高效异质结太阳能电池产业化观察

合集下载

聚合物本体异质结型太阳能电池研究进展

聚合物本体异质结型太阳能电池研究进展

基金项目:国家自然科学基金(59983001);作者简介:王彦涛(1979-),男,硕士研究生,主要从事光电功能材料的研究。

聚合物本体异质结型太阳能电池研究进展王彦涛,韦 玮,刘俊峰,张 辉(西安交通大学环境与化学工程学院,西安710049) 摘要:聚合物本体异质结型太阳能电池是一种基于电子给体/受体混合物薄膜的高效率有机光伏器件。

文中介绍了近年来聚合物本体异质结型太阳能电池的最新研究进展,指出了目前存在的问题和今后的发展方向。

关键词:有机太阳能电池;共轭聚合物;异质结随着全球对能源需求的日益增加,石油、煤炭、天然气等传统能源日益枯竭,地球每年吸收的太阳能为5.4×1024J 左右,相当于目前世界上所有可用能源的几万倍。

因此太阳能的利用,尤其是直接利用太阳辐射转变为电能的太阳能电池的应用,特别受人关注。

目前,太阳能电池有很多种,几乎所有商品化的太阳能电池都是由硅或者无机化合物半导体制成,然而其高成本,制造过程当中的毒性和不易柔性加工等缺点,使得人们从上个世纪70年代开始关注有机太阳能电池研制,尤其是共轭聚合物太阳能电池的研究更是近年来研究的一个热点。

这种聚合物电池具有很多独特的性质,如:可提供湿法加工成膜(旋涂、刮涂及丝网印刷等);可制成柔性器件、特种形状器件以及大面积器件;共轭聚合物很容易和其他有机或者无机材料共混而制备杂化器件等等。

目前,纯聚合物太阳能电池光电转换效率大都很低[1],为1%~2%,制约其能量转换效率的主要因素是电池的光谱响应与太阳光地面辐射不匹配、载流子在势场中的迁移率以及载流子的电极收集效率低等。

光诱导电荷转移现象的发现[2,3],使得聚合物太阳能电池的效率有了大幅提高。

如Saricifici 等[4]发现聚2-甲氧基252(22己基己氧基)21,42对苯撑乙烯(MEH 2PPV )与C 60的复合体系中存在光诱导电子转移现象。

利用共轭聚合物作为电子给体材料(D ),有机小分子或者无机半导体作为电子受体材料(A )制成复合薄膜,通过控制相分离的微观结构形成互穿网络,从而在复合体中存在较大的D/A 界面面积,每个D/A 接触处即形成一个异质结,同时D/A 网络是双连续结构的,整个复合体即可被视为一个大的本体异质结,以这种复合体薄膜为活性层的太阳能电池被称为聚合物本体异质结型太阳能电池。

高效异质结光伏组件

高效异质结光伏组件

高效异质结光伏组件
摘要:

1.高效异质结光伏组件的定义
2.高效异质结光伏组件的优势
3.高效异质结光伏组件的应用
最后,我们根据来撰写文章:
正文:
高效异质结光伏组件是一种新型的光伏组件,它采用异质结电池结构,具有较高的光电转换效率和良好的稳定性。

相比传统的光伏组件,高效异质结光伏组件具有以下优势:
1.高光电转换效率:由于采用异质结电池结构,高效异质结光伏组件能够更有效地将太阳能转化为电能。

研究表明,高效异质结光伏组件的光电转换效率可以高达22% 以上,远高于传统光伏组件的效率。

2.良好的稳定性:高效异质结光伏组件具有较高的抗光致衰退性和抗氧化性,可以长时间稳定工作,不容易出现性能下降的情况。

3.较广泛的应用场景:高效异质结光伏组件可以应用于各种不同的场景,如家庭光伏发电系统、太阳能路灯、光伏电站等。

此外,由于其较高的光电转换效率和稳定性,高效异质结光伏组件在太阳能资源有限的地区也具有较高的应用价值。

异质结(hjt)太阳能电池

异质结(hjt)太阳能电池

异质结(hjt)太阳能电池全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:异质结(HJT)太阳能电池是一种高效率的太阳能电池技术,它利用了两种或更多种不同材料的异质结的优势,以实现更高的光电转换效率。

