Batterijtechnologieën zoals TOPCon en HJT blijven zich verplaatsen van het laboratorium naar de industriële keten

1. De achtergrond van het evenement

Een recente bijeenkomst wees erop dat op basis van de eerdere steun 50 miljard yuan aan subsidies voor hernieuwbare energie zal worden toegewezen aan de centrale elektriciteitsopwekkingsbedrijven. De toekenning van deze subsidie ​​is een positief signaal voor de ontwikkeling van hernieuwbare energie in mijn land, wat het enthousiasme van binnenlandse nieuwe energie-installaties zal vergroten, en de windenergie-industrie voor fotovoltaïsche energie zal naar verwachting hiervan profiteren. Laten we het hebben over de specifieke situatie van de fotovoltaïsche celindustrie in detail.

Ten tweede, begrijp fotovoltaïsche cellen

Fotovoltaïsche cel is een opto-elektronische halfgeleiderplaat die zonlicht gebruikt om rechtstreeks elektriciteit op te wekken. Zolang het wordt verlicht door licht dat aan bepaalde verlichtingsomstandigheden voldoet, kan het onmiddellijk spanning uitvoeren en stroom genereren wanneer er een lus is.

Volgens verschillende halfgeleidermaterialen kunnen zonnecellen worden onderverdeeld in zonnecellen van kristallijn silicium en zonnecellen met dunne film. Kristallijne siliciumcellen kunnen worden onderverdeeld in monokristallijne siliciumcellen en polykristallijne siliciumcellen, waarvan monokristallijne siliciumcellen verder worden onderverdeeld in P-type cellen en N-type cellen. Op dit moment zijn de meest gebruikte monokristallijne PERC-cellen P-type monokristallijne siliciumcellen, terwijl nieuwe zonneceltechnologieën zoals TOPCon, heterojunction en IBC voornamelijk verwijzen naar N-type monokristallijne siliciumcellen.

Ten derde, verdeel de track

1.TOPCon-batterij:

TOPCon-batterijtechnologie, namelijk de tunneling oxidelaag passiveringscontacttechnologie, de batterijstructuur is een N-type siliciumsubstraatbatterij, een laag ultradun siliciumoxide wordt op de achterkant van de batterij geprepareerd en vervolgens een dunne laag gedoteerd silicium wordt gestort. Er wordt een passiveringscontactstructuur gevormd, die de recombinatie van het oppervlak en de recombinatie van metaalcontacten effectief vermindert, de nullastspanning en de kortsluitstroom van de batterij verbetert en de efficiëntie van de batterij verbetert.

1) LPCVD is het reguliere proces dat momenteel wordt geproduceerd door TOPCon

Op dit moment hebben TOPCon-cellen 4 verschillende geïndustrialiseerde processen, namelijk: LPCVD om polysiliciumfilm te bereiden in combinatie met een traditioneel volledig diffusieproces; LPCVD om polysiliciumfilm te bereiden in combinatie met boorexpansie en ionenimplantatie-fosforproces; PECVD om polysiliciumfilm en in-situ dopingproces voor te bereiden; PVD bereidt polysiliciumfilm en in-situ dopingproces voor. Onder hen is de LPCVD-technologie volwassen en heeft massaproductie bereikt, en de lokalisatie van de apparatuur is perfect, maar het wikkelen en de langzame filmvormingssnelheid zijn nog steeds de belangrijkste problemen van het huidige proces.

De volledige naam van de LPCVD-technologieroute is de lagedrukmethode voor chemische dampafzetting. De voordelen van deze technologie zijn volwassen technologie, hoge integratie, goede filmvormingskwaliteit, grote apparatuurcapaciteit en eenvoudige en gemakkelijke bediening; maar het is moeilijk om een ​​lage coatingsnelheid, een lage filmvormingssnelheid en secundaire doping, wikkeling, serieuze afzetting van kwartsdelen, enz. te hebben. LPCVD-technologie is de meest algemeen aanvaarde en de enige technologie die op grote schaal is gecommercialiseerd.

