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【2017PVCEC】中科院刘正新:后PERC时代高效率太阳能电池技术路线

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讯:2017年10月17日-19日,2017中国光伏大会暨展览会(PVCEC2017)在北京隆重召开。中科院上海微系统与信息技术研究所新能源技术中心主任刘正新在光伏热点专题研讨会上发表了题为“后PERC时代高效率太阳能电池技术路线分析”的主旨演讲。

以下为发言实录:

刘正新:前两位都是产业界大咖,我是院所来的,观点是偏学术性的,供大家参考。

我们看依于觉故而有不觉生三种相不相舍离。下面是太阳电池的技术路线图,把它按照效率换一个方式表达,我们可以看到,我们现在常规的电池单晶我们现在N-PERT达到21%,再往高走的话,我们宋博士也讲了,N-PERT的技术效率比较高,再往高走就是HIT,这是双面的,我们投入另外一个现象,物理现象来说,它一个动画问题。IBC它实际上是一个电极的机械化技术。现在研究的比较多的HIT上面。

随着效率的提高,效率比较低的时候,它是P型,再往高效率走的话,都是N型为主,但是为什么这样?P型跟N型的规,牵引力是不一样的。

我们看一下这个电池的效率和生产,在P型,基本上在21%-22%,最高效率达到22%以上,通过这个发展的话,超过22%需要更多的研发,在成本上也会增加。超过22%的,在产业还是事实上,效率高的,25%以上都希以N型为主要的。

我们在更多的统计一下,其他是报道的,效率超过23%的效率,有些数据跟新比较慢,完全是N型的电池,N型以后在高效电池是有优势的。

另外一个方面,从P型到N型的转换以外,还有就是单面和双面的,光线的利用,一面发电是比较浪费的,如果背面也可以发电,它的增益是可以获得的。

我们统计的很多数据,只要把双面用的好,最低的增益也在10%以上。

如果双面的话,它应用前途会更加多。我们很多人就感叹说,拿土地,找屋顶不太好找。我们东西朝向的话,它的发电量和我们普通安装的发电量是一样的,北方容易积雪。在一些北方地区,已经非常多这方面的报道。

刚才说高效电池,HIT和IBC这两个反向走,我们可以看一下它的工艺难度是不一样的,他们这个工艺也进行了很多简化,它即使这样也有九步工艺,工艺的复杂程度造成影响,在背面交叉做电极,电极的成本也是比较贵的,预计会在一瓦在0.7美元左右。相对来说HIT流程比较简单,总共分成四个步骤。这个非常简单,我们这方面做的很多,但是希望大家要一个新技术更多的做基础研发,否则也会走很多弯路。

后边我介绍HIT的情况,我简单的介绍一下。它是非常好的双面电池,正面和背面基本上看不到颜色有差异,两年前我们也做了认真的测试,它的双面率达到90%以上,早前我们最高的双面率可以达到96%以上。它是一个非常好的自然的双面电池,而且它的双面率非常高,在垂直安装或者背面发电的优势非常高。还有就是温度系数。

还有一个关键的大家非常有误区的,国内的HIT有两个误区,一个是它有衰减,我们做光致衰减的时候,做的一个例子,我们从初始的只是看,它还是有增加的,增加20.7%,光照20个小时以后还是这样,它是没有衰减的。我们找了一下最近的杂志也找到了类似的结果,光致衰减是没有的,这个为什么会是这样的情况?

还有一个很也优势的就是电池可以减薄,它是完全对称的,我们实验室温度是不超过200度的,我们进行了这方面的很多工作,一个是为了降低硅片的成本,第二个是为了做更多的应用。我们这个图把横轴硅片逐步见效降低,它的转换效率,它的各个电池参数的变化情况,异质结电池它的厚度减少,它的voc是稍微有些增加的,FF一般情况会降低,但是我们控制以后达到平衡,最后电池的厚度在100微米以上,我们达到22%以上,如果电池低于100微米我们可以很好的如性的,有了这样的电池以后,我们就可以做成这种组件,这个组件是一个平和,它的转换效率我们可以做成20%,这个用途是比较多的。

异质结电池的后期,会不会发展的更多,我们看一下,这个在国外发展也比较快,这个技术也比较难。国外常规的电池做不过你,高效电池其是想有一搏的。

刚才说我们国内的,国内变化也是比较快,福建均石也是投两条线,汉能也投了,现在我们已经签约的设备已经达到一个GW,这里也的人是没有任何研究研发的,所以大家在调研方面还要进行充分的调研。

研发的情况,我们从硅片买进来到做成电视,我们可以连续做。我们除了研发电池技术以外,我们和很多设备厂商。

还有一个很重要,靶材已经完全实现国产化了,我们在这方面做了很多工作,我们的目标通过这个研发技术,和原材料企业进行合作,为降低成本创造条件。

单面的效率23.2%,我们实验室的还要高一些,比较稳定的23.6%,我们很多电池在新疆,我们都在进行实验,它的发电量比一般的发电量高很多。

关于成本刚才有很多讲了,成本现在SHI成本比较高,硅片,浆料,其他的辅助材料,最关键的还是硅片和银浆。硅片我们刚才说了,我们现在目前比较可靠的做150微米。性外一个就是浆料的成本,浆料的成本它本身用量比较大,还有用量比较大,我们现在找到一些替代丝网印刷用浆料的因为,我们现在可靠的做到,单片0.4以下,这样单瓦组件的成本就比较接近我们高效的N-PERT的技术。

我们在提高组建的规律上,能有效的降低成本,提高效率也是比较有效的,我们HIT的话,达到23%以上,一般组件的功率,我们组件的成本也是可以下降的。

我们总体来说降低这个成本,改变硅片的厚度,硅片上我们就会处在同样一个水平。再加上其他的原材料辅材和设备。

我总结一下,现在有几个变化趋势,多晶到单晶的转化比较明显,P型到N型的转化比较明显,再一个就是单面到双面的转化,HIT是比较好的双面,发电量也高,现在引起的关注度也越来越高,可能会吸引更多的厂家来投入,大家在选设备的时候一定要谨慎。谢谢。


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