過去一年,在技術迭代的推動下,光伏產業(yè)從制造端到應用端正全速前進。
華夏能源網(公眾號hxny3060)獲悉,1月26日,國家能源局發(fā)布的2023年全球電力工業(yè)統計數據顯示,2023年全國新增光伏裝機達216.88GW,同比增長148.12%,近乎是此前四年的總和。
同時,光伏制造產能在過去一年狂飆突進,2023年底,中國光伏組件產能或已超850GW。行業(yè)發(fā)展也進入了新一輪產業(yè)周期,在產業(yè)鏈各環(huán)節(jié),n型技術和產品都在加速替代p型。據中國有色金屬工業(yè)協會硅業(yè)分會的統計,僅在硅片環(huán)節(jié),n型硅片產能的占比就已達到60%-80%。
中國光伏裝機持續(xù)放量、光伏制造產業(yè)飛速發(fā)展,可以說是由中國企業(yè)家的創(chuàng)新精神推動的。日前,長三角太陽能光伏技術創(chuàng)新中心主任沈輝在接受華夏能源網采訪時表示,是中國企業(yè)加快了光伏技術迭代的周期,讓光伏的產業(yè)化加速發(fā)展起來。
在產業(yè)界的共同努力下,各類新型電池技術都在飛速發(fā)展中。其中,此前默默無聞的BC類產品,在去年成為產業(yè)熱門。憑借不斷的技術創(chuàng)新, BC電池及組件產品,目前已頗受市場認可,正在朝著n型新一代技術中的全新主流方向邁進。
BC技術站上“C位”
BC電池,即全背電極接觸晶硅光伏電池,與TOPCon、SHJ(硅異質結)一起,并稱n型電池三大技術路線。“后PERC”時代,三者中誰能取代PERC成為主流,一直是市場爭論焦點。而此前,BC類電池受限于技術難度、成本不受控等因素,相對較為“小眾”,大量押注BC技術的只有愛旭股份(SH:600732)、隆基綠能(SH:601012)等少數企業(yè)。
但隨著愛旭、隆基等企業(yè)吹響B(tài)C技術沖鋒的號角,受益于持續(xù)的技術創(chuàng)新與突破,以及漸成規(guī)模的產業(yè)鏈配套,BC技術已擺脫“小眾工藝”的標簽,成為推動n型技術升級迭代的重要力量。
“從光學層面上來看,BC電池是最完美的。”沈輝向華夏能源網表示,由于將電極放在了背面,可以最大限度地受光,因此從光的利用方面來說,BC技術有著獨一無二的優(yōu)勢,是光伏技術重要的發(fā)展方向之一。
由于BC電池的正面無柵線遮擋,其光電轉換效率更高。此前,曾有業(yè)內專家向華夏能源網表示,BC電池的效率與相對應(正背面接觸)電池結構相比,可以提升0.5%-1.0%。
同樣,由于正面無柵線,極大提高了組件的美觀性。其他晶硅光伏組件,基本是以白色條框分割出一塊塊藍色色塊,在使用中無法與建筑和周邊環(huán)境融為一體。而BC組件可以設計為純色,更具簡約美感。也因此,BC組件深受分布式光伏的青睞。
但是,BC類產品在產業(yè)化方面面臨的挑戰(zhàn)也非常巨大。
一方面,BC電池的制作工藝相對更復雜,對硅片少子壽命要求高、技術難度大、制程工藝長、對材料的要求高、成本難控制。
另一方面,雙面率偏低,使得BC電池很難滿足集中式場景的發(fā)電轉換效率要求。大型電站等集中式場景更希望有較高的雙面率,PERC的雙面率約65%,TOPCon的雙面率約80%,SHJ雙面率85%-90%。但是,BC所有柵線都在背面,雙面率普遍較低,有待通過創(chuàng)新技術進一步突破。
此外,銀漿等材料的使用,使得BC制備成本難以下降,并且,行業(yè)內大規(guī)模生產制造BC電池時間尚短,相關產業(yè)鏈配套尚未齊全,難以形成規(guī)模效應。這也制約著BC電池成本的下降。
ABC引領技術突破
雖然BC技術面臨諸多挑戰(zhàn),但可喜的是,通過對技術創(chuàng)新的不懈追求,愛旭股份等先鋒企業(yè)已經取得眾多關鍵性技術突破,使BC類產品競爭力日盛一日。
其中最值得一提的是在ABC技術路線上的突破。ABC(All Back Contact)電池由愛旭自主研發(fā),是一種基于n型襯底硅片技術的BC類電池結構。目前,ABC產品已取得了六大技術突破。
一是新一代ABC硅片技術。
愛旭開發(fā)的新一代硅片技術——輕摻雜超導磁控直拉法(LD-MCZ),突破了電阻率控制和斷線控制兩大挑戰(zhàn),生產出來的硅片氧濃度在10ppma以下,少子壽命在10000以上。這種高阻低氧的高質量硅片,為晶硅電池向上突破到27%以上的量產轉換效率打開了通道。
