叠片(叠瓦)电池

随着光伏技术的进步和【hé】“领跑者”计【jì】划的【de】深入推进【jìn】,中国【guó】光伏行业开始【shǐ】进入高效产品【pǐn】比拼的时代。

一、叠片电池结构和原理

其中【zhōng】,作为主【zhǔ】流高【gāo】效组件技【jì】术之一【yī】的叠【dié】片技术目前受【shòu】到广泛关注。传统组件电【diàn】池片之【zhī】间采用汇流条连接结【jié】构,大量汇【huì】流【liú】条的使用【yòng】,增加了【le】组件【jiàn】内部的损耗,降低【dī】了组件转【zhuǎn】换效率,同时单片电池片的差异在串联结【jié】构下,反【fǎn】向电流对组【zǔ】件影响会增加,从而产生热斑效应而损坏组件甚至影响整个光伏系【xì】统的【de】运转【zhuǎn】。

叠片组件【jiàn】利【lì】用切片技术将栅线重新设计【jì】的电池片切割成合理图形的小片【piàn】,将【jiāng】每小片叠加排布,焊接制作成串【chuàn】,再经过【guò】串并联【lián】排版后【hòu】层【céng】压【yā】成组件【jiàn】。这样使【shǐ】得电【diàn】池以更紧密的方式互相连结,在【zài】相同的面积下,叠片组件【jiàn】可以放置多于常规组件13%以上【shàng】的电【diàn】池【chí】片【piàn】,并【bìng】且由于此组件结构的优化,采用无焊带设【shè】计,大大减少了组件的线损【sǔn】,大幅度提【tí】高了【le】组件的输出功率。

二、叠片技术的前景

更高效率更低【dī】损【sǔn】耗,叠片技术无【wú】疑【yí】将对国内的高【gāo】效【xiào】组件封【fēng】装技术带【dài】来【lái】革命性影响。尤其在目前国内组【zǔ】件【jiàn】市场价格日渐下行的情况下,组【zǔ】件领【lǐng】域的降本提效成为必须。因此,光伏业【yè】内【nèi】企业积极推进叠片组【zǔ】件的技术研【yán】发与大规模制造。

叠片【piàn】组件目【mù】前的应用市场【chǎng】主要在一些高效【xiào】应用场景中,如【rú】第三批领【lǐng】跑者中应【yīng】用领跑基地和【hé】技术领跑基地中各有一个项目中标【biāo】;日本一直是【shì】高效产【chǎn】品【pǐn】的市场【chǎng】,叠【dié】片组【zǔ】件在日本也有【yǒu】不错的应用市场。此外,叠片组件漂亮的外观非常适用于【yú】户【hù】用分布式【shì】。

三、叠片技术生产企业

1、赛拉弗


赛【sài】拉弗于2016年3月推出应用叠片技术的日【rì】食系列(Eclipse)组件。相同60片版型的组件可以【yǐ】达【dá】到【dào】320W以上【shàng】。Eclipse新技【jì】术和工艺还【hái】可【kě】结【jié】合现存的高效【xiào】电池技术,在2017SNEC上,赛拉弗推出【chū】了两款新型日食组【zǔ】件【jiàn】,分别是搭【dā】配了黑【hēi】硅【guī】与PERC工艺的组【zǔ】件产品,以【yǐ】及采用HJT电池的组件产品。

赛拉弗日食系列(叠瓦组件)于2016年5月顺利【lì】通过测【cè】试【shì】,成为全球第【dì】一家通过【guò】TUVSUD认证的采用切片叠瓦技术的高【gāo】效组件,功率输出与【yǔ】常【cháng】规组件相比【bǐ】提高【gāo】了【le】15%。

2、东方环晟


2017年2月,东方电气(40%)、中环股份(37%)、SunPower(20%)联手【shǒu】宜兴开发区(3%)四方签约,启动东方环晟【shèng】高【gāo】效【xiào】叠片太阳能电池组件项目。据【jù】悉,该项目引进股【gǔ】东方SunPower独创并经北美市【shì】场验证成熟的叠片【piàn】组件技术【shù】,建设21条全部应用叠片技术【shù】的【de】单多【duō】晶组【zǔ】件生产线。项目【mù】总投资约50亿元,2017年【nián】底将建成730MW高效【xiào】叠片太阳能【néng】电池组件【jiàn】产能,全部投产后将【jiāng】形成5GW高效叠【dié】片太阳能组【zǔ】件产【chǎn】能。第一批51MW产品已销【xiāo】往海【hǎi】外【wài】。

