光伏新技术的 “五大天王”:PERC、TOPCon、HJT、BC 和钙钛矿电池大比拼

今天咱来唠唠光伏领域里超厉害的五种电池技术,分别是 PERC、TOPCon、HJT/HIT、BC 和钙钛矿电池。在光伏这一块儿,电池技术那可是决定组件性能的关键,它不仅关系到光伏转化效率,还直接影响着生产成本呢。

随着研究不断推进,PERC 电池、TOPCon 电池、HJT电池、BC 电池和钙钛矿电池这五大主流技术,地位越来越重要。每种电池技术都有自己独特的特点和潜在的市场价值。

先来说说 PERC 电池,它的全称是钝化发射极和背面电池 ,是一种高效的 P 型电池。和其他类型的电池比起来,它的生产流程更简单,成本控制那叫一个绝。主要采用的是背表面场(BSF)和 PERC 技术路线。现在 PERC 电池的量产转化效率已经达到了 23.5%,离理论极限 24.5% 很近了。这种电池的核心技术在于钝化膜的制造,是通过薄膜沉积工艺实现的,关键设备有等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和原子层沉积(ALD)机器。在这个领域,梅耶博格和中来股份等公司那可是相当有话语权。

再看看 TOPCon 电池,它的全称是隧穿氧化层钝化接触电池。它的原理是在 N 型硅片背面沉积一层超薄的氧化硅层和一层多晶硅膜,实现背面钝化,从而提高电池的开路电压和整体转换效率。TOPCon 电池的量产转化效率已经超过了 24%,理论效率极限高达 28.7%。现在行业里都在积极探索新技术来提升它的性能,像 LP 双注入、激光 SE 处理、激光辅助烧结、多晶硅层优化以及细线子栅技术。要是再把 0BB(零主栅)、双面多晶硅、TBC(隧穿氧化层钝化接触背接触)和钙钛矿叠层等先进技术整合起来,TOPCon 电池的效率肯定能再创新高。预计到 2030 年,N 型光伏电池里 TOPCon 电池的市场份额能达到 56%。比如说晶科能源基于 N 型 TOPCon 技术推出的高效泰极 Neo 组件就很牛。

接着讲讲 HJT/HIT 电池,它最早是 1990 年日本三洋研发出来的,因为效率高、结构独特,一出来就备受关注。不过呢,“HIT” 这个词被注册成商标了,所以大家现在更多用 HJT(异质结)或者 SHJ(硅异质结)来称呼它。HJT 电池是在 N 型硅片上采用非晶硅沉积技术,形成异质结钝化层,能大大提高开路电压和转换效率。目前 HJT 电池的量产效率达到了 24.53% ,实验室记录效率更是高达 29.52%。它的优点可不少,开路电压高、功率衰减低、在低温度系数下功率输出稳定、结构对称,既支持薄片化又能双面发电,而且生产流程相对简单。HJT 电池的薄膜沉积工艺,让它和 IBC(叉指背接触)以及钙钛矿电池整合有很大潜力,不过因为设备和材料成本高,还有技术壁垒,商业化这一块儿目前还是有点难。

再聊聊 BC 电池,BC 技术全称背接触技术,是一个多功能又高效的平台,它能和 PERC、TOPCon、HJT 这些技术结合,大幅度提高光伏电池的整体效率。比如说和 TOPCon 技术结合,就诞生了 TBC(TOPCon 背接触)电池;和 HJT 技术结合,就有了 HBC 电池。BC 电池的理论转换效率已经达到了 29.1%,这潜力一看就不小,能提升光伏系统的性能。虽然在设计和制造工艺上对技术要求很高,但未来五到六年,BC 电池有望逐渐取代 TOPCon 电池,成为晶体硅电池领域的主导技术。像阿特斯的 ABC 白洞和隆基绿能的 Hi-MO 6 这些采用 BC 电池技术的产品,在全球组件排名里,效率优势那是相当明显。

最后讲讲钙钛矿电池,它可是下一代光伏电池的主要发展方向,也是第三代薄膜电池的代表,用的是钙钛矿结构材料作为吸光层。钙钛矿电池有单结和叠层两种类型,以高能量转换效率、低成本、重量轻和柔韧性好著称。不过目前钙钛矿电池还处于产业化初期,它的理论转换效率达到了 26.1%,全钙钛矿叠层电池理论效率更是高达 44%。隆基绿能自主研发的硅 - 钙钛矿叠层电池,效率达到了 33.9%,创下全球最高纪录。

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