9-21,由中【zhōng】国高科技【jì】行业门户OFweek维【wéi】科【kē】网主办的【de】“OFweek 2022(第十三届)太阳能【néng】光【guāng】伏产业大会暨光伏【fú】行【háng】业年度评选颁奖【jiǎng】典礼”在深圳成功举办。

会议现【xiàn】场高朋满座,气氛热烈。南【nán】昌大学光伏研【yán】究院院长周浪【làng】教授【shòu】,带来《太阳电【diàn】池【chí】技术与产品发【fā】展大【dà】势【shì】试析》的主题演讲。

图片图:南昌大学光伏研究院院长周浪

周浪首先介绍了光伏发展【zhǎn】的【de】历史,20世纪50年【nián】代贝尔实验室诞生的【de】第一【yī】块太阳能电池,转换效率只有6%。2020年,大规模量产【chǎn】电池效【xiào】率已【yǐ】经达到【dào】了22%水【shuǐ】平。但【dàn】在【zài】原来的基础上,引入了半导体材料,与硅片衬底形成了异质【zhì】结,有硅异质结【jié】(简称“HAC”)和【hé】TOPCon两大类。

两【liǎng】类电池技术的原创都不出自中国【guó】,分别在日【rì】本和德国【guó】曾被长【zhǎng】时间研发。HAC电池在发电效率上曾【céng】经一【yī】路领先,然而一些中国头【tóu】部企业坚定【dìng】、潜【qián】心TOPCON电【diàn】池,使其【qí】效率和【hé】良率以【yǐ】更快的进度追平HAC电池。

周浪【làng】认【rèn】为【wéi】,在可见的【de】未来,背【bèi】接触硅异质结电池(HBC或 IBH)和钙钛矿/硅异质结叠层电池是重要发展方向。

其【qí】中【zhōng】,背接触【chù】硅异【yì】质【zhì】结电池(HBC 或【huò】 IBH)产品目标【biāo】效率26.5%。有降低【dī】成本【běn】潜力。但【dàn】没有背面进光发电,只适合于屋【wū】面系统。预期两年出产品。

钙钛矿/硅【guī】异【yì】质结叠层电池产品【pǐn】目标效率28%。可背面【miàn】进光发电【diàn】。目前1平方厘米小样品率已【yǐ】超过【guò】31%。大【dà】尺寸和稳定【dìng】性难度很大【dà】,迄今没有公认解决方案。预【yù】期5~10年出【chū】产【chǎn】品。

具体方面,周浪指出HAC电池的经典结构【gòu】是四层【céng】氢化【huà】非晶【jīng】硅薄膜,缺点是正面薄非晶硅【guī】膜吸光,使电【diàn】流不高【gāo】。更理想的单面【miàn】HAC结构,是【shì】能够避【bì】免【miǎn】正面【miàn】寄【jì】生吸收,也能兼具高开压性能。就需要一种利用遂穿【chuān】氧【yǎng】化硅薄膜来钝化的、正背面统一【yī】高温工【gōng】艺的【de】结构。这【zhè】就与当前大行其【qí】道的TOPCON电【diàn】池高度【dù】相似【sì】。

对此,周浪提出了几点结论:

TopCon相比经典HAC电池,是一种演进【jìn】,用遂穿氧化硅薄膜替代了本征非晶硅薄膜、用掺【chān】杂微晶硅【guī】薄膜【mó】替代了掺杂非晶【jīng】硅【guī】薄膜【mó】,达【dá】到能够承【chéng】受【shòu】电【diàn】极栅【shān】线烧结制程高温【wēn】的目的。演进的好处【chù】是电流【liú】增【zēng】大,付出的代价是电【diàn】压【yā】下【xià】降、工艺复杂。经过几年的不懈努力,TopCon电池【chí】在效率上基本追平了经典HAC电池,良【liáng】率也翻了身。

然【rán】而HAC电池也并没【méi】有【yǒu】停留在经典结构【gòu】上不变。在正面以掺杂微晶硅替代掺杂非晶硅,乃【nǎi】至进【jìn】一步掺氧【yǎng】,来减小寄生吸收,已经从【cóng】研究走到初步试【shì】产,取得成【chéng】功,使效率再【zài】升0.5%。

周【zhōu】浪认为,按照这样的【de】演进【jìn】思维【wéi】,终极选择【zé】就是牺牲背【bèi】面【miàn】进光,只【zhī】适用于屋面光伏系统,考虑到屋面光伏【fú】市场【chǎng】足够大,也【yě】不是不能接受。爱旭的ABC电池和隆基【jī】的【de】HPBC电【diàn】池,就是按照这样的思路打【dǎ】造的产【chǎn】品。

随后,周浪【làng】又分【fèn】析了TOPCON和HAC电池【chí】在发电【diàn】能力、成本【běn】上的【de】差异,后者在成本上会【huì】略高一些。对此,周浪表示,HAC电池更【gèng】高的效【xiào】率【lǜ】可以帮助用【yòng】户在较短期内收【shōu】购成本,不存在【zài】太【tài】大问题,对于以电【diàn】站规模为标【biāo】的的用户来说,就可能难以【yǐ】接【jiē】受。但如【rú】果单纯考虑初始【shǐ】投资成本就放弃了更高效率的电池技术【shù】,显【xiǎn】然【rán】不利于光伏【fú】产【chǎn】业的发展。

最后,周浪也给【gěi】参会观众留下【xià】了一个值得探【tàn】讨的问【wèn】题。为何发【fā】达国家市场较能够接【jiē】受【shòu】高效高价的电池技术【shù】,而国内市场较【jiào】难【nán】接受?是国外更尊重技术进步 ? 还是国外科【kē】技普及【jí】程【chéng】度更高?值得【dé】我们深思【sī】。