3、协鑫集成


协鑫集成【chéng】自2014就成立了高效切片技【jì】术与【yǔ】高效叠片技术的专项科技【jì】研发团队,其推【tuī】出的金【jīn】刚高密度【dù】组件【jiàn】即应用了创【chuàng】新型的叠片技术,并【bìng】在【zài】2016SNEC上开始展出【chū】。

4、其他企业

此外,在2017年SNEC上,晶科【kē】、中来股份、亿晶光电【diàn】、顺风、中利腾晖、隆基乐叶、Solaria等公司均展示【shì】了叠片组件产品,但现均无量产。相似【sì】的还【hái】有隆基与爱康。9-21,隆基乐叶【yè】宣布:经权威认【rèn】证测【cè】试机构【gòu】CGC测试,隆【lóng】基乐叶【yè】研发的60尺寸型双面叠片组【zǔ】件【jiàn】正面转换效【xiào】率达20.66%,突破世【shì】界纪录,成【chéng】为目前全球60尺寸型双【shuāng】面叠片组件正面转换效率最【zuì】高纪录【lù】保持者。9-21,爱康【kāng】光电【diàn】叠瓦组件生产线首【shǒu】件产品成【chéng】功下线,命名为【wéi】“鲲鹏”系【xì】列的叠瓦【wǎ】单晶【jīng】组件【jiàn】。

四、叠片电池组件存在问题:

1、技术门槛高

叠片电池【chí】组件的大规模量产还【hái】存在一些【xiē】问题。首先,叠【dié】片组件的技术门槛【kǎn】较高,如何【hé】在【zài】封装过程中确保【bǎo】电池联结的可靠性【xìng】是【shì】技术【shù】关键;

2、成本高

叠【dié】片组件需【xū】额外【wài】采用【yòng】新设备和材料制造,成本相对较【jiào】高。据了解【jiě】每瓦成本至少高出3毛钱以上。

3、专利风险高

叠片组件存在专利纠纷的风险【xiǎn】,故组件制造商在进行研【yán】发【fā】生产时应注意规避专利风险。这也是叠片组件生【shēng】产最大的【de】风险【xiǎn】。目【mù】前叠片【piàn】技术的全球【qiú】专利已经【jīng】被Sunpower注册。东方环【huán】晟【shèng】与【yǔ】Sunpower合资避【bì】免了专【zhuān】利风险。

五、总结

总体【tǐ】来说:如能避免【miǎn】规模过【guò】大引起专利起诉【sù】与赔偿,叠【dié】片技术只要【yào】实现了规【guī】模化的发展,成本一【yī】定会降下来,在未来【lái】会非常有竞【jìng】争优势。

HIT电池

一、HIT发展背景

HIT是【shì】Heterojunction withIntrinsic Thin-layer的缩写,意为【wéi】本【běn】征【zhēng】薄【báo】膜异【yì】质【zhì】结,因HIT已被【bèi】日【rì】本三洋公司申请为【wéi】注册商标,所以又【yòu】被称为HJT或SHJ(Silicon Heterojunction solarcell)。该类【lèi】型太阳能电池【chí】最早由日本三洋公【gōng】司于【yú】1990年成功【gōng】开发,当时转换【huàn】效率【lǜ】可达到14.5%(4mm2的电池),后来【lái】在三洋公司【sī】的不断改进下,三【sān】洋【yáng】HIT电池的【de】转换效率于2015年已达到25.6%(2009年,三【sān】洋公司被松下收购)。迄今为止,该太阳能电池的最高效率【lǜ】可达26.3%,HIT技术【shù】叠加IBC技术之后的HBC电池最高效率可达26.63%。2015年三洋的HIT专利保【bǎo】护结束,技【jì】术壁【bì】垒消【xiāo】除,是我国大力发展【zhǎn】和推广HIT技术的大好时机。

二、HIT电池优势和特点

1、高温环境下发电量高

在一天的中午时分,HIT电池【chí】的发电【diàn】量比一般晶体硅太阳电池高【gāo】出【chū】9-21%,双【shuāng】玻HIT组件的【de】发电量高出20%以上【shàng】,具【jù】有更【gèng】高的【de】用户附【fù】加值。

2、双面电池

HIT是非【fēi】常好【hǎo】的双面【miàn】电池,正面和背面【miàn】基本无颜色差异,且双面率(指电池背【bèi】面效率与正面【miàn】效【xiào】率之比)可达到90%以【yǐ】上,最高【gāo】可【kě】达96%,背【bèi】面【miàn】发电的优势明显。

