近期海外媒體對光轉(zhuǎn)膜技術(shù)進行大量報道，有大眾媒體、日本媒體、行業(yè)媒體等。我們過去一年也對光轉(zhuǎn)膜技術(shù)也在做持續(xù)關(guān)注。
光轉(zhuǎn)膜成為異質(zhì)結(jié)標(biāo)配
繼2021的“N型元年”之后，N型在2022年迎來了爆發(fā)式增長，截止2023年9月，全球N型電池產(chǎn)能400GW，到2024年初將達到670GW。
N型組件，以其高效、高發(fā)電能力、長效等特點也贏得了終端的青睞。全球頭部光伏電站投資企業(yè)，在設(shè)備選型時越來越多的選擇N型產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計，目前市場上N型組件占比約為20%，相比一年前的7%提升了13%，同時要注意的是隨著N型產(chǎn)能的釋放，N型產(chǎn)品的市占率越來越高，顯示了強大的競爭力。
N型電池目前主要分為三類：TOPCon、HJT、BC類電池。其中TOPCon技術(shù)與P型PERC電池“銜接”最為順暢，成為眾多光伏企業(yè)的首選，而HJT和BC類電池對于新工藝、新設(shè)備、新材料的要求更高，良率和效率也在不斷攀升。
毫不夸張地說，光伏產(chǎn)業(yè)再次到了技術(shù)路線的“十字路口”。
從本期開始，我們針對不同的N型技術(shù)最新進展做專題系列文章，以對光伏企業(yè)在技術(shù)路線選型時提供參考。本期針對異質(zhì)結(jié)的進展，對華晟新能源、愛康光電進行了采訪，在此表示感謝。
在采訪的過程中，受訪企業(yè)表示，制約異質(zhì)結(jié)進一步加速的主要問題是成本。目前各家企業(yè)思路都集中在減少銀漿、靶材的用量和硅片減薄幾個方面，同時推動產(chǎn)能快速爬坡以攤薄管理成本。受訪企業(yè)透露，2023年相關(guān)技術(shù)取得了較大突破，預(yù)計到2024年可以看到HJT成本大幅優(yōu)化，推動量產(chǎn)進而帶動產(chǎn)業(yè)生態(tài)優(yōu)化，進入“良性降本循環(huán)”。
專家預(yù)計，2023年異質(zhì)結(jié)組件出貨量約為10GW，到2024年將大幅提升至50GW左右。
目前一線廠商單面微晶工藝電池效率約為25.5%，后續(xù)搭載雙面微晶工藝可以提升至25.7%。
此前，HJT陣營一直采用的是“三減”策略：減銀、減柵線、硅片減薄，同時還有TCO優(yōu)化、制絨優(yōu)化、間隙貼膜等技術(shù)，在光轉(zhuǎn)膜技術(shù)誕生后，改為目前的“三減一增”，通過光轉(zhuǎn)膜提升發(fā)電量。
其中光轉(zhuǎn)膜技術(shù)的出現(xiàn)，從另外一個方向給HJT增加了很大的競爭力。
相對其它環(huán)節(jié)穩(wěn)步提升，光轉(zhuǎn)膜提供了立竿見影的提升，更是思路上的全新創(chuàng)新。正如激光硼擴對于TOPCon的推動一樣，光轉(zhuǎn)膜也很可能成為HJT技術(shù)的“臨門一腳”。
該技術(shù)由賽伍于2022年發(fā)明，并于同年獲得光能杯年度唯一性大獎項“年度輔材獎”。
不到一年時間，光轉(zhuǎn)膜已經(jīng)成為所有HJT異質(zhì)結(jié)電池廠家形成共識的“必選項”。
光轉(zhuǎn)膜的原理并不復(fù)雜。晶硅電池主要吸收太陽光中波長320nm~1100nm的可見光和近紅外光發(fā)電，而光轉(zhuǎn)膜則是將紫外光轉(zhuǎn)為可見光。據(jù)愛康技術(shù)負責(zé)人介紹，光轉(zhuǎn)膜還可以降低因紫外線導(dǎo)致的HJT組件衰減，紫外線也可以發(fā)電，但會造成電池片的老化，通過光轉(zhuǎn)膜技術(shù)，不僅提升了組件發(fā)電量，同時也讓組件壽命變得更長。
