先讲产业发展的现状,这个技术其实不是一个太新的技术,在2014年的时候,我就跟我的博士写了一本书,《晶硅异质结太阳能电池物理器件》。现在做得最好的是三洋,现在的松下。

        

        为什么讲这个技术比较有兴趣的呢?这个技术工艺路线比传统电池还短了两步,这种电池的技术路径只有四个步骤。最大的问题是什么?当初的技术还没有突破,技术都掌握在日本人的手里,而且基本上是封闭的,我们这本书也是国内第一本写技术的书,因为日本报告的资料非常少,所以通过我们的探索,结合一些论文和实践,写了这么一本书。又是低温的工艺,一开始是技术的问题,通过这几年的探索,我们国家部署了863的计划以后,窗户纸我认为是捅破了,接下来是产业化。

        

        在国际上有这么几家公司在量产,规模跟国内的市场比较少,大概是在2个GW左右,国内也有很多企业在进入,基本上都是在几百兆瓦,现在在发展当中,汉能做的夺得比较多一些。工艺设备,这里列出三种,国内的公司选用的设备供应商的情况,有国产的,也有进口的,当然现在以进口的为主。

        

        那么做得最早的还是松下,可以做到25.6,这是他们的组件,他们的产品还是小电子的,中国的还是大寸。我们从2012年开始,当时建立了2兆瓦的中试线,2016年发布了新产品。我们在2017年开始,跟一个团队的老总在创业,我们作为技术支持。到5月份的数据,可以到22.8,年底目标做到23的水平,最高水平做到23.4。在产业化当中非常适合背面结电池。这种背面结的技术,填充因子,包括对提高电子的电流还是有一定好处的。不管是背面结还是正面结,特别是背面结,对硅片的质量要求是非常高的。

        

        当然在工艺上有些进展,近几年引进的臭氧的清洗,减少了环保的压力。第二个应用是HWCVD,有点是可以高效地分解氢气,产生很高密度的H原子,高密度H原子存在原则上有利于钝化。

        

        TCO的改进,其实是一个非常重要的话题。日本三洋采取了RPD的技术。从材料的选择讲起来,可以选择其它金属的氧化物,日常长洲做的一个结构。多主栅技术和无主栅技术,无主栅技术。铜金属化,工艺相对复杂一点,面对环保的问题。所以要么采取多主栅技术,或者无主栅技术。50%的银线异质结上可以做到23,如果用铜的话,是22.5%,差了0.5%的水平。

        

        载流子选择性钝化接触技术,正是因为硅异质结电池具备选择性钝化接触特性,最高开路电压可达750MV,最高效率达到25.1%。但是不是可以材料拓展,用适当的材料都可以来选择。大家可以看到有很多种金属氧化物材料。使用磷掺杂的硅薄膜实现电子选择性接触。

        

        提高异质结的短板,它的电流比较小。异质结最大的是薄片化,硅异质结电话效率不随硅片厚度的减薄而降低,新型金融化技术有利于薄片化。当然能不能更薄?已经有很多实验做了,从实验上来讲,从100微米变到20个微米,当然还要保持电流的增加还要考虑钝化的效率。50微米以下的硅片电池有很多优点,但也有缺点。我们这里做了一个实验,我们把硅片减薄到30,它的吸收性能非常好,几乎跟理论极限一样。现在做的结果不是太理想,在38微米的硅片上大概可以做到15的效率。

        

        怎么样实现更高的效率,其实23是一个门槛,但更高的25,甚至突破30都是有可能的。我们认为未来两年,23.5到24.5%的异质结技术在中国大陆上一定能实现。更高的效率要借助于集成电池,集成电池其实是一个古老的话题,这不是太困难的事情。突破30,国际上最近的研究进展很多,最新的工作是25.2%,这是公开发表的,如果从报道来讲,牛津大学分离出来的牛津光谱,他们已经宣布做到27.2,他们计划到2020年要做到30。这一块是欧洲人快速发展的方向。当然前景在户用,在分布式上面有很大的应用。这种电池是天然的双面性,异质结电池95是没有问题,甚至有公司现在可以做到98%,也就是说正面和背面差不多了,可以做一个最高效最先进的组件技术的组件。

        

        我们认为电池的发展趋势确实告诉我们,2015年的时候,我们认为双面和单面差不多的,但现在看来双面的优势是非常明显的,特别是今年的“领跑者”50%以上用的是双面。再过十年来看,是不是单面基本上没有机会了,90%以上都是双面了。

        

2018年09月07日

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