叠片(叠瓦)电池

随着光伏技【jì】术的【de】进步【bù】和“领跑者”计划的深入【rù】推【tuī】进,中国光伏行业开【kāi】始进【jìn】入高效产品比拼的时代。

一、叠片电池结构和原理

其【qí】中,作为主流高效组件技术之一的叠片技【jì】术目前受到广泛关【guān】注。传统组【zǔ】件电池片之间采【cǎi】用【yòng】汇流条连接结构【gòu】,大量汇流【liú】条【tiáo】的使用【yòng】,增加【jiā】了组件内部的损【sǔn】耗【hào】,降【jiàng】低了组件转换效率,同时单片电池片【piàn】的差异在【zài】串联【lián】结构下,反【fǎn】向电流【liú】对组件影响会增加【jiā】,从而产生热斑效应而损坏组件甚至影响整个光伏系统的【de】运【yùn】转【zhuǎn】。

叠片组【zǔ】件利【lì】用切片技术将栅【shān】线重新设计的【de】电池【chí】片切割成【chéng】合理图形的小片,将每小片叠【dié】加排布,焊接【jiē】制作【zuò】成串,再经【jīng】过串并联排版后层【céng】压成组【zǔ】件。这样使【shǐ】得【dé】电池以更紧密的方式互相【xiàng】连结,在相同的面积下,叠【dié】片组件可以放置多【duō】于常规【guī】组件13%以上的电池【chí】片,并且由【yóu】于【yú】此【cǐ】组件结构【gòu】的优化【huà】,采用无焊【hàn】带设计,大大减少【shǎo】了组件的线损,大幅度提高了组件的输出功率。

二、叠片技术的前景

更高效率【lǜ】更低损耗【hào】,叠【dié】片技术无疑将对【duì】国内【nèi】的高效组件封装技术带来革命性影响。尤其在目前国【guó】内组件市场价格日渐【jiàn】下行的情【qíng】况下【xià】,组【zǔ】件领域的降本提效成【chéng】为必须。因此,光【guāng】伏业内企业积极推进【jìn】叠片组件【jiàn】的技【jì】术【shù】研发与【yǔ】大规模制造。

叠片【piàn】组件【jiàn】目【mù】前的应【yīng】用市【shì】场主要在【zài】一些高效【xiào】应用场【chǎng】景中,如第三【sān】批领跑者中【zhōng】应用【yòng】领跑基【jī】地和【hé】技术领跑基地中【zhōng】各有一个项目中标;日本一直是高效【xiào】产品的市【shì】场,叠片组件在日本也有不错的应用市场。此【cǐ】外,叠【dié】片【piàn】组【zǔ】件漂亮的外观非常适用于户用分布式。

三、叠片技术生产企业

1、赛拉弗


赛拉弗于2016年3月推出应用叠片技术【shù】的日食系列(Eclipse)组件。相同【tóng】60片版型的组件可以【yǐ】达到320W以上。Eclipse新技术和工【gōng】艺还可结合现存的高【gāo】效电池技术,在2017SNEC上,赛拉弗【fú】推出了两【liǎng】款【kuǎn】新【xīn】型日食组件,分别是搭配【pèi】了黑硅与PERC工【gōng】艺【yì】的组件【jiàn】产品,以及采用【yòng】HJT电池【chí】的【de】组件【jiàn】产品。

赛拉弗日食系列【liè】(叠瓦【wǎ】组件)于2016年【nián】5月顺利通过测【cè】试,成为全球第一家通过【guò】TUVSUD认证的采【cǎi】用【yòng】切片【piàn】叠瓦技术的高【gāo】效【xiào】组件【jiàn】,功率输出与常规【guī】组件相比提高了15%。

2、东方环晟


2017年2月,东方电气【qì】(40%)、中环股【gǔ】份(37%)、SunPower(20%)联手宜兴开发区(3%)四方签约,启【qǐ】动东方环【huán】晟高效叠片太阳能电池组件项目。据悉,该【gāi】项目引进股东方SunPower独创并经北【běi】美市【shì】场验【yàn】证【zhèng】成熟【shú】的叠片组件技术【shù】,建设【shè】21条【tiáo】全部应用叠片技术的【de】单多晶组件生产【chǎn】线【xiàn】。项目总投资约50亿元,2017年底将建成730MW高【gāo】效叠片【piàn】太阳【yáng】能电池组件产能,全部投产后【hòu】将形成5GW高【gāo】效叠【dié】片【piàn】太阳能组件产能。第一批51MW产品已销【xiāo】往海外。