该技术结合了传统晶体硅太阳能电池的稳定性和廉价性以及薄膜太阳能电池的高效率,因此备受学术界和产业界的关注。

HJT太阳能电池的基本结构是由p型非晶硅和n型单晶硅两种异质材料交替堆叠而成。

这种结构既保留了单晶硅的高电子迁移率和长寿命,又减轻了非晶硅层的缺陷导致的损耗,从而提高了电池的光电转换效率。

HJT太阳能电池还采用了透明导电氧化物(TCO)薄膜作为电极,使得光线更容易进入电池内部并提高光电转换效率。

与传统的多晶硅太阳能电池相比,HJT太阳能电池具有更高的光电转换效率和更低的温度系数,可以在高温环境下保持更稳定的性能。

HJT太阳能电池还具有更高的光谱响应范围,可以更好地利用太阳光的能量,提高发电效率。

HJT太阳能电池被认为是下一代太阳能电池技术的发展方向之一。

HJT太阳能电池的制造过程相对复杂,需要先在聚乙烯基板上制备n型多晶硅膜,然后在其表面沉积p型非晶硅层,最后再用透明导电氧化物薄膜覆盖。

这个过程需要高温退火和真空沉积等多道工艺步骤,并且需要精确控制每一步骤的温度和时间,以确保电池的性能和稳定性。

目前,HJT太阳能电池的研究和开发已经取得了一些重要进展,例如NREL(美国国家可再生能源实验室)最近宣布他们成功实现了24.5%的HJT太阳能电池效率,刷新了该技术的世界纪录。

随着技术的不断进步和成本的不断降低,HJT太阳能电池有望逐渐取代传统的多晶硅太阳能电池,成为未来太阳能发电的主流技术之一。

第二篇示例:异质结(hjt)太阳能电池是一种高效率的太阳能转换技术,通过利用不同材料的异质结构,可以实现更高的光电转换效率。

该技术在太阳能行业中备受关注,被认为是未来太阳能电池发展的一个重要方向。

异质结太阳能电池的工作原理是基于两种或更多种不同材料的结合。

体异质结有机太阳能电池达到的高效率

体异质结有机太阳能电池达到的高效率

体异质结有机太阳能电池达到的高效率下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!导言近年来,随着能源危机和环境污染问题的加剧,人们对可再生能源的需求越来越迫切。

