Batterietechnologien wie TOPCon und HJT bewegen sich weiterhin vom Labor in die industrielle Kette

1. Der Hintergrund der Veranstaltung

Bei einem kürzlichen Treffen wurde darauf hingewiesen, dass auf der Grundlage der vorherigen Unterstützung 50 Milliarden Yuan an Subventionen für erneuerbare Energien an die zentralen Stromerzeugungsunternehmen vergeben werden. Die Vergabe dieser Subvention ist ein positives Signal für die Entwicklung erneuerbarer Energien in meinem Land, das den Enthusiasmus für neue Energieinstallationen im Inland steigern wird, und es wird erwartet, dass die Windkraft-Photovoltaik-Industriekette davon profitiert. Lassen Sie uns über die spezifische Situation der Photovoltaikindustrie im Detail sprechen.

Zweitens, verstehen Sie Photovoltaikzellen

Eine Photovoltaikzelle ist eine optoelektronische Halbleiterfolie, die Sonnenlicht zur direkten Stromerzeugung nutzt. Solange es mit Licht beleuchtet wird, das bestimmte Beleuchtungsbedingungen erfüllt, kann es sofort Spannung ausgeben und Strom erzeugen, wenn eine Schleife vorhanden ist.

Nach verschiedenen Halbleitermaterialien können Solarzellen in kristalline Siliziumsolarzellen und Dünnschichtsolarzellen unterteilt werden. Kristalline Siliziumzellen können in monokristalline Siliziumzellen und polykristalline Siliziumzellen unterteilt werden, wobei monokristalline Siliziumzellen weiter in P-Typ-Zellen und N-Typ-Zellen unterteilt werden. Derzeit sind die am weitesten verbreiteten monokristallinen PERC-Zellen monokristalline Siliziumzellen vom P-Typ, während sich neue Solarzellentechnologien wie TOPCon, Heterojunction und IBC hauptsächlich auf monokristalline Siliziumzellen vom N-Typ beziehen.

Drittens unterteilen Sie die Spur

1.TOPCon-Batterie

Die TOPCon-Batterietechnologie, nämlich die Tunneloxidschicht-Passivierungskontakttechnologie, ihre Batteriestruktur ist eine N-Typ-Siliziumsubstratbatterie, eine Schicht aus ultradünnem Siliziumoxid wird auf der Rückseite der Batterie hergestellt und dann eine dünne Schicht aus dotiertem Silizium hinterlegt ist. Es wird eine Passivierungskontaktstruktur gebildet, die die Oberflächenrekombination und die Metallkontaktrekombination effektiv reduziert, die Leerlaufspannung und den Kurzschlussstrom der Batterie verbessert und die Batterieeffizienz verbessert.

1) LPCVD ist das Mainstream-Verfahren, das derzeit von TOPCon produziert wird

Gegenwärtig gibt es für TOPCon-Zellen 4 verschiedene industrialisierte Prozesse, nämlich: LPCVD zur Herstellung von Polysiliziumfilmen in Kombination mit einem traditionellen Volldiffusionsprozess; LPCVD zur Herstellung eines Polysiliziumfilms in Kombination mit einem Borexpansions- und Ionenimplantations-Phosphorprozess; PECVD zur Herstellung eines Polysiliziumfilms und In-situ-Dotierungsprozess; PVD bereitet Polysiliziumfilm und In-situ-Dotierungsprozess vor. Unter ihnen ist die LPCVD-Technologie ausgereift und hat die Massenproduktion erreicht, und die Gerätelokalisierung ist perfekt, aber die Wicklungsplattierung und die langsame Filmbildungsgeschwindigkeit sind immer noch die Hauptprobleme des aktuellen Prozesses.

Der vollständige Name der LPCVD-Technologieroute lautet Niederdruck-CVD-Verfahren. Die Vorteile dieser Technologie sind ausgereifte Technologie, hohe Integration, gute Filmbildungsqualität, große Gerätekapazität und einfache und einfache Steuerung; aber es ist schwierig, eine langsame Beschichtungsgeschwindigkeit, eine niedrige Filmbildungsrate und sekundäres Dotieren, Umhüllen, ernsthafte Abscheidung von Quarzteilen usw. zu haben. Die LPCVD-Technologie ist die am weitesten verbreitete und die einzige Technologie, die in großem Maßstab kommerzialisiert wurde.

