光伏产业之高效太阳能电池技术深解
光伏产业低迷,腹背受敌。怎样能挺过寒冬?有技术实力而且能将技术变成生产力的企业,将最终胜出。高效电池就是光伏的突围之匙。
1.高效电池-光伏的突围之匙
光伏当前产业低迷,腹背受敌。外有金融危机,市场萎靡,欧美双反,贸易壁垒;内有并网受限,政策滞后,产能过剩,产品同质化,高资产负债率。很多人都喜欢问一个问题,"你认为光伏何时才能复苏?",我觉得这个问题的意义不太大,因为即使能预测出这个时间点,可是你确信自己能挺到复苏之时吗?行业的复苏不等于你的复活,也许那时你已经成为一名过客了。那怎样的企业才能挺过这次寒潮呢?有技术实力,而且能将技术变成生产力的企业,将最终胜出,迎来光伏的下一个高潮。
有核心技术,自然能得到资本的青睐,解决资金的短缺。自然能够突破价格战和产能过剩的困局,获得更高的利润。据计算,太阳能光伏电池转换效率每提高一个百分点,将使太阳能电池组件的发电成本降低7%左右。目前国际市场的行情是:同样是P型硅片制造,转换效率高低成为定价的标准。下游客户使用高效太阳电池做的组件,可以在安装成本不变的情况下提高太阳能光伏发电系统的年发电。高效电池就是光伏的突围之匙。
光伏暴利的时代已经过去。中国光伏行业在洗牌整合,在等待政策和贸易环境的改善,在积蓄内力提高效率,等待一个真正辉弘的高潮的到来---光伏平价上网:光伏发电以平等的价格和传统能源展开发电市场竞争,走入寻常百姓家。
2.什么是高效光伏电池
目前普通的太阳能电池产业化水平转换效率:单晶15%~17%、多晶12%~15%,非晶硅薄膜8%~9%。高效电池是指电池产业化水平转换效率:单晶》18%、多晶》16.5%、非晶硅薄膜》10%。要强调一点的是我们说的是产业化的电池转换效率,是指能够量产制造的,不是实验室精雕细刻出来的。实验室里面有很多电池效率很高,但或者工艺太复杂、或者技术不成熟,只具有研发意义,无法量产,无法降低生产成本,还不具有商业推广价值。
大面积、薄片化、高效率以及高自动化集约生产将是光伏硅电池工业的发展趋势。通过降低电池的硅材料成本,提升光电转换效率与延长其使用寿命来降低单位电池的发电成本。通过集约化生产节约人力资源降低单位电池制造成本。通过合理的机制建立优秀的技术团队、充分保证技术上的持续创新是未来光伏企业发展的核心竞争力所在。
3.技术发展趋势-薄片化
降低硅片厚度是减少硅材料消耗、降低晶硅太阳电池成本的有效技术措施,是光伏技术进步的重要方面。30 多年来,太阳电池硅片厚度从70 年的450~500μm 降低到目前的150~180μm,降低了一半以上,硅材料用量大大减少,对太阳电池成本降低起到了重要作用,是技术进步促进成本降低的重要范例之一。
硅片厚度的降低如表1所示。
![](../img/ele-ee/ee-36568ud3gdfh5hzx.jpg)
4.光伏技术发展战略目标
典型商业组件的效率期望能从2010年的16%增长到2030年的25%,2050年增长到40%。随着能源和材料在制造业的使用更加高效,光伏系统能源回收期的时间会不断缩短的。预计能源回收期会从2010年的两年降低到2030年的0.75年,到2050年会下降到0.5年。使用寿命期望从25年增加到40年。
![](../img/ele-ee/ee-36569hgoqrb2lbbw.jpg)
战略技术指标
5.光伏产业技术路线图
晶体硅电池发展的趋势是低成本高效率,这是光伏技术的发展方向。低成本的实现途径包括效率提高、成本下降及组件寿命提升三方面。效率的提高依赖工艺的改进、材料的改进及电池结构的改进。成本的下降依赖于现有材料成本的下降、工艺的简化及新材料的开发。组件寿命的提升依赖于组件封装材料及封装工艺的改善。因而,晶体硅电池发电的平价上网时间表除了与产业规模的扩大有关外,最重要的依赖于产业技术(包括设备和原材料)的改进。
仅靠工艺水平的改进对电池效率的提升空间已经越来越有限,电池效率的进一步提升将依赖新结构、新工艺的建立。具有产业化前景的新结构电池包括选择性发射极电池、异质结电池、背面主栅电池及N型电池等。这些电池结构采用不同的技术途径解决了电池的栅线细化、选择性扩散、表面钝化等问题,可以将电池产业化效率提升2~3个百分点。
为了进一步降低成本、提高效率,各国光伏研究机构和生产商不断改善现有技术,开发新技术。他们根据自己的技术实力和科研回报的期望,选择不同的研究方向和路径,共同促进光伏技术的不断进步。
![](../img/ele-ee/ee-36570bhbjbf3yx45.jpg)
如图所示为不同光伏技术的发展状况及前景
高效电池类型介绍
1.高效晶体硅太阳能电池-MWT电池
MWT 电池是金属穿孔卷绕(metallization wrap-through
- 国内光伏市场产能过剩的几种原因(05-15)
- 太阳能供电与控制系统电路原理解析(02-02)
- 产生清洁能源,促成“绿色”环境(05-08)
- 硅太阳能电池电源系统在通信与广播电视中的实现(12-09)
- 设计太阳能半导体照明系统的一些要点(02-26)
- 薄膜太阳能电池的研究现状与发展趋势(06-29)