过去一年,在技术迭代的推动下,光伏产业从制造端到应用端正全速前进。
华夏能源网(公众号hxny3060)获悉,1月26日,国家能源局发布的2023年全球电力工业统计数据显示,2023年全国新增光伏装机达216.88GW,同比增长148.12%,近乎是此前四年的总和。
同时,光伏制造产能在过去一年狂飙突进,2023年底,中国光伏组件产能或已超850GW。行业发展也进入了新一轮产业周期,在产业链各环节,n型技术和产品都在加速替代p型。据中国有色金属工业协会硅业分会的统计,仅在硅片环节,n型硅片产能的占比就已达到60%-80%。
中国光伏装机持续放量、光伏制造产业飞速发展,可以说是由中国企业家的创新精神推动的。日前,长三角太阳能光伏技术创新中心主任沈辉在接受华夏能源网采访时表示,是中国企业加快了光伏技术迭代的周期,让光伏的产业化加速发展起来。
在产业界的共同努力下,各类新型电池技术都在飞速发展中。其中,此前默默无闻的BC类产品,在去年成为产业热门。凭借不断的技术创新, BC电池及组件产品,目前已颇受市场认可,正在朝着n型新一代技术中的全新主流方向迈进。
BC技术站上“C位”
BC电池,即全背电极接触晶硅光伏电池,与TOPCon、SHJ(硅异质结)一起,并称n型电池三大技术路线。“后PERC”时代,三者中谁能取代PERC成为主流,一直是市场争论焦点。而此前,BC类电池受限于技术难度、成本不受控等因素,相对较为“小众”,大量押注BC技术的只有爱旭股份(SH:600732)、隆基绿能(SH:601012)等少数企业。
但随着爱旭、隆基等企业吹响BC技术冲锋的号角,受益于持续的技术创新与突破,以及渐成规模的产业链配套,BC技术已摆脱“小众工艺”的标签,成为推动n型技术升级迭代的重要力量。
“从光学层面上来看,BC电池是最完美的。”沈辉向华夏能源网表示,由于将电极放在了背面,可以最大限度地受光,因此从光的利用方面来说,BC技术有着独一无二的优势,是光伏技术重要的发展方向之一。
由于BC电池的正面无栅线遮挡,其光电转换效率更高。此前,曾有业内专家向华夏能源网表示,BC电池的效率与相对应(正背面接触)电池结构相比,可以提升0.5%-1.0%。
同样,由于正面无栅线,极大提高了组件的美观性。其他晶硅光伏组件,基本是以白色条框分割出一块块蓝色色块,在使用中无法与建筑和周边环境融为一体。而BC组件可以设计为纯色,更具简约美感。也因此,BC组件深受分布式光伏的青睐。
但是,BC类产品在产业化方面面临的挑战也非常巨大。
一方面,BC电池的制作工艺相对更复杂,对硅片少子寿命要求高、技术难度大、制程工艺长、对材料的要求高、成本难控制。
另一方面,双面率偏低,使得BC电池很难满足集中式场景的发电转换效率要求。大型电站等集中式场景更希望有较高的双面率,PERC的双面率约65%,TOPCon的双面率约80%,SHJ双面率85%-90%。但是,BC所有栅线都在背面,双面率普遍较低,有待通过创新技术进一步突破。
此外,银浆等材料的使用,使得BC制备成本难以下降,并且,行业内大规模生产制造BC电池时间尚短,相关产业链配套尚未齐全,难以形成规模效应。这也制约着BC电池成本的下降。
ABC引领技术突破
虽然BC技术面临诸多挑战,但可喜的是,通过对技术创新的不懈追求,爱旭股份等先锋企业已经取得众多关键性技术突破,使BC类产品竞争力日盛一日。
其中最值得一提的是在ABC技术路线上的突破。ABC(All Back Contact)电池由爱旭自主研发,是一种基于n型衬底硅片技术的BC类电池结构。目前,ABC产品已取得了六大技术突破。
一是新一代ABC硅片技术。
爱旭开发的新一代硅片技术——轻掺杂超导磁控直拉法(LD-MCZ),突破了电阻率控制和断线控制两大挑战,生产出来的硅片氧浓度在10ppma以下,少子寿命在10000以上。这种高阻低氧的高质量硅片,为晶硅电池向上突破到27%以上的量产转换效率打开了通道。
