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薄膜or晶硅?——效率破23%!汉能HIT投产

   2017-12-29 张一山229010
核心提示:岁末年初的最后一个工作日,光伏行业被一折汉能推出HIT薄膜晶硅三明治,他终于向晶硅妥协!的自媒体文章炸开了锅。要搞懂汉能是

岁末年初的最后一个工作日,光伏行业被一折“汉能推出HIT薄膜晶硅三明治,他终于向晶硅妥协!”的自媒体文章炸开了锅。

要搞懂汉能是否放弃薄膜,转投晶硅!首先,必须客观了解什么是——HIT太阳能电池。


HIT前世今生

日前,光伏电池主要有晶体硅(包括单晶硅、多晶硅)、非晶/单晶异质结(HIT)、非晶硅薄膜、碲化镉(CdTe)薄膜及铜铟硒(CIS)薄膜太阳电池等。其中商品化的晶体硅太阳能电池由于可大规模量产、性价比高是全球主流,占比超过95%,其光电转化效率已达25%,其计算的转换效率的极限值为31%;而非晶硅太阳能电池虽然能大面积生产,但其转换效率仍比较低。HIT、CdTe、CIS效率高但因技术难度大,成本高,量产规模小,与晶硅产品相比市场份额不高。


因此,1990年三洋公司首次将本征薄层的异质结Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm(HIT)成功开发,并申请注册为商标。电池效率达18.1%,并在1997年实现HIT电池的批量生产;其在异质结电池的研发和生产领域一直处于领先地位,其研发的面积为100cm2左右的HIT电池转换效率连续突破20%、21%、22%、23%重要窗口,2013年2月,转换效率最高已达24.7%,被松下收购后,自2012年4月1日起,三洋出产的太阳能电池组件改为PanasonicHIT品牌。目前,可查阅新闻稿中,松下结合IBC实验室转换效率为25.7%的HIT电池。松下的HIT电池在日本早到规模应用。

今年3月,为庆祝推出HIT太阳能组件满20周年,日本松下(Panasonic)宣布旗下HIT太阳能组件产品保固至25年,适用于2017年新安装之组件。和松下有签长约的Tesla,也将因此受惠。


HIT电池技术现阶段优势与瓶颈

目前,国内晶硅企业大量完成PERC技术导入。后期,相关企业将很有可能将PERC导入HIT。下图展示了从工艺、设备与技术特性三个角度来讲,PERC电池与HIT电池的差异。从下图中可看出,PERC电池在工艺的复杂程度、产线的兼容性以及现阶段工艺成熟度上胜于HIT电池,但固有的光衰问题与转化率问题限制了它的发展,而HIT电池因其无光衰、高效的特性,在未来更具开发性。

HIT难不难

目前HIT电池虽然发展才20多年历史,但其高效的光电转换效率(25.7%),将使其越来越受到青睐和关注,未来太阳能电池究竟会朝哪个方向发展,以及能发展到什么程度都是未知,但追求高转换效率这一点,应不会有所改变。

据业内人士称,HIT电池目前与PERC电池的转化率并没有拉很开,成本上来说,电池端的成本较高,但在组件端成本只略高于PERC;HIT电池的爆发期预计在2年左右,届时HIT电池的成本与工艺问题将被解决,PERC电池的潜力也已近乎挖净。而HIT电池的发展,也很有可能成为突破目前晶硅太阳能电池较低转换效率瓶颈的一种方式。

阻碍国内HIT技术的主要方向有:1、技术壁垒。2、产业配套。3、高端装备。

据首骋新材料公司介绍,比如配套辅材上,市场上HIT用导电浆料为日本进口,技术壁垒较高。其次,HIT电池由于其工艺温度限制,与传统热扩散型晶体硅太阳能电池使用的电极浆料(800℃左右烧结)不同,其电极制作也需要在200℃左右进行,要求其既要具有较高的导电性,同时与TCO薄膜间的接触电阻又要低,同时还要求其具有较高的焊接拉力。


意义


HIT代表高效光伏电池未来,中环、晋能等都对该技术做了大量储备和研发。而汉能基于在薄膜电池领域的研发经验,于2016年成立HIT(Hetero-junctionwith Intrinsic Thin-layer,高效硅异质结太阳能电池)事业部,专注于制造HIT整线生产线。


HIT技术中国与海外企业对比

2017年3月,汉能投资高达39.15亿元对原汉能光伏的生产线全面进行技改升级,重新建设以高效异质结太阳能电池(HIT光伏电池)及柔性CIGS薄膜太阳能电池为技术路线的薄膜太阳能研发制造基地。据透露目前,汉能HIT电池片研发效率达23%。

2017年12月28日。由深圳光远智能装备股份有限公司生产的高速双轨串焊机GCH-2600A完成该项目第一片HIT电池焊接——标志国内HIT光伏技术获得突破,而该项目的一期120MW同日宣布投产,二期480MW计划在2018年底建成投运。全部达产后HIT系列新产品年产能达600MW,CIGS年产能达150MW。

今天,双流HIT产线出片!我们致力于薄膜技术产业化十余年,第一代硅基薄膜,第二代铜铟镓锡,第三代砷化镓。第一代硅基薄膜技术浸染我们多年的心血,就像青春的初恋。在技术进步的过程中,无数人都讲,硅基薄膜已经过时;非常幸运的是,我们在硅片上生长硅基薄膜的HIT技术,给了我们硅基薄膜技术继续延续,继续成长的道路。硅,是一个很神奇的材料;很多年前就有人唱衰硅基材料,觉得摩尔定律即将失效,需要寻找新的载体。但是,在一代一代半导体人的努力下,到今天,硅基材料仍然是半导体产业的全部基础,制程降到7纳米以下,堪称奇迹。其实不是硅材料有多神奇,而是这些半导体业的精英们在创造神奇。同样,我也相信,硅基薄膜技术不会那么容易就退出历史舞台,我们同样也是创造神奇的一代光伏人,吾道不孤!两位CTO从事硅基薄膜技术快四十年,今天年轻的科学家也成长起来,后续有人!坚持两个字,说来轻巧,实则沉重。经历了公司历史上最大的磨难,一路面对否定与白眼。感谢李河君先生的坚持,支持与信任;感谢团队一路互相鼓劲前行,在最困难的时候都没离开,一直举着硅基薄膜的旗帜不倒。HIT,在硅片上生长薄膜,我们一样很强!松下&三洋,Solar City,我们汉能来了!

——来源:业内人士


汉能HIT现场





参考文章:集邦新能源网《HIT电池的故事》、世纪新能源网《高效HIT太阳能电池的发展现状》、世纪新能源网《专访杨立友——永不止步的光伏组件技术领跑者》
 
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