岁末总结 | 2017年的技术迭代
责任编辑:Lillian 作者:饶丽霞 2018/2/27 11:27:58 浏览:2249 解读

自2015年领跑者计划实施以来,各种高效技术得以登上舞台,高效产品市场需求增大,有力促进了技术加速创新升级。PERC、金刚线、黑硅、N型等词汇构成了2017年技术进步上浓墨重彩的一笔。

PERC:电池转换效率不断刷新

  • 2017年4月,隆基乐叶收到国家太阳能光伏产品质量监督检测中心(CPVT)的报告,报告显示,其单晶PERC电池转换效率达到22.17%。

  • 2017年9月,隆基乐叶收到国家太阳能光伏产品质量监督检测中心(CPVT)测试报告,表明隆基乐叶单晶PERC电池转换效率最高水平已达到22.43%。

  • 2017年10月2日,晶科能源宣布其研发的实用面积(245.83平方厘米)P型多晶PERC电池转换效率高达22.04%,创造新的世界纪录。

  • 2017年10月17日,经德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE CalLab)测试认证,隆基乐叶单晶PERC电池转换效率达到22.71%,创下新的PERC电池世界纪录。

  • 2017年10月25日,经中科院检测实验室验证,晶科能源研发的P型单晶PERC电池转换效率高达22.78%,刷新世界纪录。

  • 2017年10月27日,隆基乐叶收到国家太阳能光伏产品质量监督检验中心(CPVT)测试报告,报告显示隆基乐叶单晶PERC电池转换效率最高水平已达到23.26%,再一次刷新世界纪录。

  • 2017年11月7日,经中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,晶科能源研发的P型单晶PERC多栅电池效率达到23.45%,再次打破P型单晶电池效率的世界纪录。

  • 2017年12月7日,经TUV南德实验室验证,晶澳太阳能研发的60型单晶PERC组件功率突破326.67W,刷新世界纪录。

PERC技术凭借高效率、低成本、产线兼容等优势,逐渐成为市场主流高效产品,据PVInfoLink统计,2017年PERC电池产能由2016年底的15GW提升到近33GW,PERC组件产量达14GW左右,2018年PERC技术将逐渐成为单晶产线标配,预计未来几年内仍将是市场主流高效技术路线。

此外,2017年双面发电技术开始受到关注,双面组件产能持续增加。而当前阶段P型双面的性价比更高,双面PERC电池成本与单面PERC相当,双面率达70-80%左右,可有效提升发电量,预计第三批应用领跑者项目中满分标准可能有一大部分以双面PERC达成。

金刚线:多晶领域爆发,一线难求

金刚线凭借切割效率高、材料损耗少、环境污染小、产品质量高等优势,率先在单晶领域取得应用,2016年国内单晶切片大部分已由砂浆切割转换为金刚线切割,并成功带动了单晶的市场份额增长。

而在多晶领域,受限于电池绒面制作的困难,金刚线切割一直未能得到大范围推广。直到2017年,黑硅技术的突破、国产化金刚线机台改造、低成本的金刚线细线这三大因素,使得金刚线切割多晶得以快速推广,并且速度远超预期,业内人士预测,2018年上半年,砂浆切割将彻底淘汰,全面替换为金刚线切割。

金刚线在多晶领域的应用,再一次拉开了单多晶在硅片的成本差距。据保利协鑫副总裁吕锦标介绍,此前业界公认单、多晶硅片价差的分水岭为0.6元,超过0.6元/片多晶更具优势,反之则单晶更具优势,但这是基于单、多晶效率差在1-2%来计算的,而目前单、多晶的效率差已缩小到0.8%左右,据此推算,单、多晶硅片端更加合理的性价比标准差应该是0.4元/片。

PV InfoLink最新价格统计显示,目前金刚线切多晶硅片维持在4元/片左右,而单晶硅片(180μm)在4.8元/片左右。仅目前来看,金刚线切割多晶有利于扩大多晶的性价比优势。

而金刚线切割技术在多晶领域的爆发,直接导致了金刚线的需求剧增,甚至一度出现“一线难求”的情况。目前从事金刚线制造的企业已有近百家,如国内的杨凌美畅、易成新能、东尼电子、岱勒新材、青岛高测、三超新材等,其中杨凌美畅2017年产能已超过700万公里,占据全球金刚线市场份额的50%以上,稳居行业第一。

黑硅:搭配金刚线切割,提升多晶竞争力

黑硅技术与金刚线切多晶有着密不可分的关联,金刚线切多晶的发展趋势使得黑硅技术焕发了新的活力,而黑硅技术的突破使得金刚线切多晶得以大面积推广。金刚线切多晶硅片搭配黑硅技术,既能降低硅片成本又能提升电池效率,可谓是多晶提升竞争力的必由之路。

近一年以来,多晶路线的技术研发主要围绕着表面制绒技术展开,包括湿法黑硅、干法黑硅和添加剂制绒三种技术路线都取得了重要进展。几种方法各有优劣:湿法黑硅成本较低,但存在重金属污染问题;干法黑硅增加的电池效率高,但成本也高;添加剂制绒工艺简单,成本低,但是制绒后电池效率几乎不增加,甚至会略微降低。

