組件價格由2016年初的3.9-4元/瓦下降至目前的3.3元/瓦左右,下降幅度將近20%。由此也引發(fā)了關于組件企業(yè)毛利率的討論與疑問,價格降的如何之快,組件企業(yè)的利潤率如何保障?,F在業(yè)內強調的利用技術進步來推動降本的可行性到底有多大?
無論如何,各組件廠商都探索高效技術路線的趨勢很明晰,小編整理了包括晶澳、樂葉以及協鑫三家企業(yè)的高效技術路線以及對于領跑者的認識,以供業(yè)界參考。
上述三家組件企業(yè)在業(yè)界具有一定的代表性,協鑫集團之前大部分為多晶產能,日前宣布按照1:5的比例匹配單、多晶產能,兩條腿走路;樂葉光伏則是一直專注推廣應用單晶,在大同領跑者計劃中也取得了不錯的成績;而晶澳在單晶、多晶比例方面則一直比較均衡,以420MW的出貨量成為了大同領跑者項目中的最大贏家。
另,下述內容皆為光伏們整理的三家企業(yè)演講言論,不代表光伏們觀點。
晶澳太陽能
晶澳太陽能銷售總監(jiān)李棟主要發(fā)表了領跑者計劃對于行業(yè)的積極影響的相關看法。李棟認為,領跑者計劃從產業(yè)制造到降電價都為行業(yè)提供了一個非常好的引導作用。
第一,在之前領跑者沒有推出來之前,中國市場也有很好的高效產品,但是在市場上不太被接受,因為它的技術方案跟實際應用的招標會晚半年左右,每年行業(yè)的組件功率提高幅度大概在在5到10瓦,最后結果就是說高效產品不被市場認可。自從領跑者推出來,不管是領跑者本身,還是各省份的競爭配置方案,比如去年寧夏,現在河北等都把技術門檻提高了,這對整個產業(yè)是有幫助的。
第二,現在行業(yè)在物料降本已經達到了一個極限,未來降本只有一條途徑就是高技術,單位轉換效率更高一點。舉一個很簡單的例子比如說295,跟常規(guī)的275的單晶差20瓦,意味著單位面積物料可能省7%,高技術多投2%,這樣還有5%的降本空間。
第三,以前光伏是在整個全球發(fā)達比如說歐洲、美國開始的,我國的制造成本有優(yōu)勢,然而現在是在一些發(fā)展中國家,比如說印度整個亞洲地區(qū),原來的制造成本優(yōu)勢已經不明顯,所以必須通過制造技術來提升產業(yè)的發(fā)展。從這一點來講,國家能源局的領跑者政策是非常好的。
第四,持續(xù)提升我國在全球制造的競爭力,另一點非常重要的就是持續(xù)的淘汰落后產能增加產業(yè)集中度。排名前五的組件企業(yè)占比約為40%,從制造業(yè)的正常規(guī)律來看,這是不正常的。如果前五家占比在80%到90%,這可能是一個產業(yè)發(fā)展的目標。所以領跑者的推出加快了產業(yè)集中的速度,可能真正有效的加快制造業(yè),就是光伏制造業(yè)的整合。
晶澳技術研發(fā)路線
晶澳是全球首家大規(guī)模量產選擇性發(fā)射極、MWT、背鈍化及鋁背場及黑硅技術電池的光伏企業(yè),也是首家將二次印刷技術運用到所有生產線中的公司。
晶澳于2013年10月便推出了PERC技術,213年12月推出了黑硅技術,是全球最早推出PERC技術和黑硅技術的企業(yè)。大同領跑者項目中晶澳PERC技術博秀組件出貨量為150MW,黑硅技術組件出貨量17MW,黑硅技術潤秀組件150MW。
高效產能支持,保持領跑優(yōu)勢
保利協鑫
保利協鑫表示,由于“領跑者”計劃中的單晶效率標準只有較低的17%,主要單晶廠家都可以輕松達到,造成單晶在“眾跑”,而不是一部分優(yōu)秀者帶領的“領跑”。
保利協鑫CTO萬躍鵬博士介紹道,領跑者計劃規(guī)定的單晶組件效率對應的電池效率是大于19.6%,而主流單晶電池廠商的基準效率為19.85-19.95%,也就意味著市場上超過80%的單晶組件可以滿足領跑者計劃,單晶無需費力追求更新的技術。
