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PERC之后,HIT将至!光伏人你准备好了么?
  • 2020-10-29 21:27:52
  • 浏览:1217
  • 来自:光伏盒子

  目前,主流的硅基太阳能电池在2015年之前由铝背场(BSF)电池技术主导,2015年P-PERC开始起量,目前PERC电池已经成为市场主流电池类型。

  伴随着PERC电池效率提升开始逐渐放缓,而基于N型硅片的异质结电池(HIT)产业化逐渐成熟,光伏电池产业发展的重心正在逐渐从P型PERC电池转向N型HIT电池。

  光伏晶硅电池发展路径

  01

  异质结电池(HIT)介绍

  晶体硅异质结太阳电池(HIT:Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm)HIT 电池是以晶硅太阳能电池为衬底,以非晶硅薄膜为钝化层的电池结构。

  标准晶体硅太阳能电池是一种同质结电池,即 PN 结是在同一种半导体材料上形成的,而异质结电池的 PN 结采用不同的半导体材料构成。

  异质结电池(HIT)结构

  异质结电池因以晶硅材料作为衬底,在材料中占比重较大,业内通常将其列入晶体硅太阳电池类别;又因其制备过程使用薄膜太阳电池技术,也有少数人将其列为薄膜太阳电池。

  02

  异质结电池(HIT)优势

  异质结电池(HIT)综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、效率高、开路电压高、温度特性好、双面发电、弱光相应高等优点,是高转换效率硅基太阳能电池的热点发展方向。

  下面就这些优势进行重点分析:

  1、效率高、发电量多

  从原理上,HIT电池由于Voc(开路电压)高,其理论效率高达27%以上,处于目前技术路线的前列。

  目前,HIT电池的实验室效率在26%以上,现有设施的平均量产效率在23%以上,比起常规Perc电池效率优势显著,也就是说:同样的面积,用异质结电池制造的组件的功率会更高。

  此外,相同功率下,HIT电池发电能力也更强。HIT电池由于其温度系数低、无衰减、弱光响应强等特点,相同功率下,较其它类型的组件发电能力更强,较多晶组件高10%以上,较单晶PERC组件高5%-10%。

  同时,HIT组件双面率更高,若考虑双面发电,HIT组件具备更高的发电增益。

  异质结电池与其他类型电池比较优势

  2、结构相对简单,量产化步骤少

  异质结电池(HIT)为天然的对称结构,主要包括:N型晶硅层,本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)、p型非晶薄膜(p-a-Si:H)、透明导电氧化物薄膜(TCO)、以及金属集电极,结构相对简单。

  HIT电池生产工序仅需4步,量产具备优势。目前,主流的PERC电池量产需要8道工序,TOPCon需要12道工序,而HIT电池的工序仅为4道。

  从理论上讲:HIT工艺步骤少,可以极大的降低电池的不良率,以及人工、运维等其他生产成本。

  三大类型电池量产工艺步骤对比

  3、成本下降空间大

  HIT电池成本下降空间大,未来3-5年有望下降50%。尽管当前异质结电池(HIT)成本相较于其他电池仍然偏高,如HIT电池进口设备约为8-10亿元/GW,国产设备约为5-8亿元/GW,而PERC只需要2.5-3亿元/GW。

  但随着近年来异质结电池技术不断成熟,其成本也在不断降低,如2017年为1.81元/M,2018年就下降至了1.22元/M,降幅达33%。

  根据当前发展趋势,未来HIT电池成本有望3-5年内降低至目前的50%左右,到2023年达到0.65元/M。

  主要下降的手段包括:硅片薄片化降低硅片成本,银浆用量减少及国产化降低浆料成本,单机生产设备产能提高以及国产化降低折旧成本。

  03

  异质结电池发展历程

  日本三洋公司在 1990 年发明出 HIT 电池并申请为注册商标,因此异质结电池又被称为 HJT(Heterojunction Technology)或 SHJ(Silicon Heterojunction)。

  04

  未来展望

  当前,全球HIT已有产能约3GW,但业内新老参与者均多在密切关注HIT进展。PERC规模适中的企业投入HIT意愿相对更强一些,参与方规划HIT产能超过15GW,部分企业已开始中试或小批量投运,预计明年将有4-7GW以上的HIT新增产能投放。

  随着山西晋能、爱康、通威、东方日升等一批标杆企业的HIT产能开始投运,将进一步提升行业对异质结电池的信心。

  在生产设备企业中有钧石能源、梅耶博格,另外迈为股份、捷佳伟创、江苏中智、德国新格拉斯等也在加大投入。

  由于HIT装备的半导体know-how要求更高,还需要低温工艺,因此,预计HIT相关技术与工艺的扩散较p-PERC应该会更慢一些。

  目前,HIT电池在部分市场已具有经济性。HIT电池的成本、售价较其他技术路线均相对较高。但由于其功率更高,在组件封装环节以及电站安装环节,HIT电池的单瓦封装成本以及单瓦BOS成本均要更低。

  另外,HIT电池单瓦发电量相对于其他电池也要更高,根据业内测算,其发电能力远高于其他电池。因而,在一些BOS成本较高的地区,HIT电池的LCOE较低,已具有一定经济性。

  2020年可能成为HIT的产业元年。随着其效率提升与成本下降,未来市场占有率可能将会持续扩大。

【责任编辑:sunnyz】
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关键字阅读: HJT
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