效组件为例,异质结转换率可以超过23%,配合背触技术转换效率可以突破26%;同时具有优异的弱光响应、-0.28%的超低功率温度系数,首年不超过1%之后逐年不超过0.5%的超低衰减率。

2017年5月,晋能集团2GW异质结电池及组件项目一期投产。

中环
2017年11月29日,中环将国电光伏收入囊中,从国电光伏接受的HIT产线仅为研发线,HIT等N型电池技术,在短期内技术和成本无法达到大规模量产水平,此条HIT产线将作为中环在电池方面的技术储备继续保留。此前中环1GW的HIT电池生产计划目前未出现相关后续消息。

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