光伏新技术异质结研究报告

光伏新技术异质结研究报告

光伏新技术异质结研究报告一、引言随着能源危机和环境污染问题的日趋严重,清洁能源的开发和利用成为全球关注的焦点。

光伏技术作为一种环保、可再生能源的利用方式,正在迅速发展。

然而,传统的光伏电池存在效率低、成本高等问题。

因此,研究新技术成为提高光伏电池效率和降低成本的重要途径之一、本报告将重点介绍光伏新技术异质结的研究进展。

二、光伏新技术异质结的原理光伏新技术异质结是指将不同材料的半导体连接在一起形成界面,用以分离电子和空穴,从而增强光伏效率。

通过在界面处调控能带结构,可以提高光伏电池的光吸收能力和光生电子-空穴对的分离效率。

目前,常用的异质结包括p-n异质结、p-i-n异质结和n-i-p异质结等。

三、光伏新技术异质结的研究进展1.GaAs/Si异质结GaAs/Si异质结是目前研究较为广泛的一种光伏新技术。

由于GaAs 具有较高的光吸收能力和较长的电子寿命,而Si具有较高的导电性和较低的成本,将两者结合可以兼具高效率和低成本的特点。

研究者通过优化界面结构和控制材料厚度,成功地实现了GaAs/Si异质结光伏电池的效率超过30%。

2.增材制造技术在异质结制备中的应用增材制造技术是一种通过逐层堆积材料来制造三维实体的新型制造技术。

该技术可以将不同的材料有序地堆积在一起,实现异质结的制备。

研究者采用增材制造技术制备了柔性的光伏异质结,大大提高了光伏电池的可扩展性和适应性。

3.半导体量子点在异质结中的应用半导体量子点是具有特殊能带结构的纳米材料,具有较高的载流子寿命和较高的光吸收能力。

研究者将半导体量子点引入异质结中,形成量子点异质结,可提高光伏电池的光电转换效率。

目前,量子点异质结的效率已经超过了传统光伏电池,显示出很大的应用潜力。

四、结论光伏新技术异质结是提高光伏电池效率和降低成本的重要途径。

通过调控能带结构和界面特性,可以提高光伏电池的光吸收能力和光生电子-空穴对的分离效率。

GaAs/Si异质结、增材制造技术和半导体量子点在异质结制备中的应用,为光伏新技术异质结的研究提供了重要的理论和实践基础。

有机异质结太阳能电池研究进展

有机异质结太阳能电池研究进展

有机异质结太阳能电池研究进展有机异质结太阳能电池是一种新型的光电转换器件,由有机半导体材料和无机半导体材料组成。

它具有制备简单、成本低廉、可柔性化和透明化等特点,被广泛认为是未来太阳能电池的发展方向之一、本文将介绍有机异质结太阳能电池的研究进展,包括结构设计、材料选择与优化、性能提升策略以及应用前景等方面。

一、有机异质结太阳能电池的结构设计有机异质结太阳能电池的结构一般由透明导电玻璃基底、有机电子传输层、有机光吸收层、无机电子传输层和金属电极等组成。

其中,有机光吸收层是整个器件的关键部分,它能够吸收光能,并将其转化为电能。

对于结构设计,需要在光吸收层和电子传输层之间形成一个能够有效分离电子和空穴的界面,从而提高光电转换效率。

二、有机异质结太阳能电池的材料选择与优化有机光吸收材料是有机异质结太阳能电池的关键材料之一,其光吸收性能、电子传输性能和稳定性等特性直接影响器件的光电转换效率。

研究人员通过合理选择有机材料,如聚合物、过渡金属配合物和有机-无机杂化材料等,来改善器件的性能。

此外,还可以通过调控材料的分子结构、掺杂和界面改性等手段,进一步提升器件的性能。

三、有机异质结太阳能电池的性能提升策略为了提高有机异质结太阳能电池的光电转换效率,研究人员采取了多种策略。

例如,引入介质层或增加界面的修饰层,可以改善电子传输和光吸收的效果。

同时,采用光谱调控、界面优化和器件结构优化等技术,也能够提高器件的光电转换效率。

此外,还可以通过多接合异质结或向复合材料发展等方法,提高器件的稳定性和可靠性。

四、有机异质结太阳能电池的应用前景综上所述,有机异质结太阳能电池是一种具有广泛应用前景的光电转换器件。

通过不断优化材料选择、结构设计和性能提升策略,有机异质结太阳能电池的光电转换效率和稳定性将得到进一步提高。

预计在未来几年,有机异质结太阳能电池将成为太阳能领域的重要研究方向之一。

高效异质结光伏组件

高效异质结光伏组件【原创版】目录一、高效异质结光伏组件概述二、高效异质结光伏组件的优势三、我国高效异质结光伏组件的发展状况四、高效异质结光伏组件的未来发展趋势正文一、高效异质结光伏组件概述高效异质结光伏组件是一种采用异质结技术的光伏发电设备,其主要由高效异质结太阳能电池和光伏组件构成。

异质结技术是一种提高太阳能电池光电转换效率的重要技术,它通过在电池片表面添加一层异质材料,形成一个具有良好光电特性的异质结结构,从而提高太阳能电池的光电转换效率。

二、高效异质结光伏组件的优势高效异质结光伏组件具有以下优势:1.高光电转换效率:异质结技术可以提高太阳能电池的光电转换效率,使得高效异质结光伏组件具有更高的发电效率。

2.良好的弱光性能:高效异质结光伏组件在弱光环境下,依然可以保持较高的光电转换效率,因此在阴雨天等天气条件下,依然可以实现较高的发电量。

3.较低的温度系数:高效异质结光伏组件的温度系数较低,这意味着在高温环境下,其光电转换效率降低的程度较小,从而可以实现较高的发电量。

4.较长的使用寿命:高效异质结光伏组件的使用寿命较长,可以实现25 年以上的稳定发电。

三、我国高效异质结光伏组件的发展状况我国在高效异质结光伏组件领域取得了显著的发展。

近年来,我国政府对新能源产业的支持力度不断加大,推动了高效异质结光伏组件产业的快速发展。

目前,我国已经建立了一批高效异质结光伏组件生产基地,相关技术水平和生产能力不断提高。

四、高效异质结光伏组件的未来发展趋势高效异质结光伏组件的未来发展趋势表现在以下几个方面:1.技术进步:随着科研的不断深入,异质结技术将不断优化和升级,进一步提高高效异质结光伏组件的光电转换效率。

