【2017PVCEC】中科院劉正新：后PERC時(shí)代高效率太陽(yáng)能電池技術(shù)路線

:2017年10月17日-19日，2017中國(guó)光伏大會(huì)暨展覽會(huì)(PVCEC2017)在北京隆重召開。中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所新能源技術(shù)中心主任劉正新在光伏熱點(diǎn)專題研討會(huì)上發(fā)表了題為“后PERC時(shí)代高效率太陽(yáng)能電池技術(shù)路線分析”的主旨演講。

以下為發(fā)言實(shí)錄：

劉正新：前兩位都是產(chǎn)業(yè)界大咖，我是院所來(lái)的，觀點(diǎn)是偏學(xué)術(shù)性的，供大家參考。

我們看依于覺(jué)故而有不覺(jué)生三種相不相舍離。下面是太陽(yáng)電池的技術(shù)路線圖，把它按照效率換一個(gè)方式表達(dá)，我們可以看到，我們現(xiàn)在常規(guī)的電池單晶我們現(xiàn)在N-PERT達(dá)到21%，再往高走的話，我們宋博士也講了，N-PERT的技術(shù)效率比較高，再往高走就是HIT，這是雙面的，我們投入另外一個(gè)現(xiàn)象，物理現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，它一個(gè)動(dòng)畫問(wèn)題。IBC它實(shí)際上是一個(gè)電極的機(jī)械化技術(shù)。現(xiàn)在研究的比較多的HIT上面。

隨著效率的提高，效率比較低的時(shí)候，它是P型，再往高效率走的話，都是N型為主，但是為什么這樣？P型跟N型的規(guī)，牽引力是不一樣的。

我們看一下這個(gè)電池的效率和生產(chǎn)，在P型，基本上在21%-22%，最高效率達(dá)到22%以上，通過(guò)這個(gè)發(fā)展的話，超過(guò)22%需要更多的研發(fā)，在成本上也會(huì)增加。超過(guò)22%的，在產(chǎn)業(yè)還是事實(shí)上，效率高的，25%以上都希以N型為主要的。

我們?cè)诟嗟慕y(tǒng)計(jì)一下，其他是報(bào)道的，效率超過(guò)23%的效率，有些數(shù)據(jù)跟新比較慢，完全是N型的電池，N型以后在高效電池是有優(yōu)勢(shì)的。

另外一個(gè)方面，從P型到N型的轉(zhuǎn)換以外，還有就是單面和雙面的，光線的利用，一面發(fā)電是比較浪費(fèi)的，如果背面也可以發(fā)電，它的增益是可以獲得的。

我們統(tǒng)計(jì)的很多數(shù)據(jù)，只要把雙面用的好，最低的增益也在10%以上。

如果雙面的話，它應(yīng)用前途會(huì)更加多。我們很多人就感嘆說(shuō)，拿土地，找屋頂不太好找。我們東西朝向的話，它的發(fā)電量和我們普通安裝的發(fā)電量是一樣的，北方容易積雪。在一些北方地區(qū)，已經(jīng)非常多這方面的報(bào)道。

剛才說(shuō)高效電池，HIT和IBC這兩個(gè)反向走，我們可以看一下它的工藝難度是不一樣的，他們這個(gè)工藝也進(jìn)行了很多簡(jiǎn)化，它即使這樣也有九步工藝，工藝的復(fù)雜程度造成影響，在背面交叉做電極，電極的成本也是比較貴的，預(yù)計(jì)會(huì)在一瓦在0.7美元左右。相對(duì)來(lái)說(shuō)HIT流程比較簡(jiǎn)單，總共分成四個(gè)步驟。這個(gè)非常簡(jiǎn)單，我們這方面做的很多，但是希望大家要一個(gè)新技術(shù)更多的做基礎(chǔ)研發(fā)，否則也會(huì)走很多彎路。

后邊我介紹HIT的情況，我簡(jiǎn)單的介紹一下。它是非常好的雙面電池，正面和背面基本上看不到顏色有差異，兩年前我們也做了認(rèn)真的測(cè)試，它的雙面率達(dá)到90%以上，早前我們最高的雙面率可以達(dá)到96%以上。它是一個(gè)非常好的自然的雙面電池，而且它的雙面率非常高，在垂直安裝或者背面發(fā)電的優(yōu)勢(shì)非常高。還有就是溫度系數(shù)。

還有一個(gè)關(guān)鍵的大家非常有誤區(qū)的，國(guó)內(nèi)的HIT有兩個(gè)誤區(qū)，一個(gè)是它有衰減，我們做光致衰減的時(shí)候，做的一個(gè)例子，我們從初始的只是看，它還是有增加的，增加20.7%，光照20個(gè)小時(shí)以后還是這樣，它是沒(méi)有衰減的。我們找了一下最近的雜志也找到了類似的結(jié)果，光致衰減是沒(méi)有的，這個(gè)為什么會(huì)是這樣的情況?

