10月8日晚,隆基發(fā)布分布式Hi-MO X6光伏組件,采用了隆基自研的HPBC(Hybrid Passivated Back Contact)技術,即復合鈍化背接觸電池技術,隆基表示由于正面無柵線,該組件增加了2.27%的光線吸收,平均發(fā)電增益達到2.04%,最高增益可達6%。
HPBC電池是BC電池的一種,基本結構為IBC結構,目前主流技術路線為單晶PERC電池,而TOPCON、HJT和IBC電池被認為是N型電池接下來發(fā)展的三個主要方向,三者最高轉化效率均超過PERC電池。
雖然隆基在發(fā)布會上再次表示未來5-6年BC電池技術將會是晶硅電池絕對主流,但市場對此并不買賬,10月9日至今隆基股價下跌1.51%,而BC電池指數(shù)期間也下跌0.96%,對于BC電池應該怎么看,市場為什么對BC電池反應平淡,本文來分析一下。
IBC(Interdigitated Back Contact)電池即叉指狀背接觸電池,是一種單面電池技術,結構特點是在電池正面沉積了鈍化膜和減反膜,無金屬柵線,在硅片背面分別進行磷和硼擴散,形成叉指形交叉排列的p+區(qū)和n+區(qū),電池背面金屬正負極也呈現(xiàn)叉指狀排列。
根據(jù)硅片基底類型的不同,IBC電池分為P型IBC以及N型IBC電池,IBC電池由于前表面收集到的載流子需要穿過襯底擴散至背面電極,因此一般采用少子壽命更高的N型單晶硅襯底,隆基的HPBC電池采用的則是以P型硅片為基底的IBC電池。
與其他電池相比,IBC電池由于PN結和金屬電極都位于電池背面,正面無金屬柵線的遮擋,避免了由于金屬柵線帶來的遮光損失,增大了電池對入射光的吸收利用率,較其他電池短路電流更大,同時還可加寬柵線比例從而降低電池串聯(lián)電阻,提高電池的填充因子。
此外,由于電池正面沒有金屬柵線的影響,還可對其表面鈍化和陷光結構進行最優(yōu)設計,降低電池正面電子-空穴對復合以及表面反射;其正面無柵線也使得電池更加美觀,更適合分布式光伏建筑一體化市場。
但IBC電池缺點同樣明顯,首先是制備工藝流程復雜,需要通過擴散摻雜、鈍化鍍膜和金屬化柵線等工藝在電池背面制備出叉指狀間隔排列的P區(qū)和N區(qū),分別形成金屬化接觸和柵線,過程中需要進行多次掩膜和光刻。
同時為了避免光生載流子在到達電池背面pn結之前發(fā)生復合,進而降低電池轉化效率,IBC電池除了對基體材料要求較高,需要較高少子壽命外,還對電池正面鈍化要求較高,以降低表面復合。
由于TOPCon電池可以兼容PERC電池,通過在PERC電池產(chǎn)線基礎上進行升級,從而降低設備投資成本,產(chǎn)業(yè)化進展較快,行業(yè)頭部晶科、晶澳、天合光能以及阿斯特等公司均在積極擴產(chǎn),根據(jù)InfoLink數(shù)據(jù),截止2022年底,TOPCon電池落地產(chǎn)能達到81GW,2023年底名義產(chǎn)能將達到477GW。
IBC電池主要廠商包括隆基和愛旭,隆基目前擁有30GW HPBC電池已經(jīng)投產(chǎn),將在年底全部達產(chǎn),且公司后續(xù)投資都會采用BC技術,截止2022年底愛旭ABC電池產(chǎn)能6.5GW,計劃到2023年底產(chǎn)能提升至25GW。
從轉化效率來看,PERC電池最高轉化效率是由隆基創(chuàng)下的24.05%,而目前頭部廠商TOPCon電池量產(chǎn)轉化效率均已超過25%,其中晶科能源TOPCon電池轉化效率達到26.1%,中來股份TOPCon電池實驗室轉化效率達到26.7%,創(chuàng)下最高紀錄。
IBC電池方面,隆基公告的HPBC電池平均量產(chǎn)轉化效率超過25%,而愛旭公告ABC電池平均量產(chǎn)轉化效率達到26.5%,IBC電池與TOPCon電池目前轉化效率差距較小,TOPCon電池的理論轉化效率極限為28.7%,略低于IBC電池29.1%的理論轉化極限。
此外,雖然HPBC產(chǎn)品單面發(fā)電量高于單面TOPCon產(chǎn)品,但雙面HPBC產(chǎn)品發(fā)電量與雙面TOPCon產(chǎn)品相比并無優(yōu)勢,在成本不具備優(yōu)勢的情況下,TOPCon電池更適合做地面集中電站。
從產(chǎn)品良率來看,目前PERC電池良率已經(jīng)達到99%以上,TOPCon電池良率也可達到98%,相比之下,IBC電池良率較低,隆基目前HPBC電池良率為95%,愛旭ABC電池良率目前最高為95%-96%。
在成本方面,由于TOPCon電池與PERC電池相比,結構上多了隧穿氧化層和摻雜非晶硅層,因此,PERC電池產(chǎn)線可通過升級成為TOPCon電池產(chǎn)線,升級產(chǎn)線每GW投資成本通常為5000萬-7000萬。
而新建的TOPCon電池產(chǎn)線每GW設備投資成本約1.7億元,根據(jù)隆基年初發(fā)布的公告,HPBC電池產(chǎn)線每GW投資成本為2.43億元,其中設備投資成本每GW為1.95億元,高于TOPCon電池。
太陽能電池技術路線較多,未來發(fā)展趨勢在于各種技術之間交叉發(fā)展,就目前來說,N型硅片相較于P型具有高效率、低衰減以及少子壽命高等優(yōu)點,因此目前電池逐漸由P型PERC電池轉向N型TOPCon等電池。
而IBC技術作為平臺,可與其他技術相互結合,通過與TOPCon結合形成TBC,使其具備IBC與TOPCon電池優(yōu)點;還可通過與HJT結合形成HBC,使其具備HJT和IBC電池優(yōu)點。
愛旭的ABC電池采用的是N型TOPCon與IBC電池的結合,而隆基的HPBC電池采用的是P型TOPCon電池和IBC技術的結合,相比之下,ABC電池轉化效率較HPBC更高,隆基采用P型TOPCon而不是N型主要原因之一也在于其具有較為龐大的P型硅片產(chǎn)能。
而TOPCon電池也可通過與鈣鈦礦結合起來提高轉化效率,晶科此前研究的具有TOPCon結構的鈣鈦礦電池轉化效率達到27.6%,而IBC作為一種技術平臺,未來與HJT和鈣鈦礦進行結合可達到更高的轉化效率。
就目前來說,IBC電池與TOPCon電池相比,在轉化效率相差不大情況下,成本和良率方面并不占優(yōu)勢,且不適合地面集中電站市場,而從未來技術路線來看,也存在著多種可能性,這也是市場對IBC電池反應平淡的主要原因。
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