2.规模化生产:随着市场需求的不断扩大,高效异质结光伏组件的生产规模将逐步扩大,降低生产成本,提高市场竞争力。

3.应用领域广泛:高效异质结光伏组件将在更多的领域得到应用,例如光伏发电、光伏农业、光伏扶贫等,为绿色低碳发展贡献力量。

高效晶体铜栅线异质结光伏电池片

高效晶体铜栅线异质结光伏电池片高效晶体铜栅线异质结光伏电池片是一种新型的太阳能电池技术,具有较高的转换效率和优良的光电性能。

本文将从材料、结构和性能等方面对高效晶体铜栅线异质结光伏电池片进行详细介绍。

高效晶体铜栅线异质结光伏电池片采用了一种名为铜栅线的新型电极材料,相比传统的银电极材料具有更低的电阻和更高的光透过率。

铜栅线电极由微米级的细线构成,能够有效提高电池片的光电转换效率。

同时,铜栅线电极还具有较好的柔性和可塑性,能够适应各种形状的电池片制备工艺,为光伏电池的工业化生产提供了新的可能。

高效晶体铜栅线异质结光伏电池片的结构与传统的晶体硅光伏电池相比有所不同。

传统的晶体硅光伏电池采用PN结结构,而铜栅线异质结光伏电池片则采用了异质结构。

具体而言,铜栅线电极与硅基底之间形成了一个p-n型异质结,形成了电荷分离和集中的电场。

这种异质结构能够有效减少电子-空穴对的复合,提高电池的光电转换效率。

高效晶体铜栅线异质结光伏电池片具有优异的光电性能。

首先,铜栅线电极的低电阻和高光透过率使得电池片能够更有效地吸收光能。

其次,异质结构能够提高电荷分离效率,减少电子-空穴对的复合,从而提高光电转换效率。

最后,铜栅线电极的柔性和可塑性使得电池片能够更好地适应各种复杂形状的应用场景,提高了电池片的应用灵活性。

除了高效的光电转换效率,高效晶体铜栅线异质结光伏电池片还具有其他一些优势。

首先,铜栅线电极的制备工艺相对简单,成本较低。

其次,铜栅线电极具有较高的稳定性和耐腐蚀性,能够在恶劣的环境条件下长期稳定工作。

最后,铜栅线电极还具有较好的可回收性和环境友好性,符合可持续发展的要求。

高效晶体铜栅线异质结光伏电池片是一种具有较高转换效率和优良光电性能的新型太阳能电池技术。

其采用铜栅线电极和异质结构,能够有效提高光电转换效率,并具有较好的稳定性和可回收性。

该技术的应用前景广阔,有望在太阳能领域发挥重要作用。

未来,随着材料科学和工艺技术的不断发展,高效晶体铜栅线异质结光伏电池片有望进一步提高其转换效率和稳定性,推动太阳能电池技术的发展。

关于新形势下市产业特色化发展的调研报告

关于新形势下市产业特色化发展的调研报告所谓特色产业,就是要以“特”制胜的产业,是一个地区在长期的发展过程中所积淀、成型的一种或几种特有的资源、文化、技术、管理、环境、人才等方面的优势,从而形成具有国际、本国或本地区特色的具有核心竞争力的产业或产业集群,“产业集群”是特色产业的最佳理想状态。

伴随着一轮又一轮的经济增长和经济发展,专业化分工日益拓展,县域经济要在这种形势下取得突破,就必须充分利用当地资源、市场和劳动力优势,争取更多的国家政策和资金扶持,同时要积极承接发达地区的产业转移,根据区域资源禀赋、区位优势等特点,积极寻求特色化发展之路。

