哈电集团的新发展战略与佳木斯发展思路高度契合,铸锭单晶是太阳能硅材料重要的发展方向

电工电气网】讯

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10月11日下午,集团公司党委书记、董事长斯泽夫率队拜访佳木斯市委市政府,与佳木斯市委书记徐建国,市委副书记、市政府市长邵国强等领导进行了座谈交流。双方就开展生物质能源、电能储备和发展基金等方面合作进行了深入对接洽谈,并就深化全面战略合作达成共识。

叠瓦电池

铸锭单晶是太阳能硅材料重要的发展方向,希望铸锭单晶技术在今后1-2年重新开始大规模应用,”在近日举办的相关活动上,中国科学院院士、硅材料国家重点实验室主任杨德仁在报告中详细阐述了铸锭单晶的前世今生。会上,来自协鑫的长晶技术总监胡动力博士也在工业化应用的层面介绍了铸锭单晶技术的进展。他表示,在与直拉单晶实现同瓦输出的情况下,铸锭单晶硅片价格低0.3-0.4元/片,给客户更高的性价比。

在座谈交流中,斯泽夫首先介绍了集团公司近年来攻坚克难、改革创新的发展历程,以及第一次党代会召开情况,详细介绍了党代会确定的一个一流、两个翻番、三个突破、四个转型、八个板块“12348”发展战略等。斯泽夫表示,在佳木斯市委、市政府及相关部门的大力支持和帮助下,哈电集团所属佳电股份公司取得了创新发展的新业绩,实现了预期目标,在此表示真挚的感谢。目前,哈电集团进一步加强党的领导,调整发展思路,把佳电股份公司作为重要板块进行集中打造,加大与地方的务实合作,并在清洁燃烧、分布式能源和扩大投资等领域拓展业务,实现企业转型升级,更好的助力地方经济社会发展。希望佳木斯市委、市政府一如既往地支持企业发展,探索更多领域、更深层次的战略合作,实现互利共赢,帮助企业更好更快实现具有国际竞争力的一流装备制造企业目标。

随着光伏技术的进步和“领跑者”计划的深入推进,中国光伏行业开始进入高效产品比拼的时代。

“第三条路线:铸锭单晶兼具低成本和高效率”

徐建国在交流中向哈电集团特别是佳电股份公司对佳木斯经济社会发展所作出的贡献表示感谢。徐建国表示,佳电股份公司作为佳木斯的明星企业、龙头企业,是推动地方经济高质量发展的领航者,支持企业实现新发展新跨越,是佳木斯市委、市政府义不容辞的责任。希望佳电股份公司始终把创新作为转型升级的第一动力,努力向数字化、信息化、智能化迈进,并积极参与国家重大专项,推动企业发展再创一流、迈上新台阶。佳木斯市积极践行习近平总书记提出的“五个要发展”路径,始终把向外来战略投资者要发展摆在重要位置。哈电集团的新发展战略与佳木斯发展思路高度契合,双方在资源互补上也有更多的合作机遇,希望通过进一步沟通对接,务实开展战略合作,实现共同发展。

一、叠片电池结构和原理

在《铸造单晶硅材料的生长和缺陷控制》报告中,杨德仁院士表示,十余年来,多晶、单晶市场份额变化的钟摆效应,是市场政策、技术发展共同作用的结果,两种技术路线将会共存,谁也不会简单消灭谁。而第三种技术路线——铸锭单晶,利用籽晶通过铸锭的方法生长出单晶硅,把两种技术的优点结合起来,既有低成本,低能耗,也有高质量、高效率。

邵国强在座谈中表示,佳电股份公司与佳木斯市的发展紧密相连,佳木斯市委、市政府将全力支持企业发展,创造更加宽松的发展环境,急企业之所急、想企业之所想,及时帮助企业解决发展中面临的难题,让企业舒心经营、更快发展。同时也希望哈电集团改革创新、转型发展的征程中与佳木斯市的全面振兴发展携手并进,相互支持、相互促进,实现地方与企业共荣共兴。

作为主流高效组件技术之一的叠片技术目前受到广泛关注。传统组件电池片之间采用汇流条连接结构,大量汇流条的使用,增加了组件内部的损耗,降低了组件转换效率,同时单片电池片的差异在串联结构下,反向电流对组件影响会增加,从而产生热斑效应而损坏组件甚至影响整个光伏系统的运转。

“所以铸锭单晶技术在过去十年以及最近得到了非常大的关注”,杨德仁院士表示,从1977年第一次在国外杂志上发表,到2006年转换效率做到18%,再到2010年铸锭单晶技术实际上已经工业化应用,市场份额占到15%-20%。杨德仁强调,铸锭单晶的优势在于电阻率更加均匀,比多晶增加1%以上的转换效率,同时又保持了多晶的低光衰优势,光衰仅仅是直拉单晶的20%-30%。

座谈交流前,斯泽夫一行还实地参观考察了佳木斯博海环保电力有限公司。

叠片组件利用切片技术将栅线重新设计的电池片切割成合理图形的小片,将每小片叠加排布,焊接制作成串,再经过串并联排版后层压成组件。这样使得电池以更紧密的方式互相连结,在相同的面积下,叠片组件可以放置多于常规组件13%以上的电池片,并且由于此组件结构的优化,采用无焊带设计,大大减少了组件的线损,大幅度提高了组件的输出功率。