萬躍鵬博士認為,在領跑者計劃推出的組件要求標準中,對于單晶的效率要求市場中大部分的廠商都可以達到,故無法起到推動技術創(chuàng)新的示范作用。
導讀:無論如何,各組件廠商都探索高效技術路線的趨勢很明晰,小編整理了包括晶澳、樂葉以及協鑫三家企業(yè)的高效技術路線以及對于領跑者的認識,以供業(yè)界參考。
多晶組件效率對應的電池效率是大于18.5%,能滿足這一要求的多晶電池廠商大約在20%,年產能超過10吉瓦,完全滿足“領跑者”基地計劃的組件需求。
同時,萬躍鵬博士提出,多晶技術進步的潛力很大,在以下三個方面不斷的進步,會有更多的產能符合領跑者計劃標準,并推動標準的提升。
第一、對多晶硅片的尺寸進行標準化,統一固定在跟單晶一樣的標準尺寸156.75。圖一是保利協鑫某一電池客戶A將硅片由S3升級為S3L之后,組件的效率分布。可以看出,270Wp的組件分布由21%升至61%,平均效率提升大于2Wp。
圖二是B客戶將多晶硅片由S2升級為S4之后,270Wp多晶組件的比例由23%提升至78%。
由上述數據可以得出,使用大尺寸多晶硅片將可以較大幅度的提升高功率組件的分布比例。
第二、黑硅是全行業(yè)的事情,是當前行業(yè)內頭等重要的技術進步問題。通過疊加黑硅技術,可以增加光吸收與電流。由下圖可以看到,根據目前協鑫小范圍的數據試驗,使用黑硅技術后,電池效率可提升0.3-0.4%,組件效率可提升4-6Wp,這樣就會增加進入領跑者要求的產品比例。
多晶組件(60片)功率+5Wp的解決方案,助力提升多晶組件“領跑者”比例,技術額外加分,并且黑硅可以疊加其他先進技術。
兩種工藝對比↓↓↓
第三、多晶PECR電池工藝,增加電池效率0.5-0.8%,組件功率滿足“領跑者”更高一檔要求,技術額外加分?! ?/p>
第四、PERC+黑硅+金剛線提供了平價上網的技術途徑,是領跑者計劃應該鼓勵推廣的技術。
在現在的硅片厚度下,降低背表面復合速率可以顯著提升效率。對于擴散長度更長的單晶來說,提升的效率更為顯著。在P型單晶硅上PERC可以實現1%的效率提升,多晶硅上可以實現0.6%的效率提升。
PERC技術采用Al2O3膜對背表面進行鈍化,可以有效的降低背表面復合,提高開路電壓,增加背表面反射,提高短路電流,從而提高電池效率。
PERC電池由于其工藝相對簡單,成本增加較少,是目前和未來的主流量產工藝。
二、PERC電池性能
小于標準光強下的相對效率主要由開路電壓的變化來決定,常規(guī)電池的相對開路電壓低于PERC電池,且光強越弱,兩電池的暗飽和電流密度相差越大,短路電流相差越大,相對效率相差越多。
在低輻照度條件下PERC電池弱光響應優(yōu)于常規(guī)電池?! ?/p>
溫度增加,紅外波段的吸收增加。 PERC電池的紅外波段量子效率高,其電流溫度系數高。PERC電池的開路電壓更高,電壓溫度系數更低。所以 PERC電池的溫度系數更低。
PERC的溫度系數優(yōu)于常規(guī),其發(fā)電量受溫度影響相對更小,相同條件下,系統具有更高的發(fā)電量。
三、PERC產業(yè)化現狀
四、PERC電池效率的提升
有效復合速率與金屬區(qū)域復合速率和所占面積,鈍化區(qū)域復合速率有關。
背表面有效復合速率隨著金屬區(qū)域和鈍化區(qū)域的復合速率的降低而降低。
金屬區(qū)域復合很高的時候,鈍化區(qū)域復合速率<20cm/s時, 有效復合速率的改變很小。
Al2O3鈍化,Spass<5cm/s,限制因素為金屬區(qū)域的復合速率 ?! ?/p>