光轉(zhuǎn)膜更重要的意義在于：在電池企業(yè)艱難提升電池轉(zhuǎn)換效率的時候，為行業(yè)尋找了另外一條提升組件效率的路。
隨著“N時代”的到來，光轉(zhuǎn)膜技術(shù)受到各界熱捧，在不同技術(shù)競爭焦灼的背景下，任何能夠提效降本的技術(shù)都值得關(guān)注，尤其是光轉(zhuǎn)膜對于HJT異質(zhì)結(jié)技術(shù)更加友好，可以給單塊組件帶來10-12W的增益，提升1.5%-2%的發(fā)電量。目前愛康光電提供的數(shù)據(jù)顯示，實際提升在10W左右。
華晟新能源董事長徐曉華曾表示“光轉(zhuǎn)膜確實可以提升發(fā)電量，大約有1%~2%?！彼瑫r指出，光轉(zhuǎn)膜還有助于提升電池整體穩(wěn)定性。目前TOPCon電池效率提升也很快，光轉(zhuǎn)膜有助于幫助組件企業(yè)，鞏固異質(zhì)結(jié)組件的效率優(yōu)勢。
而根據(jù)第三方機構(gòu)TUV萊茵2022年10月發(fā)布的測試報告顯示，在15-75攝氏度和100-1100W/㎡的輻照度范圍內(nèi)，光轉(zhuǎn)膜異質(zhì)結(jié)組件的實際功率比使用常規(guī)截止膜的異質(zhì)結(jié)組件平均高1.22%，在紫外段的光譜響應(yīng)效果比較明顯，模擬發(fā)電量高0.82%。
根據(jù)華晟新能源預(yù)測，2025年異質(zhì)結(jié)產(chǎn)能達到150-200GW，按每瓦1200小時的有效光照小時數(shù)粗略估算，光轉(zhuǎn)膜每年可為行業(yè)帶來的價值為14.76億-19.68億度的額外發(fā)電量。約等于剛并網(wǎng)不久的全球最大水光互補電站雅礱江柯拉水光電站的全年發(fā)電量。
受訪組件廠家介紹了這一年來光轉(zhuǎn)膜的使用情況：在光轉(zhuǎn)膜出現(xiàn)之后，這些企業(yè)第一時間開始著手使用光轉(zhuǎn)膜，目前都通過了老化測試。
今年2月，華晟新能源開始批量采購光轉(zhuǎn)膜，東方日升、潤海、愛康也都開始在2季度后批量應(yīng)用，預(yù)計全年光轉(zhuǎn)膜出貨量在5GW左右。
異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)人員認為，未來通過國產(chǎn)化和良率提升，光轉(zhuǎn)膜成本將再度下降，對于異質(zhì)結(jié)廠家吸引力巨大。
以下是采訪實錄：
受訪人：?華晟新能源研發(fā)總監(jiān) 周肅
█ 光伏電池技術(shù)正在由P型向N型迭代升級，影響N型產(chǎn)業(yè)化進程的因素有哪些?
N型你要它一分為二來看，異質(zhì)結(jié)的情況和TOPCon的情況是完全不一樣的。對于TOPCon來說，目前最大的影響因素，一是設(shè)備的交速度，第二是各個廠家的產(chǎn)線建設(shè)和調(diào)試，具備不同能力的電池廠，產(chǎn)能爬坡的速度和良率控制的差異還是蠻大的。
而對于異質(zhì)結(jié)來說，最主要的突破來自于人才的培育。因為異質(zhì)結(jié)所需的人才和之前的晶硅體系不太一樣，在人才方面仍然屬于比較匱乏的狀態(tài)，電池廠、設(shè)備廠和材料廠都面臨著相同的問題。
█ 除了人才之外，還有哪些因素制約了異質(zhì)結(jié)發(fā)展?
