已成就多个“行业神话”的隆基团队3天2次打破太阳能电池世界纪录。
“降本增效”不断推动光伏行业高速发展,技术进步驱动转换效率的提升,其中HJT电池转换效率已在晶硅光伏电池中位居前列。
3月29日,经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)认证,隆基采用掺镓p型硅片制备的硅异质结电池(p-HJT)获得效率新突破:完全利用可量产工艺在全尺寸(M6尺寸,面积274.3cm)单晶硅片上,创造了转换效率为25.47%的大尺寸p型光伏电池效率世界纪录,进一步验证了低成本异质结量产技术的可行性。
此次效率突破,隆基研发团队探索出了针对异质结电池的p型硅片工艺方案,结合优异的界面钝化技术,使得p-HJT电池的VOC(开路电压)达到747.6mV。隆基研发团队强调,本次低成本异质结电池方案(p-HJT)并未做全面的工艺优化,隆基相信未来该技术路线仍有很大的发展潜力。
3月31日,继3月29日宣布p-HJT 以25.47%打破世纪纪录后,经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)认证,隆基研发团队在M6全尺寸(274.5cm2)单晶硅片上创造了无铟HJT电池25.40%转换效率的新世界纪录,持续夯实HJT电池低成本技术路线的产业化基础。
隆基表示,此次认证的无铟HJT电池基于团队前期开发的先进表面钝化技术,采用低成本无铟靶材制备透明导电氧化膜,通过工艺创新,在完全不使用铟的情况下,仍然能保持较高的转换效率。高效无铟HJT电池的成功研发能有效摆脱大规模量产对铟资源的依赖,电池成本也得到较大幅度下降。随着无铟技术的不断深入和探索,该解决方案在未来将大有可为。
本次无铟HJT电池以及p-HJT效率的接连成功突破只是隆基在技术创新上持续精进的一个缩影。除此之外,隆基目前已在n型TOPCon、p型TOPCon、n型HJT等多种新型高效电池技术方向同样实现全面领先,人类商业化应用太阳能极限不断被推至最新高度。
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光伏效率提升的引领者
虽然光伏电池转换率已逼近天花板,然而随着技术的不断迭代,提高转换效率一直都是行业企业孜孜以求的主攻方向,未来仍有效率提升空间。
作为全球领先的太阳能科技公司,隆基始终热衷于不断提升电池效率,对光伏技术的创新可谓“痴迷”。多年来,隆基笃信光伏行业的“第一性原理”是度电成本最低。为了给终端客户带来更大价值,隆基通过持续不断的创新突破,提效降本,引领光伏产业进入稳健高效发展的“快车道”。
仅在2021年,隆基就在不同技术路线上先后七次打破电池转换效率世界纪录,其中n型TOPCon、p型TOPCon和n型HJT电池转换效率分别被推高至25.21%、25.19%、26.30%,不断挑战新的技术应用极限。
2018年至今,隆基组件转换效率多次刷新世界纪录,量产效率也在不断攀升,表现出隆基以技术创新引领全球能源转型的信心与决心。
隆基部分光伏效率世界纪录历程
制表:中国能源网
隆基表示,未来将持续加大技术研发力度,快速推动高效光伏产品度电成本的进一步降低,全面加速能源结构变革,推动全球减碳目标的早日实现。
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提升光伏效率是产业风向
除了隆基,其实还有很多光伏企业期待可以通过不断提高转换效率,达到降低光伏度电成本的目的。其中已经有许多家企业获得了巨大的进步。
1.晶科能源
全球组件龙头晶科能源在TOPCon领域具备较强竞争优势。在研发方面,晶科能源的TOPCon电池18次打破世界纪录。
2021年10月13日,晶科能源宣布,经权威第三方测试认证机构日本JET检测实验室标定,其全面积电池最高转化效率达到25.4%。此次破纪录的太阳电池采用了晶科自产的高品质直拉N型单晶硅片,通过超细栅线金属化技术、深度掺杂技术、低寄生吸收材料技术,以及自主开发的成套HOT高效电池工艺技术等多项创新及材料优化,实现了效率突破。
晶科能源称,这是其近一年来第四次创造新的大面积N型单晶钝化接触(TOPCon)电池转化效率世界纪录。
2.天合光能
2021年6月底,天合光能光伏科学与技术国家重点实验室宣布,其自主研发的Vertex至尊高效P型单晶硅组件,基于66片210mm×210mm高效PERC电池,经权威第三方TV莱茵和TV北德同步测试认证,组件窗口效率均达到23.03%,创造了大面积产业化P型单晶硅PERC电池组件窗口效率新的世界纪录。
2021年8月16日,天合光能光伏科学与技术国家重点实验室宣布,其自主研发的210 mm×210 mm高效PERC电池,经国家光伏质检中心(CPVT)第三方测试认证,电池效率可达到23.56%,再次创造210大面积产业化P型单晶硅PERC电池量产效率新的世界纪录。
3.中来股份
2016年开始,中来股份就专注于N 型TOPCon电池的研发、生产与销售,是最早一批具备GW级TOPCon电池量产能力的技术型企业。
目前中来J-TOPCon技术产品电池量产效率达到24.5%,并且该组件具有更高的双面率(80%)、更优秀的功率温度系数(-3.1%/℃)与较低的组件工作温度、更优的弱光响应。同时低衰减率(首年1%,线性0.4%)以及至少30年的生命周期,也使其额外发电量比常规组件高约 10%~30%。
4.东方日升
东方日升通过“210+异质结”,引领了行业在组件高功率和电池高效率上的进展。作为首批实现158.75mm 9BB异质结电池量产的厂家,最高量产效率高达24.2%,成为业内首批实现9BB异质结半片低温焊接封装工艺的供应商。
3光伏效率提升能否带来发电成本下降?
光伏产业的科技创新需要具有可持续性,以推动技术的不断进步,确保光伏发电成本进一步下降。
近几年来,在光伏电池效率方面,多晶、单晶PERC、TOPCon、IBC、异质结等技术路线效率不断打破纪录。此外,钙钛矿电池也是目前业内比较关注的技术路线。
据业内人士称,N型TOPCon电池的理论效率可达28.7%,异质结电池理论效率可达27.5%。无论TOPCon还是异质结技术,仍属晶硅光伏技术范畴。晶硅电池的理论转换效率为29.43%,27%~28%的效率或为产业化极限。
尽管2021年组件成本有所回弹,但是光伏发电成本已经比IEA在2014年公布的太阳能技术路线图中的预测提前了近30年。“2023年,太阳能组件成本将降低至1元/瓦左右,2030年光伏发电电价可以下降到1美分/千瓦时,这是人类能够大规模获取的最便宜的电能。”
太阳能组件制造业产出每翻一番,生产成本就会固定下降25%;光伏发电能力每增加一倍,太阳能电力价格就下降30~40%。
IEA报告:2021年全球光伏将新增情况
相对常规组件而言,先进技术组件由于具备较高的转换效率,可以大大降低电池、组件生产的单位折旧、单位材料、单位人工成本,从而降低电站投资的整体工程成本。无论采用哪种技术路线,实现更高效率、更低成本才是关键所在。