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HIT電池的故事二:距國內HIT電池技術爆發(fā)最多兩年?

作者: | 發(fā)布日期: 2017 年 12 月 15 日 14:39 | 分類: 分析評論

上次說到《HIT電池的故事一:難住特斯拉的不止Model 3 還有水牛城》,在此文中詳述了特斯拉近年來在HIT電池上的動作,到底是什么技術獲得了特斯拉的無限青睞,本文將對HIT技術進行展開敘述,探討其與PERC技術的差異,與其在國內爆發(fā)的一些條件。

PERC電池與HIT電池工藝與技術的現狀及差異

HIT(本征薄層的異質結Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm)太陽能電池最早由日本三洋公司于1990年成功開發(fā),并申請注冊為商標。被松下收購后,自2012年4月1日起,三洋出產的太陽能電池組件改為Panasonic HIT品牌。

由PERC到HIT的路不遠,但也不易,下圖展示了從工藝、設備與技術特性三個角度來講,PERC電池與HIT電池的差異。從下圖中可看出,PERC電池在工藝的復雜程度、產線的兼容性以及現階段工藝成熟度上勝于HIT電池,但固有的光衰問題與轉化率問題限制了它的發(fā)展,而HIT電池因其無光衰、高效的特性,在未來更具開發(fā)性。

下表展示了HIT電池技術現階段表現出了有點與有待突破的瓶頸:

HIT電池雖然性能較優(yōu),但仍然存在許多問題,一定程度上限制了其大規(guī)模量產,原因有三。

1、HIT電池生產過程中的每一步工藝要求都非常嚴格,由于非晶硅薄膜生長對表面質量要求很高,因此對前道晶硅的表面清潔凈化技術提出非常高的要求。
2、非晶硅薄膜無法承受較高溫度的后續(xù)工藝,后道必須使用高成本低溫工藝和材料。
3、TCO薄膜成本較高,且產量有限。

基于此,在保證高效的情況下,大規(guī)模的量產還需要進一步的研究。

據業(yè)內人士稱,HIT電池目前與PERC電池的轉化率并沒有拉很開,成本上來說,電池端的成本較高,但在組件端成本只略高于PERC;HIT電池的爆發(fā)期預計在2年左右,屆時HIT電池的成本與工藝問題將被解決,PERC電池的潛力也已近乎挖凈。

國內外部分HIT廠商的一些現狀,下面將選擇幾家進行詳述。

國外技術競爭賽事火熱
提及HIT電池,松下三洋是不可不說的,1991年三洋公司首次將HIT電池效率達18.1%,并在1997年實現HIT電池的批量生產;其在異質結電池的研發(fā)和生產領域一直處于領先地位,其研發(fā)的面積為100cm2左右的HIT電池轉換效率連續(xù)突破20%、21%、22%、23%重要窗口,2013年2月,轉換效率最高已達24.7%。

松下于今年5月宣布,已經實現了量產硅光伏組件的世界最高輸出溫度系數(-0.258%/°C )。在目前量產水平上,技術改進了0.032點,凸顯了異質結太陽能電池的正溫度特性。

從2014年初Panasonic的25.6%打破UNSW保持了近20年的記錄開始,Panasonic,SHARP和Kaneka先后超越25%。

日本化學品制造商Kaneka Corporation的研究人員于2016年底將HIT電池光電轉換率提升到26.3%,打破了之前松下25.6%的紀錄。盡管效率提高了2.7%,但商業(yè)上可行的太陽能電池技術的改進日益難以獲得。

當然,疊加了IBC技術后的HBC電池能展現出更驚人的轉化效率,目前已達26.63%。

國內HIT電池布局以“小”為主

國內HIT電池廠商不少,但普遍產能不高,許多企業(yè)仍處于預生產狀態(tài),包括晉能、協鑫集成、上海中智、福建鈞石、漢能、新澳、上彭等,下面選取部分企業(yè)進行舉例。

漢能
漢能薄膜于去年成立HIT(Hetero-junction with IntrinsicThin-layer,高效硅異質結太陽能電池)事業(yè)部,專注于制造HIT整線生產線。HIT技術具有良好的產品可控性、更低的生產成本以及良好發(fā)展前景,將成為分布式和戶用太陽能電站最優(yōu)良的光伏產品。目前,漢能HIT電池片研發(fā)效率達23%。2017年3月,四川漢能光伏有限公司開始成都市漢能360MW高效硅異質結太陽能(HIT)電池生產線技術升級改造項目。11月8 日,成都雙流區(qū)副區(qū)長曾虎會見漢能薄膜發(fā)電集團執(zhí)行董事、HIT事業(yè)部首席執(zhí)行官徐曉華一行,雙方就擬在雙投資項目事宜進行了交流。

福建鈞石
福建鈞石能源于2016年12月19日舉行了HIT高效電池項目竣工驗收投產儀式,該項目是國內首條擁有自主知識產權的高效異質結太陽能電池生產線,一期總投資為20億元,建設6條100MW高效異質結電池生產線,其電池轉換效率超過22%,投產后的年產值達30億元。

中國晉能
晉能科技總經理楊立友在第二屆晉能科技開發(fā)者論壇上表示,在未來技術走向上,他更加看好異質結和雙面發(fā)電。以晉能科技的雙面HJT超高效組件為例,異質結轉換率可以超過23%,配合背觸技術轉換效率可以突破26%;同時具有優(yōu)異的弱光響應、-0.28%的超低功率溫度系數,首年不超過1%之后逐年不超過0.5%的超低衰減率。

2017年5月,晉能集團2GW異質結電池及組件項目一期投產。

中環(huán)
2017年11月29日,中環(huán)將國電光伏收入囊中,從國電光伏接受的HIT產線僅為研發(fā)線,HIT等N型電池技術,在短期內技術和成本無法達到大規(guī)模量產水平,此條HIT產線將作為中環(huán)在電池方面的技術儲備繼續(xù)保留。此前中環(huán)1GW的HIT電池生產計劃目前未出現相關后續(xù)消息。

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