一、XX市产业特色化发展的基础XX年11月,我市在苏中地区率先提出推动园区特色发展,促进产业转型升级,为XX高质量发展培育新动能。

经过多年如火如荼地培育发展特色产业,园区特色化发展成为全市上下的统一共识。

XX年3月,为推动全市产业特色化发展,市委、市政府又主动谋划,印发《XX市产业强市特色发展“123”工程实施方案》,紧扣“三比一提升”专项行动,以精细化工及新材料、高端装备制造、生物医药和新型医疗器械、节能环保、农产品精深加工及食品加工、新能源等特色产业为重点,以高端化、智能化、绿色化、服务化为目标,以“六个一”推进机制,聚集政策扶持、聚合要素支撑、聚力服务推进,深入开展延链、补链、强链、联链、融链工作,提高产业基础高级化和产业链现代化水平,整体提升区域经济竞争力。

1.精细化工及新材料产业精细化工产业,以新浦化学75万吨离子膜烧碱和I1O万吨轻烧利用、延长中燃120万吨轻运深加工为“链主”项目,深耕细作氯气、氢气、乙烯、丙烯四大深加工板块,扩大电子化学品、功能化学品、特殊化学品比重,现有企业50家。

新材料产业,发挥氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸及酯、环氧乙烷、环氧丙烷等关键环节产品优势,聚焦发展烯泾下游复合材料、高端树脂、工程塑料、聚氨酯等高分子新材料,培育填补国内空白的产品30多个,现有企业30家。

异质结太阳能电池

2.主流光伏设备供应商梅耶博格(MeyerBurger)日前正 式开启其与CSEM位于瑞士纳沙泰尔Hauterive的子公司 MeyerBurgerResearchAG的异质结(HJ)太阳能电池中试 线。
3.康奈尔大学的研究人员提出了一种优化钙钛矿太阳能 电池制造过程的方法,可生产薄的、可靠、高效且成本 低廉的太阳能电池。
优势
工序短
低温工艺
低温度系数
双面发电
具有代表性的太阳能电池类型
●高效HIT太阳能电池
结构就是在P型氢化非晶硅和n型氢化非晶硅 与n型硅衬底之间增加一层非掺杂(本征)氢化非 晶硅薄膜,采取该工艺措施后,改变了PN结的性 能
● GaAs异质结太阳能电池
GaAs属于III-V族化合物半导体材料,其能隙 与太阳光谱的匹配较适合且能耐高。与硅太阳电 池相比,GaAs太阳电池具有较好的性能。
3.表面窗口层对电池性能的影响 4.TCO对Jsc、FF的影响
氧分压7.2×10-4 Torr
射结 率论 ,: 能透 够明 提氧 高化 电物 池能 的够 转降 换低 效电 率池 。表
面 光 的 反
发展近况:
Country
Organization
Janpan Europe
Pansonic Choshu(CIC) EPFL/Switzerland EPFL/Switzerland RRS/Switzerland
INES/France
Area (cm2) 101.8 243/CZ 3.98/FZ/n 3.98/FZ/p 4/CZ
Voc (mV) 750 685 727 722 735
105/FZ
732
HZB/Germany
1
639
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高效异质结太阳能电池产业化观察
1异质结电池的技术前景及产业政策
1.1技术前景
从最新的市占率预测来看,异质结(简称HIT,SHJ,SJT等)电池在10年内都将是小众市场,预计5年内市占率在5%-7%之间。

按照2016年72GW(中国53GW)的全球出货量和15%的平均增长率,5年后的2022年将达到144GW(中国106GW)的年全球出货量,其中HIT 技术产品占7-10GW(中国5-7GW)。

图1.晶硅电池技术市占率预测
目前国际和国内布局HIT电池技术的厂商及其产能情况如下:
上澎21.80% 40MW 国内运营最长的1条量产线,计划扩产至120MW。