一方面真正躬身入局異質(zhì)結(jié)的企業(yè)還不是很多，所以外界不清楚技術(shù)的變化速度和趨勢，認為降本增效是一個很慢的過程，所以動作會慢一些。
另外對于新技術(shù)路線，客戶也需要有適應(yīng)過程。目前很少有客戶對于異質(zhì)結(jié)組件的可靠性提出質(zhì)疑，但會問是否能夠按時交付，同時很多企業(yè)開始單獨招采異質(zhì)結(jié)組件，而之前都是整體歸類為N型，說明更多客戶能夠意識到異質(zhì)結(jié)多發(fā)電的優(yōu)點。
9月下旬華晟中標(biāo)了國電投160MW的訂單，就是單獨把異質(zhì)結(jié)列出來招標(biāo)。
█ 異質(zhì)結(jié)提效降本有哪些主要方向?華晟對此做了怎樣的探索?
提效從如下幾個方面：第一個是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)上。第二是材料端的選擇跟優(yōu)化，包含硅片質(zhì)量的優(yōu)化，有ITO薄膜性能的優(yōu)化，將基礎(chǔ)電極印得越細越窄越高，導(dǎo)電性更好好，有金屬電極材料的優(yōu)化等。
除此之外，還有一些生產(chǎn)過程的管控，這甚至比其他的技術(shù)要重要得多。這些膜層都是納米級的膜層，對生產(chǎn)過程的管控會直接影響到效率。
降本工作首當(dāng)其沖的就是降低硅片的厚度，我們現(xiàn)在正在完成從130微米到120微米的切換，最終目標(biāo)是90微米。然后第二個就是金屬電極，在今年年底會做到10個毫克每瓦。
此外異質(zhì)結(jié)的產(chǎn)線大部分產(chǎn)能都在爬坡，是否滿產(chǎn)對于成本影響很大，同時隨著異質(zhì)結(jié)產(chǎn)業(yè)生態(tài)規(guī)模越來越大，供應(yīng)鏈成本也會快速下降。
█ 今年和明年異質(zhì)結(jié)的出貨量會有多少?
今年異質(zhì)結(jié)出貨在10GW左右。明年我們的預(yù)測會在40-50GW之間。
受訪人：愛康光電研發(fā)總監(jiān) 蔡霞
█ 為什么選擇 HJT 作為主要的發(fā)展方向之一?
首先，HJT最大的優(yōu)勢是轉(zhuǎn)換效率在各項晶硅電池技術(shù)中名列前茅，目前愛康長興的HJT電池產(chǎn)線平均轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到25.3%-25.5%，最高批次可突破25.6%。愛康預(yù)計在第四季度導(dǎo)入雙面微晶異質(zhì)結(jié)電池的量產(chǎn)，預(yù)計平均轉(zhuǎn)換效率拖25.6-25.7%.其次，除了高轉(zhuǎn)換效率，HJT具備高雙面性、高弱光響應(yīng)、低溫度系數(shù)等優(yōu)勢，這些特性可以大幅提高HJT組件的發(fā)電增益。近兩年國內(nèi)外都在探索非晶硅太陽電池的技術(shù)以及發(fā)展前景，其中鈣鈦礦是主流方向之一，HJT電池的結(jié)構(gòu)非常適合與鈣鈦礦做疊層電池，兩者結(jié)合制造出來的HJT-鈣鈦礦疊層電池可以打破晶硅電池的理論效率上限，轉(zhuǎn)換效率可以做到30%以上。
正是因為HJT有這么多的優(yōu)勢以及潛在的技術(shù)革新潛力，所以我們很早就入局了HJT領(lǐng)域，并且一直以來都堅定地把HJT作為公司主攻方向之一。
█ 目前制約 HJT 量產(chǎn)加速的挑戰(zhàn)有哪些?
