隨著傳統(tǒng)p型電池效率逼近極限,n型技術(shù)脫穎而出,TOPCon、HJT、BC技術(shù)爭(zhēng)放異彩。BC電池正面無柵線遮擋,轉(zhuǎn)換效率更高,理論效率極限為29.1%,高于TOPCon電池和HJT電池的28.7%和28.5%,因而備受市場(chǎng)關(guān)注。
而近日,BC技術(shù)又有新突破。創(chuàng)造這一突破的,是引領(lǐng)ABC技術(shù)發(fā)展的行業(yè)先行者——愛旭。
早在2022年,愛旭全球首家推出基于n型襯底硅片結(jié)合BC電池技術(shù)的ABC組件,成為問鼎晶硅技術(shù)更高轉(zhuǎn)換效率的先鋒。
隨后,在其持續(xù)投入研發(fā)的加持下,ABC組件產(chǎn)品不斷升級(jí)。2023年12月20日,愛旭在北京隆重推出ABC高雙面率組件新品,量產(chǎn)效率達(dá)23.7%,雙面率從40%一躍突破至70%。
打破行業(yè)對(duì)于BC產(chǎn)品雙面率低質(zhì)疑的同時(shí),愛旭在ABC技術(shù)上開創(chuàng)性的六大突破,更是實(shí)現(xiàn)了從硅片到電池到組件,從效率到質(zhì)量的全面顛覆,彰顯出n型ABC技術(shù)是代表未來趨勢(shì)的單結(jié)電池終極技術(shù)的實(shí)力。
高阻低氧的高質(zhì)量硅片
行業(yè)過去普遍采用的硅片制備方法是傳統(tǒng)直拉法(RCZ),在單晶硅拉制過程中,由于石英坩堝的溶解,晶棒會(huì)不可避免地引入氧雜質(zhì),含氧量約12.5ppma。氧含量高會(huì)影響硅片的結(jié)晶性及少子壽命,從而直接影響電池片轉(zhuǎn)換效率及產(chǎn)品良率,難以制備超高效晶硅電池。
愛旭開發(fā)的新一代硅片技術(shù)——輕摻雜超導(dǎo)磁控直拉法(LD-MCZ),在工藝中附加了穩(wěn)定的磁場(chǎng),硅熔體內(nèi)部的帶電粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力,進(jìn)而抑制熔體內(nèi)的對(duì)流,減少坩堝內(nèi)壁的腐蝕,可以顯著降低硅片氧含量。這一硅片技術(shù)突破了電阻率控制和斷線控制兩大挑戰(zhàn),生產(chǎn)出來的硅片氧濃度在10ppma以下,少子壽命在10000以上,較RCZ提升了將近10倍。這種高阻低氧的真正高質(zhì)量硅片,為晶硅電池向上突破到27%以上的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率打開了通道,也為電池和組件技術(shù)的進(jìn)步奠定了重要的基礎(chǔ)。
超快激光圖形化的電池技術(shù)
掣肘BC技術(shù)的一大難點(diǎn)是圖形化。傳統(tǒng)BC電池采用半導(dǎo)體的掩膜法,需要通過涂膠、曝光、顯影、刻蝕、清洗等多個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn),成本非常高,且良率低,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
愛旭開發(fā)出新一代超快激光圖形法技術(shù),通過飛秒、皮秒、亞皮秒超快激光一步法完成加工,精度準(zhǔn)、效率高,實(shí)現(xiàn)了電池產(chǎn)品的低成本、高產(chǎn)能和高良率,也適合大規(guī)模量產(chǎn)。愛旭珠海和義烏工廠的ABC電池采用的就是超快的激光圖形化技術(shù),這也是推動(dòng)ABC產(chǎn)品持續(xù)降本的關(guān)鍵技術(shù)之一。
無銀化金屬涂布技術(shù)
在銀漿方面,電池工藝絲網(wǎng)印刷大量消耗銀漿,存在成本高、可靠性差的問題。目前太陽能銀漿的用量已經(jīng)占到了全球的15%左右,相關(guān)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,2027年白銀用量超過儲(chǔ)量的20%,2050年將達(dá)全部?jī)?chǔ)量的85%到98%,這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的供需不平衡。“如果不能解決銀漿消耗問題,太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是不具有可持續(xù)性的。當(dāng)太陽能銀漿用量占到總儲(chǔ)存產(chǎn)量的90%的時(shí)候,意味著白銀可能比黃金還要昂貴。”愛旭董事長(zhǎng)陳剛在發(fā)布會(huì)上表示。