三、HIT电池产业化现状

2017年【nián】国内【nèi】HIT电池已经形成【chéng】产能1GW,但是【shì】产量有限,仅【jǐn】为60MW,平均转化【huà】效率为【wéi】22.7%,预计2018年将迎来异质结发【fā】展【zhǎn】元年【nián】,2018年规划产能将为2.5GW,总产能将达到3.5GW。在【zài】大规模量产【chǎn】方面,首屈【qū】一指的当然是日【rì】本三洋,现有产能【néng】1GW,量产效率达23%。除此之外,有较成熟HIT技术的还有松下、Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建【jiàn】均【jun1】石、晋能、中智(泰兴)、上澎等【děng】企业【yè】。

1、晋能清洁能源有限公司


晋中基地的高效异质【zhì】结单【dān】晶电池组件10万千瓦项【xiàng】目2017年4月份投【tóu】产,成为国内首条高效异质结【jié】单晶【jīng】电【diàn】池规模化生产【chǎn】线,并有望在国际上【shàng】首次以接【jiē】近【jìn】常【cháng】规晶硅组件【jiàn】成本的技【jì】术路线实现高效异质结单晶电池产品的量产。

另外【wài】据统计2017年晋【jìn】能异【yì】质结电池出【chū】货量为4MW左右。未【wèi】来三年【nián】内,晋中超高效异质结电池及组件生产【chǎn】基地产能将达到2GW,同时超高【gāo】效异质结组件的生产成本将【jiāng】降【jiàng】至0.4美元/瓦【wǎ】。

2、钧石(中国)能源有限公司


钧石【shí】目前异质【zhì】结电池总产【chǎn】能为金石能源100MW产能(前【qián】期100MW主【zhǔ】要用于研发)以及福建钜能刚投产【chǎn】的500MW产【chǎn】能,总产能为600MW。

另外【wài】据【jù】统计2017年鈞石异质结电池总出货量为【wéi】1-2MW。不过随【suí】着【zhe】其500MW产【chǎn】能投产,其公司自【zì】我预计2018年出货量将【jiāng】到【dào】达100-200MW。

3、中智(泰兴)电力科技有限公司

2017年【nián】7月【yuè】,中智(泰兴)与江苏省【shěng】泰兴市高新区合作共【gòng】同投资【zī】建设的160MW两条【tiáo】异质结太【tài】阳电池的生产线已建成【chéng】,投入总计4亿元左右。另外据统计【jì】2017年中智(泰兴)异质【zhì】结出货为1-2MW。

4、汉能


于2016年【nián】成立HIT事【shì】业部【bù】,专注【zhù】于制造HIT整线生产线。2017年3月,汉能【néng】投资高达39.15亿元【yuán】对原汉能光伏的生产线【xiàn】全面进行【háng】技【jì】改升【shēng】级,重新建设以高效异质【zhì】结太阳能【néng】电【diàn】池(HIT光伏电池)及柔【róu】性CIGS薄膜太阳能电【diàn】池为技术路线的薄【báo】膜太阳能研发制【zhì】造基地。据了解目前【qián】汉能HIT电池片研【yán】发效【xiào】率达【dá】23%,产能400MW。

5、深圳光远智能装备股份有限公司

9-21。由深【shēn】圳光远智能装备股份有限公司【sī】生产【chǎn】的高速双轨串焊机GCH-2600A完【wán】成该项目第一片【piàn】HIT电池焊接【jiē】——标【biāo】志国内HIT光伏技术获得突破,而【ér】该项目的一【yī】期【qī】120MW同日宣布投产,二期480MW计划【huá】在【zài】2018年底建成投运。全【quán】部达产【chǎn】后HIT系列新产品年【nián】产能达600MW。

6、江苏爱康科技股份有限公司


9-21,爱康科【kē】技宣【xuān】布总投资106亿元的爱康科技异质结【jié】(HIT)新一代高效【xiào】太【tài】阳能电池项【xiàng】目落【luò】户浙江【jiāng】长【zhǎng】兴,并【bìng】于9-21举行【háng】了开工仪【yí】式,规划总产能【néng】5GW,项目达产后,预计【jì】年销售收【shōu】入120亿【yì】元,年税收7亿元。

7、其他企业

三、HIT电池产业发展问题

1、技术门槛高

HIT电池【chí】虽然效率【lǜ】高,同等功率发电量高【gāo】,但实【shí】际并【bìng】不【bú】如厂家所吹【chuī】嘘的那样发电量高15%,实际也【yě】就搞7%左右【yòu】。采【cǎi】用本征薄【báo】膜异质结【jié】,技术门槛高。

2、成本高

这是最大的问题【tí】,目前HIT组件【jiàn】比【bǐ】普通组件价格高约近1块【kuài】钱左右,即使【shǐ】实【shí】现了量产,预【yù】计也会【huì】比PERC高效电池高【gāo】5毛钱【qián】左右【yòu】。因此还未到大规模量产化【huà】的阶段。