大家都知道目前HJT的成本相比PERC和TOPCon都還是要高一點的，這是制約HJT大規(guī)模量產(chǎn)的主要挑戰(zhàn)。包括愛康在內(nèi)的各家HJT伙伴都在非常積極地為降低成本、提高效率而努力。目前HJT電池的降本路徑其實已經(jīng)比較明確了，主要還是集中在減少銀漿、降低靶材用量和薄片化幾個方向上，今年也獲得了比較大的突破，我們相信到明年就可以看到HJT的成本大幅優(yōu)化，從而推動量產(chǎn)。
█ HJT 下一步提效的核心要素在哪些方面?
HJT的提效和降本路徑一樣，都有很多潛在的發(fā)展方向。下面我給大家簡單介紹一下目前愛康重點研發(fā)的提效工藝的進展。
愛康HJT電池的一個重要研究方向是微晶工藝。微晶層相較于非微晶層的主要優(yōu)勢是填充因子增加，電池導(dǎo)電性和透光度都有明顯提升，可以將效率絕對值提高0.2%-0.3%?，F(xiàn)在愛康的單面微晶工藝已經(jīng)成熟，量產(chǎn)效率在25.3%-25.5%，接下來開發(fā)雙面微晶可以進一步提高到25.7%。
另一個重點方向是金屬化的技術(shù)路線研究，通過研發(fā)銅電鍍、0BB等工藝，一方面實現(xiàn)銀漿耗量的減少從而推動降本;另一方面，柵線細化以及柵線數(shù)量的增加，可以使主柵遮擋面積減少、電流收集路線變短，從而提升組件效率。
另外，還有TCO優(yōu)化、制絨面優(yōu)化，組件端使用光轉(zhuǎn)膜、間隙貼膜等等，都是可以提升HJT效率的，我就不一一舉例了
總結(jié)來說，HJT的效率是可以從很多個方向共同努力從而得到提升的，我們從中看到了非常多的可能性，這也是愛康堅定地認為HJT在未來可以實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，成為主流技術(shù)的原因之一。
█ HJT 的電池特性，對封裝方案提出了挑戰(zhàn)，當(dāng)前像光轉(zhuǎn)膜實現(xiàn)批量出貨，對比其他方案，您認為該方案有哪些優(yōu)勢?又會給行業(yè)帶來什么樣的收益?
光轉(zhuǎn)膜的核心優(yōu)勢是可以將紫外光轉(zhuǎn)換為可見光，增加組件的發(fā)電增益，并且降低因紫外線導(dǎo)致的HJT組件衰減。根據(jù)我們用210 66片的HJT組件做的實測結(jié)果，使用了光轉(zhuǎn)膜的組件可以比常規(guī)截止膜增加10W左右，對于電站來說，這就是實打?qū)嵉陌l(fā)電量增益。現(xiàn)在光轉(zhuǎn)膜的價格還是比較高，如果后期成本降下來，穩(wěn)定性也得到驗證，那吸引力就非常大了。
█ 在成本方面，公司目前正在進行的降本探索有哪些?
主要還是集中在減少銀漿、降低靶材用量和薄片化這幾個方向上。
其中降銀漿是重中之重?，F(xiàn)在愛康產(chǎn)線導(dǎo)入含銀量為40%-50%的銀包銅漿料，我們測算下來單瓦電池成本下降6-7分錢，遠期目標(biāo)是向含銀量30%-20%的方向推進。另外還有一項比較重要的降本工作是0BB的研究，試驗線近期已經(jīng)開始測試，我們自己跑下來主要的技術(shù)難點還是在組件可靠性上面，也在跟設(shè)備和材料廠家積極地合作尋求提升方案，我們對于0BB的計劃是今年年底或者明年達到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
總體來說，銀包銅、0BB，以及金屬銦用量優(yōu)化等等降本的手段，再疊加在效率提升上的一些成果，我們預(yù)計到明年年初HJT的單瓦成本可以比現(xiàn)在降低1毛左右。
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