PERC電池目前提升效率的方向是優(yōu)化開孔圖形和體電阻率。理論上,dot 是最佳的,在相同的收集效果下,其合金接觸面積是最少的,因而可達到更高的Voc和Isc.但是dot 對于Al漿的要求高,形成空洞的可能性高。Dash的空洞介于line和dot 之間,對Al的要求相對低一些,更容易實現。
P型電池在PERC技術上進一步提升效率的路線還包括采用選擇性發(fā)射極和局部B摻雜。
目前Solarworld 公司采用選擇性發(fā)射極結構產線效率達到21.4%,Trina 也采用此技術在中試線上小批量平均效率達到20.9%,最高效率達到21.4%。昱晶平均效率達到21.2%,最高效率達到21.4%。
SE的工藝路線有:硅墨水,掩膜etch back,腐蝕漿料etch back, PSG激光摻雜。目前最簡單的工藝應該是通過PSG的激光摻雜。
降低金屬區(qū)域的復合速率也是提升效率的有效途徑??梢赃M行局部的激光B摻雜,效率提升0.2-0.3%。
除此之外,還可以采用雙面電池結構。采用雙面PERC電池的技術路線有兩種:一種是在目前的PERC電池工藝的基礎上將全部鋁漿調整為局部鋁柵線,優(yōu)點是背表面由于為柵線結構,使得局部背場的厚度增加,從而提高了開路電壓,缺點是印刷時需要對準,典型的公司是solarworld。
導讀:無論如何,各組件廠商都探索高效技術路線的趨勢很明晰,小編整理了包括晶澳、樂葉以及協鑫三家企業(yè)的高效技術路線以及對于領跑者的認識,以供業(yè)界參考。
另一種是采用燒穿鋁漿,典型的研究機構是ECN,優(yōu)點是無需激光開孔的步驟,缺點是該燒穿鋁漿目前只對單層氧化鋁膜的穿透效果良好,在組件端需要配合高反射的封裝材料使用。
如果采用絲網印刷的Al 2 O 3,, 或許可以直接印刷帶有開孔的Al 2 O 3,,也可以避免激光開孔的步驟。
雙玻組件具有優(yōu)異的耐UV性能、抗PID性能、防風沙性能、機械性能。雙玻組件技術目前已經比較成熟。采用白色EVA,可以使封裝損失小于白色背板。2.5mm/2.0mm鋼化玻璃已經可以批量生產。
雙玻組件具有極高的可靠性,其各種環(huán)境測試中功率衰減為普通組件的50%左右。
雙面電池雙玻組件,取決于安裝條件(草地,水泥地等),發(fā)電量有8-20%的增加
五、PERC電池光致衰減(LID)
目前單晶的光致衰減主要是B-O復合引起的,由于PERC電池具有更高的開路電壓,導致其具有更高的衰減。
降低 LID 的主要措施有:
降低硅片氧含量
—市場主流數值為20ppma,隆基可實現量產15ppma以下,研發(fā)13ppma以下,最低5ppma
改變摻雜劑
—全摻鎵(3.5米長晶棒頭尾電阻率比約14) (尚在專利保護期內)
—硼鎵共摻(頭部電阻率 3,尾部電阻率 0.5,電阻均勻性較好,尾部壽命≥20us)
電池端采用光照退火工藝
采用N型硅片
退火工藝設備廠商
樂葉單晶PERC推出Hi - MO 1 ,采用創(chuàng)新處理技術使LID最低控制在1%以內,一般控制在1% 以內。
經測算,采用低光衰的高效單晶PERC組件,年平均發(fā)電量較多晶和常規(guī)單晶高5.2%和2.5%。
六、總結
1、PERC電池具有更低溫度系數,更好的弱光響應,相同情況下具有更高的發(fā)電量。
2、P型 PERC技術將成為主流技術并逐步替代常規(guī)電池。
3、未來PERC可以向優(yōu)化激光開孔圖案和體電阻率,選擇性發(fā)射極結構和局部摻雜工藝發(fā)展,也可以采用雙面電池結構并采用雙玻的封裝方式。
4、樂葉光伏已攻克單晶PERC電池低衰減技術,LID問題可以通過硅片工藝及電池創(chuàng)新工藝解決。