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    2019光伏年度盤點之技術爭鳴
    【字體: 】  日期:19-12-31  來源:來自網絡  熱度:

    歲末年終,又是一年總結時。今年光伏行業頗為熱鬧,繼單多晶之爭,大小機之爭后,行業又出現了新的爭論。正所謂百家爭鳴方成氣象萬千,在爭論中進步未嘗不是行業幸事,今年光伏技術之爭有哪些?

    硅片端:“大”字當頭 烽煙再起

    2019年硅片尺寸迎來大變革,在M2尺寸(156.75mm)一統江湖多年之后,“大尺寸”硅片亂戰正在上演。

    大尺寸硅片的降本增效邏輯在于,提升硅片尺寸使得產品有更大的受光面積,從而提高單位時間產出的電池、組件功率,使得分攤到每Wp的配套設備、人工等其他成本減少,系統成本得到降低。

    當前大尺寸硅片包含三類:G1(158.75mm),M6(166mm)和M12(210mm)。

    G1尺寸,是當前產線成熟應用廣泛的大尺寸硅片,包括晶科,晶澳,天合,協鑫等企業均有布局。

    158.75尺寸之外,今年隆基和中環相繼推出M6和M12產品,并在產能上下了大手筆。隆基表示,到2020年底隆基的電池、組件大部分產能都將切換成166mm尺寸,在建產線如銀川5GW單晶電池產線,將直接設計成適用于166mm尺寸。而中環則計劃2020年將產出16GW的 M12硅片。

    兩大巨頭“神仙打架”,引發業內關于M6和M12大硅片的討論。

    隆基M6的立足點在于和現有產線的兼容性,M6已達部分設備允許的極限。例如當前主流單晶爐熱屏內徑約 270mm ,M6 硅片外徑為 223 mm,但是M12硅片的外徑接近300mm。

    相對而言,M12需要全新的產業鏈配合,各環節設備都需要重建,這也是部分人認為中環“激進”的原因。對此,中環提出了折中方案,在M12之外還推出了 M10 和 M9 大硅片,分別對應 200 毫米和 192 毫米邊長,較M2分別增加面積 45.9%和 46.2%。

    大硅片的應用勢必將影響下游電池和組件,據了解目前通威和愛旭兩大電池片廠商新產能將兼容166mm和210mm電池。組件企業中,東方日升率先行動,其500W高效組件采用了M12(210尺寸)單晶硅片,效率高達20.2%。

    從成本到效率,隆基和中環通過數據證明產品優勢的同時,也在不斷擴大陣營。至于究竟哪種產品能夠笑傲江湖,還要靜待市場的反饋。

    電池端:PERC之后,誰與爭鋒?

    今年光伏電池領域最熱門的討論,便是PERC之后下一代電池技術是異質結還是Top Con?(IBC:難道我不配有姓名?)
     

    HJT/HIT/HDT有一個共同的名字——異質結太陽能電池,它綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優勢,具備工序少、效率高、無光衰、溫度系數低、弱光響應高等優點,目前異質結電池基礎效率為23%~23.5%,而這只是起步階段。

    看中異質結的發展潛力,光伏企業紛紛發力。據不完全統計,截至目前布局異質結產線的企業大概有 12 家,規劃產能超35 GW。

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    今年5月以來包括鈞石、愛康、山煤國際、金辰股份在內的多家設備和電池企業規劃投資異質結項目。首先實現量產的晉能科技預計今年年底異質結電池量產平均效率將達到24%;東方日升異質結電池效率超過24%,已接到30MW組件訂單,預計2020年異質結組件產能將達到500MW。

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    異質結雖然優點眾多,但缺點也不可忽視,如成本較高,產線不兼容等。這也是很多企業信心滿滿推出擴產計劃,而實際產線寥寥的原因之一。

    與異質結爭奪下一任“幫主”的TOP Con,其電池轉換效率介于PERC單晶電池與異質結之間,TOP Con的工藝設備與常規PERC電池的兼容性較好,雙面衰減率低。當前PERC電池規模龐大,業內人士預測未來兩年內PERC仍將穩居電池一哥的地位,相較于重鑄產線的異質結技術,TOP Con只需加一些設備就可以兼容產線,其優勢不言而喻。

    國內企業中來、天合光能,林洋,英利是TOP Con的擁護者。今年天合和中來相繼宣布TOP Con產品實現量產,天合72版型N型i-TOP Con組件正面功率最高可達425W,組件轉換效率高達20.7%。中來7柵線高效半切電池TOP Con組件,功率輸出達到或超過了440Wp。

    當然TOP Con的缺點也很明顯:工藝復雜,工藝步驟明顯增加;成本高;效率提升有限。這些因素導致只是原有廠商在擴充產能,未見新企業入局。

    相信在新一代技術發展成熟之前,TOP Con和異質結的“一哥”之爭將持續存在。而市場上還有另一種聲音,TOP Con和異質結不一定是非此即彼,還有可能殊途同歸。用異質結的方法做TOP Con,不失為一種兩全其美的方式。至于究竟何時可以實現,還要打一個問號。

