沈文忠:中国企业用激光图形取代光刻工艺
BC技术无疑是目前光伏行业备受关注的技术路线。当龙头光伏企业龙基绿能董事长钟宝申提出,未来5-6年,BC电池将成为晶体硅电池的绝对主流,其大量产品将走向BC路线。这一言论一出,市场就开始重新审视BC技术。
BC技术的发展可以追溯到48年前。1975年,Schwartz和Lammert首次提出了背接触式光伏电池的概念;1984年,斯坦福教授Swanson开发了IBC类似的点接触(Point Contact Cell,PCC)太阳能电池;1985年,Swanson教授创立了SunPower,并开发了IBC电池。
“为什么BC技术不能发展这么多年?最大的问题是,Sunpower电池结构中使用的光刻工艺成本非常高,导致应用普及有限。”近日,上海交通大学太阳能研究所所长、上海太阳能学会名誉主席沈文忠教授在接受媒体采访时表示,中国企业用激光图形取代光刻工艺是一个巨大的进步。
为此,沈文忠判断,BC技术的发展不会像前十年那样缓慢,未来十年肯定会发展得更快,市场前景很好。
激光图形化促进了BC技术的发展
Back电池,即Back电池 Contact(背接触)电池是目前各种背接触结构晶硅太阳能电池的总称,主要包括IBC、HBC(HJT IBC)、TBC(TOPCon IBC)、HPBC等。电池前表面无栅线,正负极交叉布置在电池背面,避免了传统电池正栅线的遮光损失。
在沈文忠看来,BC电池结构有以下三个优点:一是前面没有金属栅线,转换效率高;二是前面没有栅线,非常漂亮,特别适合分布式光伏场景;三是通用性好,TOPCon、HJT、PERC、叠层电池可与BC技术相结合,叠加工艺继续扩大效率优势。
但相应地,BC电池制造也面临着巨大的挑战,主要的困难是所有的电极都在背面,需要很好地隔离,否则就会导致短路。目前,中国企业隔离最经济的方法是使用激光图形处理。沈文忠认为,激光图形处理,而不是光刻或其他工艺,具有很大的发展前景。
此外,中国强大的配套产业链,无论是电池技术还是组件技术,都能形成良好的合作,这也是支持中国BC技术发展的重要原因。
高性价比将提高BC技术的规模效益
BC电池具有最高的转化效率,可以叠加其他电池技术,继续扩大其优势。预计未来将有更多的企业进行布局。目前,隆基绿能和爱旭是选择BC技术路线的企业中最具代表性的。其中,隆基绿能自2018年以来研究的HPBC是BC电池的重要方向。
HPBC是复合钝化背接触电池的缩写,HPBC电池的标准生产效率超过25%。通过电池内部结构工艺的调整,电池技术可以大大提高电池的光吸收和光转换能力,有效提高组件的输出功率。2022年11月2日,隆基绿色能源发布了基于高效HPBC电池技术的新一代组件产品-MO 6.量产组件的效率可达23.3%。
而任何技术的规模效益,都必须依靠性价比的提高。沈文忠表示,铝浆技术是未来P型BC结构电池最大的亮点。背面的铝可以与P型硅片形成局部铝背面,电极的基础可以用丝网印刷铝浆。世界上P型硅片数量最多,产业链成熟,未来可以用铝浆代替银浆,性价比最好。市场上其他N型BC结构电池选用电镀铜技术,但电镀工艺本身比较复杂,成本比较高。“从性价比来看,我更看好P型BC结构电池的性价比。”
BC技术可以在中国发展,领先的驱动效应不容忽视。据报道,到2023年底,30GWHPBC产能将全面实现。在此基础上,沈文忠判断,虽然许多企业没有实现工业化,但他们正在进行技术研发。在领先企业发挥示范作用后,BC技术将能够快速发展,并将超过传统电池的生产扩张速度。
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