12月18日,由CREC组委会主办,无锡新能源商会、国能能源研究院、光伏头条承办的“第二届n型光伏电池组件技术交流会 ”在江苏省无锡市太湖国际博览中心成功举办。长三角太阳能光伏技术创新中心副主任、光伏伏科学与技术全国重点实验室副主任、天合光能副总裁冯志强发表《高效光伏电池和组件技术趋势》主旨报告。
冯志强详细分析了当前光伏电池、组件技术的发展历程、技术现状以及未来趋势。
天合光能股份有限公司副总裁光伏科学与技术全国重点实验室副主任长三角太阳能光伏技术创新中心副主任 冯志强
两大标准决定光伏电池技术能否产业化转化
回顾整个光伏行业,约有25种不同太阳电池技术和结构相继出现,但真正实现产业化应用的大概只有6种:PERC电池、TOPCon电池、HJT电池、IBC电池、碲化镉以及CIGS薄膜电池。
对于未来,冯志强表示会有5-7种有潜力电池技术推出。但有潜力不一定能够真正商业化成功。当下光伏行业从未面临过在如此多不同技术之间做出选择的情况。
曾经,光伏电池技术的迭代比较单一,从铝背场到PERC电池,整个行业跟着主流趋势技术迭代。如今企业面对多种技术路线,需要作出选择。在冯志强看来,技术没有好坏、对错之分,但能够实现商业化和规模化应用的技术有其通用的准则,当下可能成本、效率、LCOE比较重要,而未来则衡量可靠性、可持续性以及稳定性。
冯志强强调,从晶硅技术的发展历程来看,在成本、效率、LCOE的控制方面已经做到近乎极致。未来效率不是唯一的指标,光伏电池的可靠性、稳定性、可持续性需要重点研究。例如去银化的问题,异质结技术中对于铟的需求问题,这些都是光伏器件原材料研究的重点。毕竟光伏的终极目标是满足市场需求和应对气侯变化。
从时间轴来看,随着技术发展,n型逐渐迭代p型,TOPCon为未来5年内主流,叠层电池成为未来发展趋势。
天合光能引领TOPCon技术升级迭代
谈及TOPCon技术,冯志强表示天合光能是技术研发和转化的引领者。早在2018年,天合光能就建立了500MW的TOPCon电池中试线。2019年,天合光能TOPCon电池量产效率突破了23.5%,创造了中国首个TOPCon电池世界纪录。2020-2022年期间,天合光能实现了规模化量产的TOPCon电池,其光伏科学与技术全国重点实验室创造了经ISFH认证的25.15%的电池效率。他认为,在此期间,天合光能的i-TOPCon Plus技术属于TOPCon的1.0版本。
2023-2024年,天合光能TOPCon技术搭载背平面微结构反射器、高掺杂低复合TOPCon结构、载流子增强烧结、边缘钝化技术,实验室TOPCon电池效率超26%。冯志强认为该阶段是TOPCon Advanced升级版。2025年天合光能将进一步研发TOPCon Ultra技术,采用Poly-Si图形化技术、超精细金属化技术以及低寄生吸收poly-Si技术,实现更高转换效率的TOPCon电池。未来则是将i-TOPCon技术与钙钛矿电池技术相融合。叠层电池时代,组件效率有望超28%。
据冯志强介绍,目前,天合光能实验室TOPCon电池效率经ISFH认证已经达到26.58%,创造了新的世界纪录。在可持续性方面,天合光能致力于低成本的金属化工艺,将电极的银耗量大幅度降低。
在HJT技术方面,天合光能早在2015年完成了国家863项目,目前实验室还在做HJT电池可产业化转化的技术研发,实验室效率达到27.08%,创造了新的世界记录。同时,对于BC技术,天合光能也在研究,且实验室效率达到了26.77%。
冯志强表示,TOPCon技术未来几年内,还有很好的生命周期,不论转换效率,还是组件功率都有提升的空间。即便在未来叠层电池技术方面,TOPCon技术+钙钛矿仍然具有很大的成本优势。天合光能对此也有技术储备。2024年,天合光能自主研发小面积钙钛矿/晶体硅叠层电池效率突破34%,可产业化大面积叠层电池效率突破27%。
“三高一低”是光伏组件未来发展趋势
回溯过往12年来的光伏组件技术迭代历程,每一阶段行业的聚焦点都不尽相同。2012年聚焦镀膜玻璃;2016年推出高反EVA、LRF高反膜、反光焊带;2017年聚焦MBB、半片技术;2019年推出三分片、双镀膜玻璃、叠焊技术;2020年聚焦小间距封装、三角焊带、高强度合金边框;2022年推出矩形硅片;2024年0BB技术的研发成为行业热点。
这其中,天合光能作为行业龙头一直在致力于高效组件研究与开发,并多次实现行业内首创技术。
冯志强表示不论技术如何变化,光伏组件的核心还是“三高一低”,即高效、高发电能力、高可靠以及低成本。
高效方面,他认为目前的提升路径主要是组件电学设计以及光学设计。电学设计包括电池主栅金属化设计、多分片工艺、互联工艺、互联材料的优化。光学设计则体现在从2014年到现在的高透胶膜。未来则是光转膜技术的应用,尤其当应用于钙钛矿/晶体硅叠层电池上面,光转膜技术把一部分短波光转化为可见光,减少UV光对于电池钝化层破坏,提升高效组件的稳定性。
在高密度封装技术方面,冯志强表示,当前主流技术为小间距封装,未来趋势则是叠焊,将进一步提升组件效率。封装胶膜方面,行业经历了从EVA到POE再到EPE的迭代过程。冯志强认为综合考虑可靠性性能、制程能力、成本,EPE将成为且持续作为主流封装材料。
最后冯志强表示,光伏电池技术正处于快速发展阶段,未来将呈现出技术创新多元化、应用领域广泛化、产业链协同化的发展趋势。天合光能将持续引领行业技术升级迭代,并致力于高功率、高客户价值、低成本的产品开发。
原标题:冯志强:光伏技术更需要侧重对器件的可持续性、可靠性与稳定性的研究