二是超快激光圖形化技術。
BC技術的一大難點是圖形化。愛旭首創(chuàng)的超快激光圖形法技術,通過飛秒、皮秒、亞皮秒超快激光一步法完成加工,精度準、效率高,實現了電池產品的低成本、高產能和高良率,也適合大規(guī)模量產。
三是無銀化金屬涂布技術。
減少銀漿的消耗,一直是光伏行業(yè)面臨的技術難題。愛旭獨辟蹊徑,首創(chuàng)了無銀金屬柵線涂布技術,通過電化學及化學手段鍍銅、鎳、錫,帶來充沛且更易獲取的原材料,并在10GW規(guī)模的生產線上取得了全面超越印刷銀漿的工藝效果。
四是高可靠0BB串焊技術。
愛旭開發(fā)出的高可靠0BB串焊技術,讓銅焊帶與細柵線通過焊接實現合金化,提高了組件的可靠性,降低了封裝損失。這一串焊技術成功解決了金屬柵線的過焊、虛焊、載流子渡越時間和電流收集路徑過長,以及眾多交錯重疊導致的短路與漏電等問題。
五是雙面率達到70%。
BC技術此前被行業(yè)認為雙面率偏低,只適合單面發(fā)電。但愛旭在去年12月發(fā)布的新款ABC組件,卻將雙面率提高到70%。愛旭結合最新的電池精細圖形化設計技術與獨創(chuàng)的0BB組件整版串焊技術,使得電學及光學的優(yōu)化設計不再相互沖突,徹底扭轉了BC組件背面不發(fā)電或發(fā)電貢獻極小的困境。
六是ABC組件的可靠性提升。
愛旭在提升ABC組件品質方面也下足功夫。通過電池硅基體全鈍化、非燒穿無銀金屬化技術,提升了電池的可靠性;通過“一”字型焊接技術,提升了組件的可靠性;通過防陰影設計、全面積受光和全鈍化的電池結構等,提升了ABC電池及組件的抗衰減和耐候性,ABC組件的首年衰減≤1%,后續(xù)年度衰減≤0.35%,在整個生命周期內ABC組件產品相對于PERC產品可多發(fā)15%以上的電。
ABC產品備受市場認可
光伏企業(yè)憑借什么來穿越產能過剩的周期,無疑是當下行業(yè)關注焦點。業(yè)內人士認為“先進產能永不過剩”,沈輝教授也表示,“光伏寒冬”是一個優(yōu)勝劣汰的過程,先進的產能可以借此機會發(fā)展起來。
n型技術,尤其是其中的ABC電池,無疑就是這樣的先進產能,它已經表現出了旺盛的生命力。
ABC技術的擁有者愛旭股份,成立于2009年,是全球領先的新能源科技企業(yè),聚焦光伏發(fā)電領域,為客戶提供太陽能電池、組件及光儲用一體化全場景解決方案。愛旭目前擁有廣東佛山、浙江義烏、天津、廣東珠海、山東濟南五大生產基地。
愛旭的ABC產能目前正在穩(wěn)步推進中。去年年底,愛旭珠海基地10GW ABC電池及組件產能整體實現達產,ABC電池平均量產轉換效率已經達26.8%以上。愛旭義烏基地15GW ABC電池及組件產能已進入試生產階段。
行業(yè)激蕩,唯強者方能堅守。在光伏產能過剩之際,愛旭擴產的底氣,正是源于其持續(xù)的技術創(chuàng)新,已獲得了市場的認可。
此前,由于高效率、美觀性等優(yōu)勢,愛旭的ABC組件在歐洲、日本、韓國等海外分布式市場已頗受歡迎。僅在歐洲,愛旭的ABC組件銷售網絡就已覆蓋英國、德國、荷蘭、波蘭、羅馬尼亞、捷克共和國、匈牙利、立陶宛、拉脫維亞、愛沙尼亞以及巴爾干等國。就在1月份,愛旭又與波蘭知名光伏分銷商INSELL簽署了一項協議,將在3年內向其供應200MW高雙面率ABC組件。
而隨著技術突破,雙面率大幅提升至70%,ABC組件不再局限于分布式場景,愛旭也隨之調整了市場策略。
日前,愛旭透露,2024年的市場開拓重點將放在中國。1月16日,愛旭與天津能源投資集團簽署了2.5GW ABC組件戰(zhàn)略合作協議,雙方將在項目開發(fā)、產品供應及一體化解決方案等領域開展深度合作。協議的簽署標志著愛旭開始大舉進軍國內集中式及分布式場景業(yè)務。
學界人士也對ABC也充滿期待。沈輝表示,“希望愛旭能堅定地、大踏步地向前走,尤其在BC技術方面,能在國際上率先做出表率,帶動大家朝著一個方向前進。”
隨著愛旭在集中式、分布式場景的全面發(fā)力,2024年,預計ABC組件市場份額將迅速擴大,有望再為光伏技術迭代踩下“油門”。
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