3、协鑫集成


协鑫【xīn】集成自2014就【jiù】成立了高效切片技【jì】术与高效【xiào】叠片【piàn】技术的专项科技研【yán】发团队,其推出的金刚高密【mì】度组件即应用了【le】创新型的叠【dié】片技术,并在【zài】2016SNEC上开【kāi】始展出。

4、其他企业

此外,在2017年SNEC上,晶科、中来【lái】股份、亿晶光电、顺【shùn】风、中利腾晖、隆基乐叶、Solaria等公司均展示【shì】了【le】叠【dié】片组【zǔ】件产品,但现均无量产。相似的还【hái】有【yǒu】隆基与爱康。9-21,隆基乐叶宣布【bù】:经权【quán】威认证测试机构【gòu】CGC测试,隆基乐叶研【yán】发的【de】60尺【chǐ】寸型【xíng】双面叠片组【zǔ】件【jiàn】正【zhèng】面转换效率达20.66%,突破【pò】世【shì】界纪录,成为目前全【quán】球60尺寸型双面【miàn】叠片组件正【zhèng】面转换【huàn】效率最高纪录【lù】保【bǎo】持者【zhě】。9-21,爱康光电【diàn】叠瓦组件生产线首件产品成功下【xià】线,命名为【wéi】“鲲鹏”系列的叠【dié】瓦单晶组件。

四、叠片电池组件存在问题:

1、技术门槛高

叠片电池组【zǔ】件的大【dà】规模量产【chǎn】还存【cún】在一些问题【tí】。首先,叠片组件的【de】技【jì】术门槛【kǎn】较高【gāo】,如何在封装过程中确保电池联结的可靠性是技术关【guān】键;

2、成本高

叠片组件需额外采用新设备和材料【liào】制造,成【chéng】本相对较高。据了解【jiě】每瓦【wǎ】成本【běn】至少高出【chū】3毛【máo】钱以上【shàng】。

3、专利风险高

叠片组件存在专利纠【jiū】纷的风险,故组件制造商在进行研发生产时应注【zhù】意规避专【zhuān】利风险【xiǎn】。这也是叠片组件生产最大【dà】的【de】风险。目前叠片【piàn】技术的全球专利已经被Sunpower注【zhù】册。东方【fāng】环晟与【yǔ】Sunpower合资【zī】避【bì】免了专【zhuān】利风险【xiǎn】。

五、总结

总体来【lái】说【shuō】:如能【néng】避【bì】免【miǎn】规模过大引起专【zhuān】利起诉与赔偿,叠片技术只要实【shí】现了规模化的发展,成本一定会降下【xià】来,在未来会非【fēi】常【cháng】有竞争优势。

HIT电池

一、HIT发展背景

HIT是Heterojunction withIntrinsic Thin-layer的缩写,意为本【běn】征薄膜异【yì】质结,因HIT已被【bèi】日本【běn】三洋公司申请为注册商标【biāo】,所以又被【bèi】称为HJT或SHJ(Silicon Heterojunction solarcell)。该类型太阳能电池【chí】最早由日【rì】本三洋公【gōng】司于1990年成功开发,当时转【zhuǎn】换效率可达到14.5%(4mm2的【de】电【diàn】池【chí】),后来在三洋公司的【de】不断改进下,三洋HIT电池的转换效率于2015年已达到25.6%(2009年,三【sān】洋公司被【bèi】松【sōng】下收购【gòu】)。迄今为止,该太阳能电【diàn】池的最高效【xiào】率可【kě】达26.3%,HIT技【jì】术叠【dié】加IBC技术【shù】之后的HBC电【diàn】池【chí】最高效率可达26.63%。2015年三洋【yáng】的HIT专利保护结【jié】束,技术壁垒消除,是【shì】我国大力【lì】发展和推【tuī】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【shí】分,HIT电池【chí】的【de】发【fā】电量比一般【bān】晶体【tǐ】硅【guī】太阳电池高出9-21%,双玻【bō】HIT组件的发电【diàn】量高出【chū】20%以上,具有更高的用户附加值。

2、双面电池

HIT是非常好的双【shuāng】面电池,正面和背【bèi】面基本无颜【yán】色差【chà】异【yì】,且【qiě】双面率(指【zhǐ】电池背面效率与【yǔ】正【zhèng】面效率之比【bǐ】)可达到90%以上,最【zuì】高可【kě】达96%,背面发电的优势明显。