新日光22.00% 50MW 2017年底扩张到50MW,目标23%效率。

新奥21.60% 80MW 产能陆续扩张中,计划到400MW
赛昂21.50% 30MW 被Solarcity收购,在美国有1GW电池规划。

国电21.50% 80MW 被中环收购,有1GW扩产计划。

钧石22.50% 100MW 总产能规划600MW,目前一期调试中。

中智22.00% 200MW 规划1.2GW产能,目前2条线轮调中。

晋能--- 100MW 规划2GW产能,设备采购中。

汉能--- 60MW 规划600MW产能。

表1.HIT电池主要厂商及其产能情况统计
按照上表给出的产能计算,未来5年内全球HIT电池产能将达到8GW左右,其中大陆产能占绝对多数,约为7GW。

另外,国电投、亿晶光电、合金盛等公司也在计划上马HIT电池技术,实际产能可能会更大。

从以上分析来看,业内业已进入的HIT厂家几乎将全球HIT产品的市场瓜分殆尽。

新入者必须在着力产品研发的同时,努力挖掘HIT的应用市场。

鉴于HIT技术的成本较高,高昂的产品售价必将令市场开拓存在巨大的困难,其可能的市场领域包括:美日欧等发达市场需求、中国超级领跑者项目、新能源汽车领域、其他高效产品应用领域。

1.2 技术路线图
图2.2017年最新的晶硅电池效率路线图
从最新的电池效率路线图来看,HIT电池技术处于排名第二的高效晶硅技术,仅次于IBC技术。

但HIT电池的效率与P型PERC、N型PERT的效率差异没能显著拉开(高1%),鉴于P 型PERC技术的规模化应用正在急速扩张之中,而HIT电池技术的产业配套尚有很多需要完善。

图3.2017年最新的晶硅组件功率路线图
虽然HIT电池有着低温工艺(不高于250度)的特点,但当前的红外焊接温度在180-220度范围,层压工艺最高也在200度左右,因此在理论上现有的组件技术工艺可直接进行HIT电池组件的生产。

当然,为了更好的体现HIT技术的先进性,尽可能挖掘HIT电池技术的优势,新的低温组件封装工艺也需要进行专门的开发工作。

HIT电池的独特优点包括以下几个方面:
(1)无PID现象
由于电池上表面为TCO,电荷不会在电池表面的TCO上产生极化现象,无PID现象。

实测数据也证实了这一点。

(2)低制程温度
HIT电池所有制程的加工温度均低于250℃,避免了生产效率低而成本高的高温扩散制结的过程,而且低温工艺使得a-Si薄膜的光学带隙、沉积速率、吸收系数以及氢含量得到较精确的控制,也可避免因高温导致的热应力等不良影响。

(3)高效率
HIT电池的效率比P型单晶硅电池高1-2%,而且之间的差异在慢慢增大。

(4)高光照稳定性
在HIT太阳能电池中不会出现非晶硅太阳能电池中常见的S-W效应。

同时HIT电池采用的N 型硅片,掺杂剂为磷,几乎无光致衰减现象。

(5)可向薄片化发展
HIT电池的制程温度低,上下表面结构对称,无机械应力产生,可以顺利实现薄型化;另外,对于少子寿命较高(SRV<100cm/s)的N型硅基衬底,片子越薄得到的开路电压越高。

(6)较低的温度系数
HIT电池的典型温度系数为-0.29%,远低于常规晶硅电池的-0.45%,这得益于典型的电池结构和很高的开路电压。

在电站应用端,低的温度系数可以得到更高的发电收益。

据中科院刘正新的研究:同样大小的光伏系统,HIT电池组件在晴天和高温天的发电量明显优于现有的多晶电池组件。

2异质结电池量产工艺流程及技术重难点
2.1 量产工艺流程
异质结电池以其工艺过程简洁而著名,下图为其电池工艺流程图:
制绒清洗
CVD镀膜
PVD或溅射
丝印烧结
图4.HIT电池工艺流程
该工艺与普通的BSF电池技术相比,少了扩散和蚀刻2个步骤;与当红的PERC工艺相比,少了4个步骤。

虽然工艺流程大大简化,但对工艺的要求却更为严苛,如洁净度、真空度、温度控制、镀膜质量等,比现有的电池技术要求都要高出一个量级。

2.2技术重难点
HIT电池技术的核心和难点如下图所示:
图5.HIT电池技术重点及难点解析图
即需要从非晶硅界面钝化、TCO光吸收损失、金属化电阻损耗三方面进行努力,对应的工艺流程为CVD、PVD、丝印三个步骤。