面對(duì)這個(gè)制約行業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題,愛旭創(chuàng)造性地發(fā)展了無銀化金屬涂布技術(shù),即通過電化學(xué)及化學(xué)手段鍍銅、鎳、錫,原料無限量供應(yīng),成本低廉,電池效率高,確保光伏產(chǎn)業(yè)化規(guī)模擴(kuò)展無后顧之憂。目前愛旭在10GW規(guī)模的生產(chǎn)線上取得了全面超越印刷銀漿的工藝效果,為光伏行業(yè)全體跨入無銀時(shí)代開辟了成功路徑。
高可靠0BB串焊技術(shù)
隨著電池效率的提升,組件的封裝損失變大。針對(duì)這一問題,愛旭開發(fā)出高可靠0BB串焊技術(shù),即銅焊帶與細(xì)柵線通過焊接實(shí)現(xiàn)合金化,也就是無主柵串焊技術(shù)。這種做法解決了無主柵串焊制程中焊帶與細(xì)柵結(jié)合質(zhì)量差的痛點(diǎn),焊接質(zhì)量高,基本無虛焊和過焊,組件可靠性大幅提升,并能減少1%的組件封裝損失。較之PERC、TOPCon,愛旭0BB技術(shù)的串焊拉力更強(qiáng)、質(zhì)量更好、效率更高。
雙面率突破至70%
以前,行業(yè)普遍認(rèn)為BC電池雖兼具美觀、可靠性好、發(fā)電量高等優(yōu)勢(shì),但不適合雙面發(fā)電。面對(duì)這一行業(yè)桎梏,愛旭通過采用多種技術(shù)和新材料,突破以往的設(shè)計(jì)思路,使電池圖形化結(jié)構(gòu)解析度得以提升,組件光學(xué)設(shè)計(jì)得以增強(qiáng),雙面率提升至70%。目前TOPCon量產(chǎn)雙面率在80%左右,但ABC組件本身極高的正面效率疊加70%的雙面率,綜合功率高于TOPCon技術(shù)路線。
愛旭新推出的“恒星系列”ABC組件,同等土地面積下,不論地面還是水面場(chǎng)景,較之TOPCon均能實(shí)現(xiàn)5%以上的功率增益,在有效提高發(fā)電量、降低投資成本等方面表現(xiàn)優(yōu)秀。
ABC技術(shù)品質(zhì)新跨越
愛旭在提升ABC組件品質(zhì)方面也下足功夫。據(jù)了解,傳統(tǒng)TOPCon電池硅基體半鈍化,燒穿銀漿金屬化,在對(duì)電池性能進(jìn)行IV 、EL測(cè)試的時(shí)候采用機(jī)械壓針式檢測(cè),組件電池片之間焊接是“Z”字型,上述制備過程會(huì)造成電池結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,電性能衰減大,效率提升有限;組件的可靠性、抗衰減和耐候性差。與此不同,愛旭ABC電池硅基體采用全鈍化,非燒穿無銀金屬化,電池在進(jìn)行IV、EL檢測(cè)采用非接觸光學(xué)檢測(cè),組件電池之間采用“一”字型焊接,有效提升了組件抗隱裂能力,具備良好的可靠性、抗衰減和耐候性。檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示,ABC在組件在三倍IEC標(biāo)準(zhǔn)的PID、DH和TC測(cè)試中,表現(xiàn)優(yōu)異。愛旭介紹,ABC組件首年衰減不超過1%,次年起每年衰減不超過0.35%。
永葆創(chuàng)新是愛旭勇攀晶硅技術(shù)高峰的驅(qū)動(dòng)力,持續(xù)的研發(fā)投入是愛旭取得技術(shù)突破的保障,研發(fā)專利為ABC技術(shù)搭建起全方位牢固的護(hù)城河。截至2023年三季度末,投入研發(fā)費(fèi)用約11.38億元,同比增長(zhǎng)23%;截至2023年10月31日,公司累計(jì)申請(qǐng)專利1882件,獲得授權(quán)專利1061件,圍繞ABC技術(shù)申請(qǐng)專利325件,獲得授權(quán)專利157件。
“成立14年來,愛旭始終圍繞不斷提升光電轉(zhuǎn)化效率構(gòu)建企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,以極致技術(shù)創(chuàng)新,在各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)推動(dòng)了行業(yè)跨越式發(fā)展。”愛旭董事長(zhǎng)陳剛表示,“未來,公司將繼續(xù)積極響應(yīng)國(guó)家‘雙碳’戰(zhàn)略目標(biāo),踐行綠色可持續(xù)發(fā)展理念,通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新讓太陽能成為最廣泛使用的經(jīng)濟(jì)能源,為零碳社會(huì)帶來澎湃動(dòng)力。”
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