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深度:HIT电池产业化现状剖析利来国际w66

2019-03-19 18:46

  深度:HIT电池产业化现状剖析

  1、HIT电池结构和原理

  HIT是Heterojunction with Intrinsic Thin-layer的缩写,意为本征薄膜异质结,因HIT已被日本三洋公司请求为注册商标,所以又被称为HJT或SHJ(Silicon Heterojunction solar cell)。该类型太阳能电池最早由日本三洋公司于1990年成功开发,其时变换功率可到达14.5%(4mm2的电池),后来在三洋公司的不断改进下,三洋HIT电池的变换功率于2015年已到达25.6%。2015年三洋的HIT专利维护完毕,技能壁垒消除,是我国大力发展和推行HIT技能的大好时机。

  下图是HIT太阳能电池的根本结构,其特征是以光照耀侧的p-i型a-Si:H膜(膜厚5-l0nm)和反面侧的i-n型a-Si:H膜(膜厚5-l0nm)夹住晶体硅片,在两边的顶层构成通明的电极和集电极,构成具有对称结构的HIT太阳能电池。

  图表:HIT太阳能电池结构示意图

深度HIT电池工业化现状剖析

  材料来历:OFweek职业研讨中心

  在电池正外表,因为能带曲折,阻挡了电子向正面的移动,空穴则因为本征层很薄而能够隧穿后经过高掺杂的p+型非晶硅,构成空穴传输层。相同,在背外表,因为能带曲折阻挡了空穴向反面的移动,而电子能够隧穿后经过高掺杂的n+型非晶硅,构成电子传输层。经过在电池正反两面堆积挑选性传输层,使得光生载流子只能在吸收材料中发生富集然后从电池的一个外表流出,然后完结两者的别离。

  2、HIT电池工艺流程

  HIT电池的一大优势在于工艺进程相对简略,一共分为四个进程:制绒清洗、非晶硅薄膜堆积、TCO制备、电极制备。

  图表2:HIT太阳能电池工艺流程

深度HIT电池工业化现状剖析

  材料来历:OFweek职业研讨中心

  制备的中心工艺对错晶硅薄膜的堆积,其对工艺清洁度要求极高,量产进程中可靠性和可重复性是一大应战,现在通常用PECVD法制备。

  HIT电池的制备工艺进程简略,且工艺温度低,可防止高温工艺对硅片的损害,并有用下降排放,可是工艺难度大,且产线与传统电池不兼容,设备财物出资较大。

  3、HIT电池优势和特色

  HIT电池具有发电量高、度电本钱低的优势,利来国际w66,详细特色如下:

  (1)低温工艺

  HIT电池结合了薄膜太阳能电池低温(<250℃)制作的长处,然后防止选用传统的高温(>900℃)扩散工艺来取得p-n结。这种技能不只节约了动力,而且低温环境使得a_Si:H基薄膜掺杂、禁带宽度和厚度等能够较准确操控,工艺上也易于优化器材特性;低温堆积进程中,单品硅片曲折变形小,因而其厚度可选用本底光吸收材料所要求的最低值(约80μm);一起低温进程消除了硅衬底在高温处理中的功能退化,然后答应选用“低品质”的晶体硅乃至多晶硅来作衬底。

  高温环境下发电量高,在一天的正午时分,HIT电池的发电量比一般晶体硅太阳电池高出8-10%,双玻HIT组件的发电量高出20%以上,具有更高的用户附加值。

  (2)双面电池

  HIT对错常好的双面电池,正面和反面根本无色彩差异,且双面率(指电池反面功率与正面功率之比)可到达90%以上,最高可达96%,反面发电的优势显着。

  (3)高功率

  HIT电池独有的带本征薄层的异质结结构,在p-n结成结的一起完结了单晶硅的外表钝化,大大下降了外表、界面漏电流,提高了电池功率。现在HIT电池的试验室功率已到达23%,市售200W组件的电池功率到达19.5%。

