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在追求高转换效率的当下,HIT电池有望逐步替代PERC电池

发布时间:2020-10-13  来源:立鼎产业研究网  点击量: 71 

HIT电池是以晶硅太阳能电池为衬底,以非晶硅薄膜为钝化层的电池结构。HIT(异质结电池,HeterojunctionwithIntrinsicThinlayer)是一种在 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)氢化非晶硅薄膜的电池结构。标准晶体硅太阳能电池是一种同质结电池,即PN 结是在同一种半导体材料上形成的,而异质结电池的PN 结采用不同的半导体材料构成。日本三洋公司在 1990 年发明出 HIT 电池并申请为注册商标,因此异质结电池又被称为HIT Hetero junctionTechnology)或 SHJ Silicon Hetero junction)。

——HIT电池 逐步替代PERC电池存在3点理论优势与3点现实可行性。

从理论角度出发主要优势包括:

①高转换效率以及高双面率;

②简化的工艺流程;

LCOE 成本低。

1、从转换效率来看,HIT电池转换效率可26.63%,高于PERC电池。HIT 电池在实验室(日本 Kanaka、松下)的电池效率最高可攀升至26.63%,高于目前主流电池 PERC 单晶的转换效率(22.3%),这主要是通过其优越的钝化特性实现的,通过产生高于 700mV 的高开路电压(Voc)。整个电池生产过程采用低温工艺(一般低于 250°C),一定程度的降低了电池生产过程的能耗。此外,HIT 电池的温度系数低,数值在-0.23%/°C -0.3%/°C 之间。意味着 HIT光伏组件在事件工作条件下的温度特性优于传统的晶体硅光伏组件。并且HIT 是天然的双面电池,具有最高可达到 90%的双面率。

目前Perc单晶电池转换率可达到22.3%


资料来源:taiyangNews

2、从工艺流程来看,HIT电池将工艺流程简化为6步。具体包括:①制绒、②电池正反面非晶硅薄膜的沉积、③电池正面和背面 TCO 薄膜的沉积、④正反面导电极印刷、⑤烧结/固化、⑥测试及分拣。其中非晶硅薄膜的沉积通常采用 PECVD 方法完成。大量使用本征掺杂非晶硅薄膜来形成发射极和背电场(BSF),不仅可以提高 Voc 和发电效率,而且还可以避免因铝北场导致的薄硅片翘曲等。除此,制备的 TCO 薄膜,用作减反层和以及横向输运载流子至点击的导电层。TCO 薄膜的制备主要通过物理气相沉淀(PVD)技术的溅射方法来完成。

3、从LCOE成本的角度来看,理论上可实现最低水平,具有成本优势。由于HIT电池大部分使用 N 性硅片,因此其组件可以称为无光致衰减(LID)组件。叠加 HIT 电池可以采用更薄硅片,得到最低水平的度电成本(LCOE)。

——从现实角度来看,HIT电池渗透率逐步提升的3点支撑:

①高效率转型的可行性:除去实验室外,光伏生产制造商的 HIT 电池已实现超过 23%的转换效率,未来随着 HIT 电池的量产,设备端以及浆料技术有望形成更好的配套,实现 26%+以上的转换效率;

2019-2025年各种电池技术平均转换效率变化趋势(单位:%


资料来源:taiyangNews

②低LCOE的可行性:政策鼓励+国内设备厂商的技术升级,HIT 整线投资部分大厂已实现压缩至 5 亿/GW 的水平,以 10 年折旧期进行评估,HIT 电池折旧相较于 Perc 电池劣势会降低至 2 /W 以下的水平。HIT 电池产线投资成本已达到量产临界线,2020 年有望成为 HIT 电池的投资元年,2021年开始出现GW 级的产线批量化投产,低 LCOE 有望实现。

③技术限制被解除 :松下专利保护权已结束,行业在10HIT技术沉淀后,有望突破。

综合来看,在Perc电池发展成新电池标准后,如何进一步提升电池的光电转换效率成为光伏电池厂的核心问题。而HIT电池无论从理论层面,最高可实现高出PECR电池4%以上的光电转换效率、更低的LCOE以及更简化的生产工艺,还是从现实层面,已经现实现23%以上的转换效率(超出PERC0.7%)、HIT电池已经达到可以量产的投资成本(低于5亿/ GW)。都在证明在追求高转换效率的当下,HIT电池有望逐步替代PERC电池。横向对比单晶PERCN-PERTTopCorn以及HIT电池,依然是HIT电池优势明显。

从各光伏电池技术对比来看,HIT电池相对最优


资料来源:PVInfoLink


标签:PERC电池

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