歲末年初的最后一個工作日,光伏行業被一折“漢能推出HIT薄膜晶硅三明治,他終于向晶硅妥協!”的自媒體文章炸開了鍋。
要搞懂漢能是否放棄薄膜,轉投晶硅!首先,必須客觀了解什么是——HIT太陽能電池。
HIT前世今生
日前,光伏電池主要有晶體硅(包括單晶硅、多晶硅)、非晶/單晶異質結(HIT)、非晶硅薄膜、碲化鎘(CdTe)薄膜及銅銦硒(CIS)薄膜太陽電池等。其中商品化的晶體硅太陽能電池由于可大規模量產、性價比高是全球主流,占比超過95%,其光電轉化效率已達25%,其計算的轉換效率的極限值為31%;而非晶硅太陽能電池雖然能大面積生產,但其轉換效率仍比較低。HIT、CdTe、CIS效率高但因技術難度大,成本高,量產規模小,與晶硅產品相比市場份額不高。
因此,1990年三洋公司首次將本征薄層的異質結Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm(HIT)成功開發,并申請注冊為商標。電池效率達18.1%,并在1997年實現HIT電池的批量生產;其在異質結電池的研發和生產領域一直處于領先地位,其研發的面積為100cm2左右的HIT電池轉換效率連續突破20%、21%、22%、23%重要窗口,2013年2月,轉換效率最高已達24.7%,被松下收購后,自2012年4月1日起,三洋出產的太陽能電池組件改為PanasonicHIT品牌。目前,可查閱新聞稿中,松下結合IBC實驗室轉換效率為25.7%的HIT電池。松下的HIT電池在日本早到規模應用。
今年3月,為慶祝推出HIT太陽能組件滿20周年,日本松下(Panasonic)宣布旗下HIT太陽能組件產品保固至25年,適用于2017年新安裝之組件。和松下有簽長約的Tesla,也將因此受惠。
HIT電池技術現階段優勢與瓶頸
目前,國內晶硅企業大量完成PERC技術導入。后期,相關企業將很有可能將PERC導入HIT。下圖展示了從工藝、設備與技術特性三個角度來講,PERC電池與HIT電池的差異。從下圖中可看出,PERC電池在工藝的復雜程度、產線的兼容性以及現階段工藝成熟度上勝于HIT電池,但固有的光衰問題與轉化率問題限制了它的發展,而HIT電池因其無光衰、高效的特性,在未來更具開發性。
HIT難不難
目前HIT電池雖然發展才20多年歷史,但其高效的光電轉換效率(25.7%),將使其越來越受到青睞和關注,未來太陽能電池究竟會朝哪個方向發展,以及能發展到什么程度都是未知,但追求高轉換效率這一點,應不會有所改變。
據業內人士稱,HIT電池目前與PERC電池的轉化率并沒有拉很開,成本上來說,電池端的成本較高,但在組件端成本只略高于PERC;HIT電池的爆發期預計在2年左右,屆時HIT電池的成本與工藝問題將被解決,PERC電池的潛力也已近乎挖凈。而HIT電池的發展,也很有可能成為突破目前晶硅太陽能電池較低轉換效率瓶頸的一種方式。
阻礙國內HIT技術的主要方向有:1、技術壁壘。2、產業配套。3、高端裝備。
據首騁新材料公司介紹,比如配套輔材上,市場上HIT用導電漿料為日本進口,技術壁壘較高。其次,HIT電池由于其工藝溫度限制,與傳統熱擴散型晶體硅太陽能電池使用的電極漿料(800℃左右燒結)不同,其電極制作也需要在200℃左右進行,要求其既要具有較高的導電性,同時與TCO薄膜間的接觸電阻又要低,同時還要求其具有較高的焊接拉力。
意義
HIT代表高效光伏電池未來,中環、晉能等都對該技術做了大量儲備和研發。而漢能基于在薄膜電池領域的研發經驗,于2016年成立HIT(Hetero-junctionwith Intrinsic Thin-layer,高效硅異質結太陽能電池)事業部,專注于制造HIT整線生產線。
HIT技術中國與海外企業對比
2017年3月,漢能投資高達39.15億元對原漢能光伏的生產線全面進行技改升級,重新建設以高效異質結太陽能電池(HIT光伏電池)及柔性CIGS薄膜太陽能電池為技術路線的薄膜太陽能研發制造基地。據透露目前,漢能HIT電池片研發效率達23%。
2017年12月28日。由深圳光遠智能裝備股份有限公司生產的高速雙軌串焊機GCH-2600A完成該項目第一片HIT電池焊接——標志國內HIT光伏技術獲得突破,而該項目的一期120MW同日宣布投產,二期480MW計劃在2018年底建成投運。全部達產后HIT系列新產品年產能達600MW,CIGS年產能達150MW。
今天,雙流HIT產線出片!我們致力于薄膜技術產業化十余年,第一代硅基薄膜,第二代銅銦鎵錫,第三代砷化鎵。第一代硅基薄膜技術浸染我們多年的心血,就像青春的初戀。在技術進步的過程中,無數人都講,硅基薄膜已經過時;非常幸運的是,我們在硅片上生長硅基薄膜的HIT技術,給了我們硅基薄膜技術繼續延續,繼續成長的道路。硅,是一個很神奇的材料;很多年前就有人唱衰硅基材料,覺得摩爾定律即將失效,需要尋找新的載體。但是,在一代一代半導體人的努力下,到今天,硅基材料仍然是半導體產業的全部基礎,制程降到7納米以下,堪稱奇跡。其實不是硅材料有多神奇,而是這些半導體業的精英們在創造神奇。同樣,我也相信,硅基薄膜技術不會那么容易就退出歷史舞臺,我們同樣也是創造神奇的一代光伏人,吾道不孤!兩位CTO從事硅基薄膜技術快四十年,今天年輕的科學家也成長起來,后續有人!堅持兩個字,說來輕巧,實則沉重。經歷了公司歷史上最大的磨難,一路面對否定與白眼。感謝李河君先生的堅持,支持與信任;感謝團隊一路互相鼓勁前行,在最困難的時候都沒離開,一直舉著硅基薄膜的旗幟不倒。HIT,在硅片上生長薄膜,我們一樣很強!松下&三洋,Solar City,我們漢能來了!
——來源:業內人士
漢能HIT現場
參考文章:集邦新能源網《HIT電池的故事》、世紀新能源網《高效HIT太陽能電池的發展現狀》、世紀新能源網《專訪楊立友——永不止步的光伏組件技術領跑者》