2) Hersteller beschleunigen die Planung der TOPCon-Produktionskapazität und treiben den Industrialisierungsprozess voran. In den letzten zwei Jahren haben inländische Unternehmen im Wesentlichen Platz für die TOPCon-Umwandlung für neue PERC-Produktionslinien für spätere Upgrades reserviert. Die PERC-Produktionskapazität vieler First-Tier-Hersteller ist nach und nach eingestellt worden, und auch die aktuellen Expansionspläne haben sich auf den Bau von Produktionslinien mit N-Typ-Technologie verlagert. Zu Beginn des zweiten Quartals wurde die TOPCon-Produktionskapazität vieler Hersteller, einschließlich Jinko, freigegeben, und es wird erwartet, dass sie in den Genuss der Technologieprämie kommen.

2. HJT-Batterie

HJT-Zellen bestehen aus dünnen Schichten aus kristallinem Silizium (c Si ) und amorphem Silizium ( Si ), die die doppelten Vorteile von Solarzellen aus kristallinem Silizium und der Dünnschichttechnologie kombinieren, da die Dünnschicht die Eigenschaften einer starken Lichtabsorption und einer hervorragenden Passivierungsleistung aufweist. HJT wird seit 47 Jahren entwickelt. Mit der Iteration der Technologie und der Verbesserung der Umwandlungseffizienz ist die HJT-Batterie in die Phase der heimischen Kommerzialisierung eingetreten.

Die Vorteile von HJT-Zellen bestehen darin, dass der Prozessablauf kurz und die Umwandlungseffizienz hoch ist. Der HJT-Batterieprozess umfasst hauptsächlich 4 Verbindungen, was weit weniger als PERC (10) und TOPCON (12-13) ist; Darüber hinaus kann die Umwandlungseffizienz von HJT-überlagerten IBC und Perowskit in Zukunft auf mehr als 30 Prozent gesteigert werden.

Der Weg zur Kostensenkung von HJT ist klar, und die Kosten von HJT werden in 22 Jahren voraussichtlich niedriger sein als die von PERC. Die Kosten für HJT-Batterien liegen um 0,18 Yuan pro Watt über denen von PERC, und 94 % des Kostenanstiegs entfallen auf Nicht-Silizium-Kosten. In Zukunft hängt die HJT-Kostenreduzierung hauptsächlich von der Reduzierung des Siliziumverbrauchs, der Reduzierung der Silberpastenkosten, der Ziellokalisierung und der Reduzierung der Ausrüstungskosten ab.

3. IBC-Batterie

IBC bezieht sich auf die Interdigital-Rückkontakt-Batterietechnologie, und die Kontaktelektroden des P/N-Übergangs, des Substrats und des Emitters sind auf der Rückseite der Batterie in einer Interdigitalform hergestellt. IBC-Zellen haben einen hohen Umwandlungswirkungsgrad und ein schöneres Aussehen, eignen sich besonders für die Photovoltaik-Gebäudeintegration und haben gute Kommerzialisierungsaussichten. Obwohl die Vorteile von IBC-Zellen herausragend sind, ist der Prozess von IBC-Zellen kompliziert, und Halbleitertechnologien wie Masken und Fotolithografie werden oft verwendet, und die Kosten sind fast doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Zellen.

Aufgrund der guten Kompatibilität der IBC-Batteriestruktur haben sich nach und nach drei Hauptprozessrouten gebildet: 1) der klassische IBC-Batterieprozess, vertreten durch SunPower; 2) das vom ISFH vertretene POLO-IBC (TBC) Batterieverfahren; 3) das Kaneka-Batterieverfahren Das repräsentative HBC-Zellverfahren (IBC-SHJ). Nach den Ergebnissen des Kaneka-Experiments im Jahr 2017 kann der aktuelle Umwandlungswirkungsgrad von IBC-SHJ (HJT)-Zellen bis zu 26,7 Prozent erreichen, was höher ist als der experimentelle Wirkungsgrad von TOPCon- und HJT-Zellen.

IBC gehört zur Reservetechnologieroute, und das F&E-Versuchsproduktionslayout wurde gestartet. Derzeit ist der Herstellungsprozess von IBC/HBC-Batterien komplex, die technische Schwelle ist hoch und die Herstellungskosten sind hoch, was zum technischen Weg in der Forschungs- und Entwicklungsreserve gehört. Die ausgereiftesten Massenproduktionsunternehmen der IBC-Technologie in der Welt sind SunPower und LG.