還有一個(gè)很也優(yōu)勢(shì)的就是電池可以減薄，它是完全對(duì)稱的，我們實(shí)驗(yàn)室溫度是不超過(guò)200度的，我們進(jìn)行了這方面的很多工作，一個(gè)是為了降低硅片的成本，第二個(gè)是為了做更多的應(yīng)用。我們這個(gè)圖把橫軸硅片逐步見(jiàn)效降低，它的轉(zhuǎn)換效率，它的各個(gè)電池參數(shù)的變化情況，異質(zhì)結(jié)電池它的厚度減少，它的voc是稍微有些增加的，F(xiàn)F一般情況會(huì)降低，但是我們控制以后達(dá)到平衡，最后電池的厚度在100微米以上，我們達(dá)到22%以上，如果電池低于100微米我們可以很好的如性的，有了這樣的電池以后，我們就可以做成這種組件，這個(gè)組件是一個(gè)平和，它的轉(zhuǎn)換效率我們可以做成20%，這個(gè)用途是比較多的。

異質(zhì)結(jié)電池的后期，會(huì)不會(huì)發(fā)展的更多，我們看一下，這個(gè)在國(guó)外發(fā)展也比較快，這個(gè)技術(shù)也比較難。國(guó)外常規(guī)的電池做不過(guò)你，高效電池其是想有一搏的。

剛才說(shuō)我們國(guó)內(nèi)的，國(guó)內(nèi)變化也是比較快，福建均石也是投兩條線，漢能也投了，現(xiàn)在我們已經(jīng)簽約的設(shè)備已經(jīng)達(dá)到一個(gè)GW，這里也的人是沒(méi)有任何研究研發(fā)的，所以大家在調(diào)研方面還要進(jìn)行充分的調(diào)研。

研發(fā)的情況，我們從硅片買進(jìn)來(lái)到做成電視，我們可以連續(xù)做。我們除了研發(fā)電池技術(shù)以外，我們和很多設(shè)備廠商。

還有一個(gè)很重要，靶材已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化了，我們?cè)谶@方面做了很多工作，我們的目標(biāo)通過(guò)這個(gè)研發(fā)技術(shù)，和原材料企業(yè)進(jìn)行合作，為降低成本創(chuàng)造條件。

單面的效率23.2%，我們實(shí)驗(yàn)室的還要高一些，比較穩(wěn)定的23.6%，我們很多電池在新疆，我們都在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，它的發(fā)電量比一般的發(fā)電量高很多。

關(guān)于成本剛才有很多講了，成本現(xiàn)在SHI成本比較高，硅片，漿料，其他的輔助材料，最關(guān)鍵的還是硅片和銀漿。硅片我們剛才說(shuō)了，我們現(xiàn)在目前比較可靠的做150微米。性外一個(gè)就是漿料的成本，漿料的成本它本身用量比較大，還有用量比較大，我們現(xiàn)在找到一些替代絲網(wǎng)印刷用漿料的因?yàn)?，我們現(xiàn)在可靠的做到，單片0.4以下，這樣單瓦組件的成本就比較接近我們高效的N-PERT的技術(shù)。

我們?cè)谔岣呓M建的規(guī)律上，能有效的降低成本，提高效率也是比較有效的，我們HIT的話，達(dá)到23%以上，一般組件的功率，我們組件的成本也是可以下降的。

我們總體來(lái)說(shuō)降低這個(gè)成本，改變硅片的厚度，硅片上我們就會(huì)處在同樣一個(gè)水平。再加上其他的原材料輔材和設(shè)備。

我總結(jié)一下，現(xiàn)在有幾個(gè)變化趨勢(shì)，多晶到單晶的轉(zhuǎn)化比較明顯，P型到N型的轉(zhuǎn)化比較明顯，再一個(gè)就是單面到雙面的轉(zhuǎn)化，HIT是比較好的雙面，發(fā)電量也高，現(xiàn)在引起的關(guān)注度也越來(lái)越高，可能會(huì)吸引更多的廠家來(lái)投入，大家在選設(shè)備的時(shí)候一定要謹(jǐn)慎。謝謝。