  (4)高安稳性

  HIT电池的光照安稳性好,理论研讨标明非品硅薄膜/晶态硅异质结中的非晶硅薄膜没有发现Staebler-Wronski效应,然后不会呈现相似非晶硅太阳能电池变换功率因光照而阑珊的现象;HIT电池的温度安稳性好,与单晶硅电池-0.5%/℃的温度系数比较,HIT电池的温度系数可到达-0.25%/℃,使得电池即便在光照升温情况下仍有好的输出。

  (5)无光致衰减

  困扰晶硅太阳能电池最重要的问题之一就是光致衰减,而HIT电池天然无衰减,乃至在光照下功率有必定程度的添加,上海微体系所在做HIT光致衰减试验时发现,光照后HIT电池变换功率添加了2.7%,在继续光照后相同没有呈现衰减现象。日本CIC、瑞士EPFL、CSEM在APL上的联合宣布也证明了HIT电池的光致增强特性。

  (6)对称结构适于薄片化

  HIT电池完美的对称结构和低温度工艺使其十分适于薄片化,上海微体系所经过很多试验发现,硅片厚度在100-180μm范围内,均匀功率简直不变,100μm厚度硅片现已完结了23%以上的变换功率,现在正在进行90μm硅片批量制备。电池薄片化不只能够下降硅片本钱,其使用也能够愈加多样化。

  (6)低本钱

  HIT电池的厚度薄,能够节约硅材料;低温工艺能够削减能量的耗费,而且答应选用廉价衬底;高功率使得在相同输出功率的条件下能够削减电池的面积,然后有用下降了电池的本钱。

  4、HIT电池工业化现状

  OFweek工业研讨院数据闪现,在大规模量产方面,名列前茅的当然是日本三洋,现有产能1GW,量产功率达23%。除此之外,具有较老练HIT技能的还有Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建均石、晋能、新奥、汉能等企业。

  图表:国内外HIT太阳能电池工业化情况(单位:%,MW)

深度HIT电池工业化现状剖析

  材料来历:OFweek职业研讨中心

  现在HIT产品的量产难点首要包含以下几方面:

  (1)高质量硅片:相较惯例N型产品,HIT电池对硅片质量有更高的要求,需求慎重挑选硅片供货商。

  (2)制绒后硅片外表洁净度的操控:HIT电池对硅片外表洁净度要求十分高,需求平衡硅片清洗洁净程度和相关化学品以及水的耗费。

  (3)各工序Q-time操控:HIT电池在完结非晶硅镀膜之前,对硅片暴露在空气中的时刻以及环境要求比较苛刻,需求留意各工序Q-time的操控。

  (4)出产接连性关于TCO镀膜设备的影响:TCO镀膜有必要确保接连投料,不然良率和设备情况都会受到影响,尤其在产线刚投产时,坚持出产接连性是一大应战。

  (5)高粘度浆料的接连印刷安稳性:在HIT电池制备进程中,浆料粘度大导致的虚印断栅现象较多,需求数倍于惯例产线的重视。

  (6)焊带拉力的安稳性:拉力安稳的窗口窄,双玻双面发电的组件结构进一步添加了电池串联的难度。

  此外,影响HIT工业化的重要因素之一即本钱问题,据杨立友博士介绍,HIT电池BOM本钱前四项为硅片、导电银浆、靶材、制绒添加剂。针对这几个高本钱部分,可进行专项降本,包含下降原材料的耗费量、要害设备的国产化、要害原材料的国产化、新技能的导入等。

  5、HIT电池商场远景展望

  降本增效始终是光伏职业永久的主题,跟着职业不断的技能进步和政策推进,群众的目光逐步转移至度电本钱上,高效电池因而备受瞩目。继PERC电池成为职业热门后,HIT电池技能初有打破,性价比优势开端闪现,未来将是P型PERC电池与N型HIT电池争霸光伏工业的年代。

  期望了解更多HIT电池商场的相关信息,请订阅OFweek太阳能光伏研讨团队最新推出的《HIT高效电池技能及远景猜测陈述》。

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