三、HIT电池产业化现状

2017年【nián】国内HIT电池已经形成产能【néng】1GW,但【dàn】是产量【liàng】有【yǒu】限,仅【jǐn】为60MW,平均转化效率为22.7%,预计2018年将迎来异质结发展【zhǎn】元年,2018年规划产能将【jiāng】为2.5GW,总产能将【jiāng】达到【dào】3.5GW。在大规模量产方面,首屈一【yī】指的当然是日本三【sān】洋,现有产能【néng】1GW,量产效率达【dá】23%。除此【cǐ】之外【wài】,有较成熟【shú】HIT技术的还【hái】有松下、Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建均石、晋能、中智(泰兴)、上澎等【děng】企【qǐ】业。

1、晋能清洁能源有限公司


晋【jìn】中基【jī】地的高效【xiào】异【yì】质结单【dān】晶电池组件10万千【qiān】瓦项目2017年4月份投【tóu】产【chǎn】,成为【wéi】国内首【shǒu】条高效异质结【jié】单晶电池【chí】规模化生产线,并有望在国际上首次以接近常规晶硅组件成【chéng】本的技术路线实现高效异【yì】质结单【dān】晶电池产【chǎn】品的量产。

另外据统计2017年晋【jìn】能异质结电池出货量为4MW左右。未来【lái】三年内,晋中【zhōng】超高效异质结电池及组件生产基地产【chǎn】能将达到2GW,同【tóng】时【shí】超【chāo】高效【xiào】异质【zhì】结组件的生产【chǎn】成本【běn】将降至0.4美元/瓦【wǎ】。

2、钧石(中国)能源有限公司


钧石目前【qián】异质结【jié】电【diàn】池总产能【néng】为金石能源100MW产能【néng】(前期100MW主要【yào】用于研发)以及福建钜能刚投产【chǎn】的500MW产能【néng】,总产能为600MW。

另外据统【tǒng】计2017年鈞石异【yì】质结电【diàn】池总【zǒng】出货量为【wéi】1-2MW。不【bú】过随着其500MW产能投产,其公司自【zì】我预计2018年【nián】出货量将到达100-200MW。

3、中智(泰兴)电力科技有限公司

2017年【nián】7月,中智【zhì】(泰兴)与江苏【sū】省泰兴市【shì】高新区合作共同投资【zī】建设的160MW两【liǎng】条异质结太阳电池的生产【chǎn】线已建成,投入总计【jì】4亿【yì】元左右。另外据统计【jì】2017年【nián】中【zhōng】智(泰兴)异【yì】质结出货为【wéi】1-2MW。

4、汉能


于2016年成立【lì】HIT事业部,专注于制造HIT整线生产【chǎn】线。2017年3月,汉能投资高达39.15亿元对原汉能光伏的生产线全面进【jìn】行技改升级【jí】,重新【xīn】建【jiàn】设以高效【xiào】异质结太阳能电池(HIT光伏电池)及柔【róu】性【xìng】CIGS薄膜【mó】太阳能【néng】电池【chí】为技术【shù】路线的【de】薄膜【mó】太阳【yáng】能研发制造基地。据了【le】解目前【qián】汉【hàn】能HIT电池片研发效率【lǜ】达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【zhèn】光远智能装备股份有限公【gōng】司生产的高速双【shuāng】轨串焊机【jī】GCH-2600A完成该项目【mù】第一片HIT电【diàn】池焊接——标【biāo】志国内HIT光伏技术获得突破,而该项目的一期120MW同日【rì】宣【xuān】布投产,二【èr】期【qī】480MW计划【huá】在2018年底建成投【tóu】运。全部达产【chǎn】后HIT系【xì】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,爱康科技【jì】宣布【bù】总投资106亿元的爱康科【kē】技异质结【jié】(HIT)新一代高【gāo】效太阳【yáng】能电【diàn】池项目落户浙江长兴,并于9-21举行了开工【gōng】仪【yí】式,规划【huá】总产能【néng】5GW,项【xiàng】目达产后,预计年【nián】销售收入【rù】120亿元,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电池虽然效率高,同等功率发【fā】电量高,但实际并不如厂家所吹嘘的那样发电【diàn】量【liàng】高15%,实际也就【jiù】搞7%左右。采用本【běn】征【zhēng】薄膜【mó】异质【zhì】结,技术门【mén】槛高。

2、成本高

这是最大的问题,目前HIT组件【jiàn】比普通组件价【jià】格高【gāo】约近1块钱左右,即使实现了量产,预计也会比PERC高【gāo】效电【diàn】池高【gāo】5毛钱左右。因【yīn】此还【hái】未到【dào】大规模量产【chǎn】化的阶段。