2) Fabrikanten versnellen de planning van de productiecapaciteit van TOPCon en bevorderen het industrialisatieproces. In de afgelopen twee jaar hebben binnenlandse ondernemingen in principe ruimte gereserveerd voor TOPCon-transformatie voor nieuwe PERC-productielijnen voor latere upgrades. De PERC-productiecapaciteit van veel first-tier-fabrikanten is geleidelijk gestopt en de huidige uitbreidingsplannen zijn ook verschoven naar de bouw van N-type technologieproductielijnen. Bij het ingaan van het tweede kwartaal begon de TOPCon-productiecapaciteit van veel fabrikanten, waaronder Jinko, te worden vrijgegeven, en er wordt verwacht dat deze van de technologiepremie zal genieten.

2. HJT-batterij:

HJT-cellen zijn gemaakt van dunne films van kristallijn silicium (cSi) en amorf silicium (Si), en combineren de dubbele voordelen van zonnecellen van kristallijn silicium en dunne-filmtechnologie, omdat de dunne film de kenmerken heeft van sterke lichtabsorptie en uitstekende passiveringsprestaties. HJT wordt al 47 jaar ontwikkeld. Met de iteratie van technologie en de verbetering van de conversie-efficiëntie, is de HJT-batterij het stadium van binnenlandse commercialisering ingegaan.

De voordelen van HJT-cellen zijn dat de processtroom kort is en de conversie-efficiëntie hoog is. Het HJT-batterijproces omvat voornamelijk 4 schakels, wat veel minder is dan PERC (10) en TOPCON (12-13); bovendien kan de conversie-efficiëntie van op HJT gesuperponeerde IBC en perovskiet in de toekomst worden verhoogd tot meer dan 30 procent.

De kostenreductieroute van HJT is duidelijk en de kosten van HJT zullen naar verwachting over 22 jaar lager zijn dan PERC. De kosten van een HJT-batterij zijn 0,18 yuan per watt hoger dan die van PERC, en 94 procent van de kostenstijging wordt veroorzaakt door niet-siliciumkosten. In de toekomst hangt HJT-kostenreductie voornamelijk af van reductie van siliciumverbruik, reductie van zilverpasta, doellokalisatie en reductie van apparatuurkosten.

3. IBC-batterij

IBC verwijst naar de interdigitated back-contact batterijtechnologie, en de contactelektroden van de P/N-junction, het substraat en de emitter zijn in een interdigitale vorm op de achterkant van de batterij gemaakt. IBC-cellen hebben een hoge conversie-efficiëntie en zien er mooier uit, vooral geschikt voor integratie van fotovoltaïsche gebouwen, en hebben goede vooruitzichten voor commercialisering. Hoewel de voordelen van IBC-cellen uitstekend zijn, is het proces van IBC-cellen gecompliceerd en worden halfgeleidertechnologieën zoals maskers en fotolithografie vele malen gebruikt, en de kosten zijn bijna twee keer zo hoog als die van conventionele cellen.

Vanwege de goede compatibiliteit van de IBC-batterijstructuur zijn er geleidelijk drie belangrijke procesroutes gevormd: 1) het klassieke IBC-batterijproces dat wordt vertegenwoordigd door SunPower; 2) het POLO-IBC (TBC) batterijproces vertegenwoordigd door ISFH; 3) het Kaneka-batterijproces Het representatieve HBC-celproces (IBC-SHJ). Volgens de resultaten van het Kaneka-experiment in 2017 kan de huidige conversie-efficiëntie van IBC-SHJ (HJT)-cellen oplopen tot 26,7 procent, wat hoger is dan de experimentele efficiëntie van TOPCon- en HJT-cellen.

IBC behoort tot de reservetechnologieroute en de lay-out van de R&D-proefproductie is gelanceerd. Op dit moment is het fabricageproces van IBC/HBC-batterijen complex, is de technische drempel hoog en zijn de fabricagekosten hoog, wat tot de technische route in de onderzoeks- en ontwikkelingsreserve behoort. De meest volwassen massaproductiebedrijven van IBC-technologie ter wereld zijn SunPower en LG.