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黑硅技术将成量产高效多晶电池标配
2018-03-22 10:52:33   来源:亚化咨询   作者:于红波采编  点击:

  3月1日,工信部印发《光伏制造行业规范条件(2018年本)》,强调严格控制新上单纯扩大产能的光伏制造项目。在新建和改扩建企业及项目产品应满足的条件中,要求多晶硅电池和单晶硅电池的最低光电转换效率分别不低于19%和21%。


  此前工信部发布的2017年我国光伏产业运行情况显示,P型单晶及多晶电池技术持续改进,常规产线平均转换效率分别达到20.5%和18.8%,采用钝化发射极背面接触技术(PERC)和黑硅技术的先进生产线则分别达到21.3%和19.2%。


  可见,常规单晶叠加PERC技术,常规多晶叠加黑硅技术,即可满足2018年光伏制造行业规范的要求。因此,对于2018年的新建和改扩建项目而言,PERC与黑硅技术在单晶和多晶上将得到普遍采用。


  黑硅技术助力多晶电池提效降本


  对于多晶电池而言,黑硅技术并非是一项新技术。该技术主要是源于2017年金刚线切多晶硅片的普及从而得到推广。


  金刚线切片技术在硅片端可显著降低成本,但金刚线切多晶硅片后,硅片表面损伤层减少,不利于使用传统酸腐蚀方案对硅片进行绒面制备,因此需解决多晶金刚线切割硅片的绒面制绒问题。


  黑硅技术是解决该问题的主要路径。该技术解决了金刚线切多晶硅片的反射率过高问题,由于表面反射率的降低,硅片光吸收能力提升,还能附带一定电池效率的提升。因此,金刚线切多晶硅片搭配黑硅技术的工艺,既能降低硅片成本又能提升电池效率,是多晶电池继续进步的必由之路。这种降本增效的方案已被大多数多晶电池的制造厂商认可。


  目前,黑硅技术的成熟技术路线主要有干法(RIE)黑硅和湿法(MCCE)黑硅两种。两种技术对硅片表面不良尤其是线痕都有很好的处理,且提效非常明显,干法黑硅可提升效率0.4%~0.7%,湿法黑硅有0.3%~0.5%的效率增益,但干法黑硅的投资成本相对湿法较高。两种技术路线对比如下表所示。

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  从目前金刚线切多晶和湿法黑硅技术配套的情况来看,金刚线切多晶改造直接降本0.5-0.8元/片,阿特斯等企业的黑硅加工成本控制在0.1元/片,功率增益提升至5瓦。按照当前的组件价格计算,黑硅组件有0.05元/瓦的增益,而成本只上升了0.02元/瓦左右,叠加湿法黑硅技术以后收益大于增加的成本。黑硅技术还有一个优点,多晶黑硅叠加PERC技术后可得到额外收益,可以实现“1+1>2”的效果,协鑫集成量产黑硅PERC电池效率已经超过21%。


  黑硅技术对导电浆料提出更高要求


  由于通过黑硅技术处理后的绒面较常规砂浆片更小更细,对于附着力小的浆料容易出现虚印、断栅等问题。因此,黑硅电池对导电浆料的拉力和金属化接触等方面提出了更高的要求。


  不同类型的的黑硅绒面结构的不同,正银浆料在不同黑硅绒面上的表现也不相同。干法黑硅和普通多晶相比,对浆料的要求区别不大。湿法黑硅相比正常多晶绒面,使用普通正银的主栅焊接拉力可能丢失大于50%,更严重的情况下,细栅的附着力也会受到影响甚至脱落。因此,拉力高的浆料产品在湿法黑硅上具有明显的优势。


  亚化咨询认为,2018年光伏制造行业规范条件提高了新建和改扩建项目的技术准入门槛,愈趋激烈的光伏企业间的竞争将主要集中于技术与效率。在单晶市占不断提升的情况下,应用金刚线切多晶硅片搭配黑硅技术是提升多晶产品竞争力的必由之路。未来,黑硅技术有望成为高效多晶量产的主流工艺路线,将为适用于黑硅技术的导电浆料带来巨大的市场机遇。


  无锡尚德自主研发的湿法黑硅电池已成功量产,在提升电池转换效率及组件功率方面均取得了突破性进展。目前,无锡尚德的黑硅产线正处于积极布局扩产中,预计到2018年第一季度,无锡尚德黑硅电池产能将达到500MW。

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