这个三大难点克服,不仅仅是工艺的问题,还涉及到设备和材料的配套和改进。

表2.松下(三洋)HIT电池效率
异质结电池技术的核心特点是高开路电压,这来自于构成其PN结的材料是不同种类的,理论上就比同质结电池的电压要高。

但其特殊的晶硅/非晶硅界面态钝化,对设备、工艺、环境、操作水平等要求非常高。

虽然HIT电池的实验室效率很高,但商业化量产的效率并不高:
图6.HIT电池的实验室效率与量产效率对比
3市场及其技术水平
以下是对全球各研究所的HIT电池的技术研发情况的汇总:
表3.全球HIT电池技术研发及量产水平
由此可见,在商业化和最高效率方面,日本的研究机构和企业有着巨大的优势。

这也是国内现有的HIT技术路线和产线设备主要都和日本有关的原因。

全球企业的HIT技术量产情况,可参看表1.
4产业配套情况
4.1生产设备
目前可以提供HIT电池关键设备的厂商列表如下:
设备厂商设备类型特点购买厂家
Meyer Burger CVD、PVD、整线出货不多瑞士Eco
NSP、SolarCity、晋能精曜科技PECVD、RPD(PVD)可协助客户建置完整产
线
理想能源CVD 实验室机型尚德、正泰
以Meyer Burger(Roth & Rau)的HIT整线为例,详细介绍如下: 1)制绒清洗设备
2)CVD镀膜设备
3)PVD/Sputter设备
4)丝印电极设备
4.2原辅材料
HIT电池涉及的最主要的原辅材料为硅片和电极浆料。

硅片目前国内以隆基和中环为绝对主力,电池片厚度在165-175微米之间,比常规P型单晶
硅片更薄。

而电极浆料主要以日本厂商为主,国际浆料巨头杜邦、贺利氏等均未有相关成熟的产品推出。

另外,三星电子已推出可用于HIT电池的量产浆料,其性能与日本厂商相媲美。

国内浆料厂商尚在努力开拓常规BSF的正银市场,暂时不具备技术实力进行HIT低温浆料的研发。

5 总结
综合以上内容,HIT电池目前主要面临以下问题:
A:成本问题:
A1:设备成本:
100MW的HIT项目:总投资月4.1亿,其中设备投资2.4亿
100MW的PERC项目,总投资月2.7亿,其中设备投资1亿
100MW的N型双面项目,总投资月2.5亿,其中设备投资0.75亿
A2:辅材成本
HIT项目在ITO靶材和浆料方面比PERC项目多0.4-0.6RMB/W
A3 硅片成本
目前市场上N型硅片比P型硅片贵10-15%左右
B:效率问题
2017年HIT的实验室最高效率达到25.3%,P型PERC技术的实验室最高效率也到达了23.5%。

但在大规模量产中HIT电池的效率与P型PERC、N型PERT的效率差异没能显著拉开。

目前HIT量产的效率在22%左右,而PERC单晶量产效率也在21.3%左右。

HIT技术没有效率方面的优势。

C:市场问题
目前高效电池在国内的市场份额有限,主要集中在美日欧等发达市场需求、中国超级领跑者项目、新能源汽车领域、其他高效产品应用领域。

解决思路和方法:
1:设备国产化,主要在PECVDPVD/Sputter设备国产化,最终目标是100MW的设备在1亿RMB左右。

这个过程应该还需要2-3年
2:薄片化,HIT及其他N型电池的一个重要特点就是可以采取较为薄的硅片。

在设备国产化需要较长时间的情况下,薄片工艺是目前较为有效的技术路线。

应该采取一定的技术措施,在现有设备条件下,使用120-140的N型硅片,降低材料成本。

总体来看,国内HIT电池技术的产业化配套还有待完善,需要有实力的设备厂商和浆料厂商介入,并与下游电池和组件厂商长期合作,才能像BSF电池技术一样,开发出高效低成本的异质结整体配套方案。

因此HIT电池技术目前不适合大规模开发投入,只适合做小规模研发,如一条100-300MW中试线。

后续如何投入,需待产业链相关配套完善后,再做评估。

相关文档
最新文档