    競爭者IBC

    除了上述兩個明星產品外,IBC(交叉背接觸)電池是可量產的高效晶體硅電池技術方向之一,也是“幫主”候選人。IBC電池因其全背電極結構設計而得名,在其結構設計中導出電流的正、負電極金屬化柵線設計在電池背面,外形美觀適用于光伏建筑一體化項目。

    IBC是目前商品化晶體硅電池中難度最高的技術,曾一度被認為難以量產。國內天合光能一直致力于IBC電池的研發,2018年其自主研發的大面積6英寸(243.2cm2)N型單晶硅IBC電池效率達到25.04%。今年11月由黃河公司投資建設的國內首條量產規模的IBC電池和組件生產線成功下線,這是我國首條量產規模IBC電池和組件生產線。12月黃河公司宣布其量產IBC電池平均效率達到23%,并獲得意大利FuturaSun公司50兆瓦訂單。

    而國外企業SunPower堪稱IBC的領導者,3月SunPower上線大尺寸硅片IBC組件,量產效率超過22%。前不久中環和道達爾、SunPower的收購案再次引發業內熱議,業內評論中環的加盟,將極大增強IBC電池的產業化基礎,從而令其它與之競爭的技術路線陷入劣勢。

    攪局者—鈣鈦礦太陽能電池

    鈣鈦礦電池是繼晶體硅、薄膜之后的第三代太陽電池技術,堪稱光伏電池屆的黑馬。10年之前其轉換效率只有3.8%,如今已經攀升到25.2%,而且即將實現商業化量產。

    鈣鈦礦電池被譽為是光伏電池的顛覆者,集原料豐富、光電性能佳等優勢于一身,今年更是吸引了大玩家入場。3月,風機制造企業金風科技以戰略投資者身份,領投英國牛津光伏D輪融資,投資金額2100萬英鎊,強勢布局鈣鈦礦太陽能電池。4月,三峽資本以戰略投資者身份注資纖納光電,投資金額5000萬人民幣,而纖納光電目前是全球鈣鈦礦太陽能組件光電轉換效率世界紀錄的保持者。

    更加轟動業內的是協鑫集團旗下協鑫納米率先建成10兆瓦級別大面積鈣鈦礦組件中試生產線,并已開始100兆瓦量產生產線的建設工作,計劃于2020年實現鈣鈦礦光伏組件的商業化生產。協鑫納米表示,其100兆瓦量產線制造的鈣鈦礦光伏組件的制造成本預計將低于1元/瓦,量產組件的工作壽命將達到25年以上。

    鈣鈦礦電池的劣勢在于穩定性差,含有有毒物質鉛,大面積應用難度較大,假如搬走這三座大山,鈣鈦礦電池或許可一躍成為光伏電池的“帶頭大哥”。

    組件端:MBB半片來勢洶洶,疊瓦伺機而動 拼片希聲

    多主柵、半片、疊瓦、拼片組件可以稱得上今年云南时时彩平台官网的爆款產品,與電池片打法不同,組件技術可以疊加打組合拳,助推組件功率走向400W+。

    多主柵技術的應用由來已久,它在提升電池光學利用的同時降低了封裝組件的電學損耗并提高了組件功率,并同時減少了電池片銀漿的耗量。早在2015年便有企業在展會上推出多柵組件,而今年SNEC的風向是在多柵技術上疊加半片技術。

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    半片技術即采用激光劃片機沿著垂直于電池主柵線的方向將電池片切成尺寸相同的兩個半片電池片,然后將其封裝成組件。半片技術可以大幅度提高組件功率,與相同片數的全片組件相比,其功率可以提升5~10W左右。

    某種程度上,多主柵+半片可以看做是自然而然的結合,MBB半片組件仍舊可具備MBB整片組件的全部優勢,還可進一步提高組件功率,減少材料消耗。據測算,在PERC電池上疊加半片技術功率增益可達到5~10W,在PERC+半片電池基礎上疊加MBB技術功率增益可擴大到最高15W。

    疊瓦技術將電池片切片用導電膠互聯,省去焊帶焊接,減少遮光面積和線損,節省空間,比常規60型組件多封裝13%的電池片,功率提升超20W以上,市場潛力巨大。EnergyTrend預計2019年疊瓦組件的產能達17GW,市占比越過10%。但疊瓦技術和現有組件封裝技術的兼容性較低,將會增加一定的成本,同時還存在專利風險。

    拼片技術指通過特殊的焊接方式來實現片間距縮小與三角焊帶互聯焊接,對電池及其他物料的利用率都達到了極致。與疊瓦相比拼片技術并無專利糾紛,而在效率上甚至可以趕超疊瓦。拼片是業內看好的技術之一,此前有業內人士預測拼片將成為未來2-3年的主流產品。然而反觀今年的企業動態,除了中南光電和嘉寓光能兩家企業有量產外,拼片幾無發聲,是否在醞釀放大招?

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    (不完全統計)

    上述表格統計了目前布局多主柵半片、疊瓦和拼片產品的企業,可以看出很多企業都是“多條腿”走路。在光伏平價上網之路上高效組件將成為重要助力,至于哪種技術路線能成為真正的贏家,仍需要時間予以驗證。

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