2017年電池行業(yè)技術特點全景掃描

責任編輯:editor006

2017-06-12 16:49:27

摘自:南墅石墨

由于種種新技術的開發(fā),鋰作為一種功能多樣的金屬,其需求不斷增長?!笆濉敝С治覈笠?guī)模晶體硅電池效率達到23%

由于種種新技術的開發(fā),鋰作為一種功能多樣的金屬,其需求不斷增長。鋰電池檢測系統(tǒng)行業(yè)技術水平與電芯的類型、鋰電池的指標要求、應用領域等情況密切相關。

近年來,由于種種新技術的開發(fā),鋰作為一種功能多樣的金屬,其需求不斷增長。鋰電池檢測系統(tǒng)行業(yè)技術水平與電芯的類型、鋰電池的指標要求、應用領域等情況密切相關。以下是2017年電池行業(yè)技術特點分析。隨著鋰電車的市場需求擴大,鋰電池價格優(yōu)勢越來越明顯,從原來50%的整車價格占比到目前的20-25%。

一直以來,全球鋰電池產(chǎn)業(yè)基本集中在中、韓、日三個國家。國內(nèi)空前火熱的鋰電池市場將形成中日韓“三國殺”的格局。雖然日韓鋰電池巨頭進軍中國將對國內(nèi)動力鋰電池廠商形成巨大的競爭壓力;但也將進一步激活上下游產(chǎn)業(yè)鏈,對國內(nèi)鋰電池乃至新能源汽車市場的發(fā)展起到巨大的促進作用。

如果我們做產(chǎn)業(yè)化的高效電池,有兩個基本條件,一個是高效率,另一個是低成本。如果這么做基本技術在那里?表面鈍化技術是非常重要的環(huán)節(jié),另外是電池結構包括PERC、PERT、PERL等電池。

上午天合的馮博士也說到這了,現(xiàn)在可產(chǎn)業(yè)化的高效電池就是兩種結構,一種是趙建華博士在1988年提出的PERC和PERL電池,PERL電池已經(jīng)達到25%的效率。還有一種是異質結電池,破了25%的效率之后也是非常熱,達到了25.6%的效率,英文簡稱BJBC電池。

所以現(xiàn)在看,BJBC可以是同質結也可以是異質結,這是一個非常重要的里程碑,但是對于可產(chǎn)業(yè)化來說,目前在這種技術在產(chǎn)業(yè)化上都遇到了一個成本非常高的問題,我覺得是我們努力的方向,但是如果真正把成本降下來,做到目前的可以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)和的程度,還得至少三、五年的時間。

2017-2022年中國電池技術行業(yè)發(fā)展前景分析及發(fā)展策略研究報告表明,如果做可產(chǎn)業(yè)化的技術,目前有PERC和IBC兩種技術,前者成本低一些,比普通電池高10%左右,大家能接受。產(chǎn)業(yè)化的技術可分為小于21%的效率和大于21%效率技術。

PERC電池效率小于21%,這種技術通常是P型硅電池,使用了發(fā)射極高方阻技術,這個技術能夠使前面發(fā)射極的鈍化效果非常好,上午看杜邦的講演漿料可以在90歐姆/Sq方阻的發(fā)射極上做電極,實際上他們兩年之后能做到110歐姆/Sq。

如果說前表面方阻能做到100歐姆/Sq以上,前我個人認為前表面發(fā)射極技術基本上沒有太大的改進空間了,為什么電池前表面選擇性發(fā)射極技術這些年大家基都不做了?發(fā)射極方阻本身都做到100歐姆/Sq以上了,這種技術的優(yōu)勢也基本上喪失掉了。

前表面做好了之后,電池效率的提升主要是背面鈍化?,F(xiàn)在大家做的PERC結構或者叫點接觸結構,這方面應該說最容易產(chǎn)業(yè)的,當然還有接觸點有高摻雜的,這就是PERL電池結構,這種工藝相對復雜一點?,F(xiàn)在激光的技術的快速發(fā)展,還有三氧化二鋁的鈍化,背面局域接觸的PERC電池從工藝、技術上非常成熟了。

但是像我上午說得,趙博士在26年前提出來的PERC電池結構,走了20多年才走到產(chǎn)業(yè)化,從概念提出到真正的產(chǎn)業(yè)化也是非常不容易的過程。

如果電池效率高于21%,這時候低成本產(chǎn)業(yè)化P型硅PERC目前看很難達到,所以要用一些新的電池結構,像天合做的IBC電池。目前盡管天合比Sunpower成本低了很多,總體來說比目前的普通電池成本高一倍以上,這方面,低成本化還是大家需要努力的。

另外還有HIT電池。HIT電池的效率一般都在22%左右,我下面還要講,HIT電池看起來結構非常簡單,但實際上制備工藝是一種非常精密的異質界面控制技術,這種技術工藝窗口很窄,搞半導體集成電路的人有體會。我們要發(fā)展HIT電池技術需要做這種精密的界面控制,相對來說還是需要很大的努力。

“十三五”支持我國大規(guī)模晶體硅電池效率達到23%,所以說IBC電池、HIT電池是發(fā)展的方向。鈍化技術要達到這么高的效率水平,實際上有兩個基本技術,一個是鈍化技術,現(xiàn)在三氧化二鋁鈍化是非常好的,過去鈍化使用ALD技術,比較復雜的設備,也比較貴,現(xiàn)在出現(xiàn)了等用離子體三氧化二鋁鈍化,產(chǎn)業(yè)化比較便宜。

還有一個重要的技術是結形成技術,N型硅電池是一個方向,但是需要硼擴散形成發(fā)射極,擴散溫度高。剛才48所介紹了減壓擴散是比較好的方向,它的裝片量和擴散均勻性都比較好。第二是離子注入技術,它形成的PN結非常均勻。

還有兩種比較簡單的N型硅電池PN結制備技術,一種是鋁漿燒結,先絲網(wǎng)印刷鋁漿,通過燒結形成了一種PN結,電池效率能夠接近20%的效率,工藝簡單,所以大家做的熱情比較高。還有一個就是硼磷共擴散技術,效率可以達到21%。

大容量方形電池是動力電池發(fā)展方向。在日本,以18650圓柱電池為主,全自動化生產(chǎn)設備,源于成熟的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)。在中國,大容量電池的全自動化生產(chǎn)制造設備的發(fā)展,工藝路線的不斷發(fā)展和成熟,保證了大容量電池的品質、一致性、安全性,也保證了電源成組技術的實施。

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