二是超快激光图形化技术。
BC技术的一大难点是图形化。爱旭首创的超快激光图形法技术,通过飞秒、皮秒、亚皮秒超快激光一步法完成加工,精度准、效率高,实现了电池产品的低成本、高产能和高良率,也适合大规模量产。
三是无银化金属涂布技术。
减少银浆的消耗,一直是光伏行业面临的技术难题。爱旭独辟蹊径,首创了无银金属栅线涂布技术,通过电化学及化学手段镀铜、镍、锡,带来充沛且更易获取的原材料,并在10GW规模的生产线上取得了全面超越印刷银浆的工艺效果。
四是高可靠0BB串焊技术。
爱旭开发出的高可靠0BB串焊技术,让铜焊带与细栅线通过焊接实现合金化,提高了组件的可靠性,降低了封装损失。这一串焊技术成功解决了金属栅线的过焊、虚焊、载流子渡越时间和电流收集路径过长,以及众多交错重叠导致的短路与漏电等问题。
五是双面率达到70%。
BC技术此前被行业认为双面率偏低,只适合单面发电。但爱旭在去年12月发布的新款ABC组件,却将双面率提高到70%。爱旭结合最新的电池精细图形化设计技术与独创的0BB组件整版串焊技术,使得电学及光学的优化设计不再相互冲突,彻底扭转了BC组件背面不发电或发电贡献极小的困境。
六是ABC组件的可靠性提升。
爱旭在提升ABC组件品质方面也下足功夫。通过电池硅基体全钝化、非烧穿无银金属化技术,提升了电池的可靠性;通过“一”字型焊接技术,提升了组件的可靠性;通过防阴影设计、全面积受光和全钝化的电池结构等,提升了ABC电池及组件的抗衰减和耐候性,ABC组件的首年衰减≤1%,后续年度衰减≤0.35%,在整个生命周期内ABC组件产品相对于PERC产品可多发15%以上的电。
ABC产品备受市场认可
光伏企业凭借什么来穿越产能过剩的周期,无疑是当下行业关注焦点。业内人士认为“先进产能永不过剩”,沈辉教授也表示,“光伏寒冬”是一个优胜劣汰的过程,先进的产能可以借此机会发展起来。
n型技术,尤其是其中的ABC电池,无疑就是这样的先进产能,它已经表现出了旺盛的生命力。
ABC技术的拥有者爱旭股份,成立于2009年,是全球领先的新能源科技企业,聚焦光伏发电领域,为客户提供太阳能电池、组件及光储用一体化全场景解决方案。爱旭目前拥有广东佛山、浙江义乌、天津、广东珠海、山东济南五大生产基地。
爱旭的ABC产能目前正在稳步推进中。去年年底,爱旭珠海基地10GW ABC电池及组件产能整体实现达产,ABC电池平均量产转换效率已经达26.8%以上。爱旭义乌基地15GW ABC电池及组件产能已进入试生产阶段。
行业激荡,唯强者方能坚守。在光伏产能过剩之际,爱旭扩产的底气,正是源于其持续的技术创新,已获得了市场的认可。
此前,由于高效率、美观性等优势,爱旭的ABC组件在欧洲、日本、韩国等海外分布式市场已颇受欢迎。仅在欧洲,爱旭的ABC组件销售网络就已覆盖英国、德国、荷兰、波兰、罗马尼亚、捷克共和国、匈牙利、立陶宛、拉脱维亚、爱沙尼亚以及巴尔干等国。就在1月份,爱旭又与波兰知名光伏分销商INSELL签署了一项协议,将在3年内向其供应200MW高双面率ABC组件。
而随着技术突破,双面率大幅提升至70%,ABC组件不再局限于分布式场景,爱旭也随之调整了市场策略。
日前,爱旭透露,2024年的市场开拓重点将放在中国。1月16日,爱旭与天津能源投资集团签署了2.5GW ABC组件战略合作协议,双方将在项目开发、产品供应及一体化解决方案等领域开展深度合作。协议的签署标志着爱旭开始大举进军国内集中式及分布式场景业务。
学界人士也对ABC也充满期待。沈辉表示,“希望爱旭能坚定地、大踏步地向前走,尤其在BC技术方面,能在国际上率先做出表率,带动大家朝着一个方向前进。”
随着爱旭在集中式、分布式场景的全面发力,2024年,预计ABC组件市场份额将迅速扩大,有望再为光伏技术迭代踩下“油门”。
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