爱旭股份产品技术副总经理盛健:N型ABC以创新塑造未来
2024年09月27日
光伏行业总是伴随着挑战。特别是近两年,资本大量涌入,行业出现了一些供需失衡的现象。即便如此,我们仍然认为光伏是一个前景光明的行业。统计数据显示,从1850年到1900年,地球气温随着工业化发展进程一路升高,控制温室气体排放迫在眉睫,而光伏将会是未来清洁、低碳能源结构的主力军,是零碳社会的主力能源,在降低碳排放、实现碳中和的任务中扮演着至关重要的角色。
目前世界范围内的光伏装机量约为1.5TW,到2030、2050年,预计会分别达到5TW和14TW左右。也就是说,以2050年为标准,我们现在的光伏装机只完成了10%,而且在这一过程中,光伏发电的占比将持续提升,从2030年起将成为主要电力能源。
经过近年来的迅速发展,光伏已经成为能源电力系统的一个重要组成部分,而为了最终实现碳中和目标,选择什么样的光伏技术路线成为行业必须思考的问题。
光伏技术的迭代是必然趋势。从最早的单晶硅片到多晶硅片,市场做出选择的依据是成本;后来从多晶转向单晶PERC,市场做出选择的依据是技术;从PERC转向TOPCon,我认为市场的依据是技术与成本的结合。近一年来,光伏组件价格下降了40%,这背后除了有资本大量涌入的原因,也与技术迭代的周期节点有关,导致行业选择在一些相对容易的技术路线上扩大产能。
那么,功率高、制造成本有竞争力并已经实现规模化量产的BC技术,会是光伏技术进一步迭代升级、行业走出低价竞争局面的一个解决方案吗?
首先,这一方案在技术层面上具有可行性。TOPCon全称是Tunnel Oxide Passivated Contact Solar Cell,即金属区域钝化接触,以PERC结构为基础,在N型硅片背面沉积超薄SiO2和磷掺杂多晶硅构成钝化接触结构。TOPCon与PERC工艺兼容性好,在传统PERC工艺上叠加4-6个步骤即可实现,但其只有背面N型区采用单极钝化,不完全的钝化制约了电池极限效率,而正面P-Poly层中光寄生吸收导致的损失也大于其收益,这些都使得TOPCon效率受限。
而BC技术将电池正面的电极栅线全部转移到电池背面,通过减少栅线对阳光的遮挡,有效增加了前表面受光面积,同时在背面实现了双极钝化接触结构。爱旭N型ABC电池的平均量产效率已达27.2%,是最为接近单结晶硅电池理论转换效率极限的技术路线。目前来看,BC就是单结晶硅电池的最终结构,是晶硅电池技术发展的必然选择,将推动N型技术的全面升级。
与传统电池技术相比,爱旭N型ABC的前表面复合电流仅为2fA/cm2,TOPCon则为15 fA/cm2;由于金属结构集中于背面,N型ABC电池硅片电阻率更高,电池体寿命也更高;N型ABC正面无栅线,直接将传统技术3%-5%的前表面遮挡降为零,从而提升转换效率。
而从技术产业化的角度而言,传统电池技术对银资源依赖严重,尽管银粉国产化进展显著,但仍高度依赖进口。按照2025年14TW的装机目标,无银化是未来光伏行业规模扩大需要攻克的重点难题之一。爱旭N型ABC通过化学、电化学手段,用镀铜/镍/锡实现金属化涂布技术,成本低廉、原材料充足易获取,确保产业规模化摆脱对银的依赖。
爱旭在业内率先实现了N型BC技术的GW级量产,位于珠三角、长三角和黄河三角洲的三大基地N型ABC产能空间达到106GW,并针对户用、工商业、集中式场景,分别开发了“黑洞”“慧星”“恒星”系列产品,满足不同客户差异化需求;除传统应用场景外,爱旭还将持续探索零碳岛屿、零碳建筑、光伏制氢、负碳岛屿、零碳交通以及“光伏+低空经济”等多样化场景应用,充分发挥爱旭N型ABC产品性能优势,以持续创新为零碳社会带来澎湃动力。