2017年2月,协鑫集成多晶湿法黑硅PERC电池开始量产,平均效率达20%。随后在SNEC会上,协鑫宣布无偿转让成熟的黑硅制绒技术,有力促进了黑硅及金刚线切割的发展。同年11月无锡新能源展上,协鑫TS+系列第二代湿法黑硅片,60片型TS+黑硅组件功率突破275W。此外,湿法黑硅技术的代表企业还有阿特斯、比亚迪、苏美达等。保利协鑫首席技术官万跃鹏认为,目前湿法黑硅是最具性价比、最有市场前景的。据统计,2017年底国内湿法黑硅设备已经超过100台,产能超过10吉瓦。

干法黑硅目前主要在一线电池厂实现量产,如晶澳、晶科、协鑫、中节能等。2017年4月,干法黑硅设备制造商比太科技发布第四代RIE干法黑硅量产设备Tysol-4000,产能可达4000片/小时,电池量产效率平均可提高0.6%以上。据悉,比太科技干法黑硅设备出货量已超过1GW。

N型:受PERC挤压市占增长缓慢,技术领跑基地有力竞争者

N型电池具有衰减低、载流子寿命高等特点,一直是全球高效晶体硅电池研发和产业化的热点。英利、中来、林洋等公司的N-PERT电池,中科院微系统所、晋能、中智、福建金石的N型硅HIT电池,正在推动越来越多的光伏骨干公司布局N型硅电池。

PV InfoLink首席分析师林嫣容表示,N型技术受到PERC效率快速提升的挤压,以及未来主流路线尚未明确,而无法太快扩张市场占比。但由于技术领跑者的激励,且一线厂商需要评估PERC的下一代产品,而使得N型的产能仍每年缓步提升,预期2018年产能将由去年的6.3GW提升到6.8GW,在2020年前预计稳定维持 4~6%左右的市占率。

N型技术包括N-PERT、TOPCon、HJT、IBC等类型。N-PERT已有不少量产实绩,现有产能约1.7GW,主要企业有英利、中来等。2017年5月,航天机电推出新一代Milky Way系列N-PERT组件,电池正面转换效率达21.2%;2017年7月,英利第二代N-PERT“熊猫”电池亮相PV JAPAN 2017展,电池正面效率高达21.5%,背面效率达19.8%;2017年9月,中来多款N型单晶组件获CQC“领跑者”一级认证,其N-PERT电池正面转换效率达22%,背面效率达19%。N-PERT可从现有产线升级,技术难度不高,但随着双面P型PERC电池的推广量产,成本远高于双面PERC的N-PERT电池将度过一段较艰难的时期。

TOPCon技术是在电池表面生长一层超薄的可隧穿的氧化层和一层高掺杂的多晶硅层,可以极大地降低少子复合速率。TOPCon可以从PERT产线再升级,但其工序多,技术难度大,目前实现量产的仅有韩国LG,现有产能约1.1GW。2017年9月,英利在CPVC17上报告,在其常规 Panda电池上引入TOPCon 技术,电池效率可以达到 21.6%, 并表示Panda-TOPCon 双面电池的开路电压和填充因子仍有很大的提升空间。此外,中来、林洋均表示将发展量产效率达23%的N-TOPcon电池。

HJT凭借高效率、工序少等优势,发展较为快速,目前已实现量产,转换效率达22.5%以上,双面率达90%以上。中科院电工所研究员王文静表示,未来将是PERC与HJT争霸光伏产业的时代。目前国内HJT电池布局有福建钧石400MW、中智160MW、晋能100MW、汉能400MW,以及新奥、上海微系统所、清华紫光等。林嫣容表示,HJT将成为下一代主流技术的有力候选者,但由于HJT产线与现有设备完全不兼容,其产能扩张将是一个缓慢的过程,无法如PERC一般,迅速实现产能的大幅增长。

IBC最大的优点在于效率高,天合IBC电池中试示范线电池平均效率已达23-23.5%,中来在浙江衢州布局了10GW IBC电池产能,电池转换效率已突破23%。但IBC技术难度极高,成本也远高于其他N型技术,产线也几乎不兼容,目前国内尚未有量产实绩。

林嫣容分析到,N型技术中,N-PERT与P型双面PERC相比没有性价比优势,IBC技术难度和成本都极高,故预期未来两年内N型技术的实际投入将会以HJT和TOPCon为两大主线,而目前国内已有不少量产实绩的HJT颇具优势。

 

中国光伏行业协会秘书长王勃华曾表示,2017年是光伏行业技术进步最快的一年。同时技术的不断进步带来的是度电成本的不断降低,光伏组件和系统成本快速下降,2017年墨西哥甚至报出了1.77美分/千瓦时的最低电价。国家发展和改革委员会能源研究所研究员王斯成表示,第三批领跑者中,如格尔木等光照资源丰富的地区,竞标价格有可能降到0.4元/kWh以下,相信光伏平价上网已为期不远。


本文由光伏們进行编辑整理,转载请注明出处、作者和本文链接。
了解更多光伏相关欢迎关注光伏們微信号:PV_MEN如果您有光伏趣闻或光伏相关的稿件可以投稿给我们:edit@pvmen.com
文章评论(0)
登录后发表评论
最新评论
合作伙伴partner

微信二维码