杨德仁院士同时指出,铸锭单晶在过去一段时间面临位错密度、单晶率、材料利用率和籽晶成本等问题挑战,其中位错是关键因素。“我们的研究团队提出增加晶界的改进方法,‘以毒攻毒’,可以有效的降低位错。我们希望这样的技术在今后1-2年重新开始大规模应用”,杨德仁院士说。

座谈交流后,斯泽夫一行在佳木斯市政协副主席董琨陪同下到抚远市考察,并与抚远市委副书记、市长张子通及有关部门负责同志就加强合作事宜进行了座谈交流。

二、叠片技术的前景

“铸锭单晶将赠送‘阳台’和‘飘窗’实现同瓦输出”

中央研究院、投资公司以及佳电股份公司有关负责人参加了上述活动。

更高效率更低损耗,叠片技术无疑将对国内的高效组件封装技术带来革命性影响。尤其在目前国内组件市场价格日渐下行的情况下,组件领域的降本提效成为必须。因此,光伏业内企业积极推进叠片组件的技术研发与大规模制造。

铸锭单晶在2010年左右规模量产,协鑫、LDK,昱辉都有大量出货。近几年来,铸锭单晶技术未能大规模应用,除了高效多晶等新技术的快速发展占领市场外,成本问题也一直是主要的突破方向。

叠片组件目前的应用市场主要在一些高效应用场景中,如第三批领跑者中应用领跑基地和技术领跑基地中各有一个项目中标;日本一直是高效产品的市场,叠片组件在日本也有不错的应用市场。此外,叠片组件漂亮的外观非常适用于户用分布式。

“目前保利协鑫铸锭单晶已经发展到第三代产品,通过籽晶多次回用,籽晶成本下降60%”,在“晶硅材料技术与装备”分会场,保利协鑫胡动力博士说,“此外,依靠G8大尺寸硅锭,薄硅片等方法,成本已经进一步下降。除了成本优势,胡动力博士认为,保利协鑫铸锭单晶硅片技术优势也比较显著。相比于直拉单晶15ppma,铸锭单晶研发氧含量最低到2ppma,确保更低的光衰;硅片电阻率分布更窄,效率进一步提升,与直拉单晶相差0.2%以内。

三、叠片技术生产企业

“铸锭单晶将赠送‘阳台’和‘飘窗’”,胡动力博士形象比喻道,“转换效率差距可以用157.75mm的大尺寸硅片弥补。由于不存在缺角,铸锭单晶硅片面积100%可利用,比直拉单晶面积大2%,与同尺寸直拉单晶硅片实现同瓦输出。同时,每片价格低0.3-0.4元,经测算,选择铸锭单晶较直拉单晶收益高0.06元/W。高效铸锭单晶组件可以封装到310瓦。”

1、赛拉弗

胡动力博士指出,大尺寸化和定制化是未来技术趋势,铸锭单晶能低成本实现166mm和长方形硅片的定制化生产,未来更具优势。对于三类片的处理方法,胡动力博士表示,利用湿法黑硅技术,三类片黑硅制绒效率较产线多晶黑硅片高0.21%,与多晶黑硅外观几乎一致,而且颜色更加均一。

赛拉弗于2016年3月推出应用叠片技术的日食系列组件。相同60片版型的组件可以达到320W以上。Eclipse新技术和工艺还可结合现存的高效电池技术,在2017SNEC上,赛拉弗推出了两款新型日食组件,分别是搭配了黑硅与PERC工艺的组件产品,以及采用HJT电池的组件产品。

目前,保利协鑫铸锭热场工艺、高纯坩埚、锭检设备已经全面升级,继金刚线切黑硅片之后,铸锭单晶硅片将成为对市场有重大影响的差异化产品。

赛拉弗日食系列于2016年5月顺利通过测试,成为全球第一家通过TUVSUD认证的采用切片叠瓦技术的高效组件,功率输出与常规组件相比提高了15%。

2、东方环晟

2017年2月,东方电气、中环股份、SunPower联手宜兴开发区四方签约,启动东方环晟高效叠片太阳能电池组件项目。据悉,该项目引进股东方SunPower独创并经北美市场验证成熟的叠片组件技术,建设21条全部应用叠片技术的单多晶组件生产线。项目总投资约50亿元,2017年底将建成730MW高效叠片太阳能电池组件产能,全部投产后将形成5GW高效叠片太阳能组件产能。第一批51MW产品已销往海外。

3、协鑫集成

协鑫集成自2014就成立了高效切片技术与高效叠片技术的专项科技研发团队,其推出的金刚高密度组件即应用了创新型的叠片技术,并在2016SNEC上开始展出。

4、其他企业

此外,在2017年SNEC上,晶科、中来股份、亿晶光电、顺风、中利腾晖、隆基乐叶、Solaria等公司均展示了叠片组件产品,但现均无量产。相似的还有隆基与爱康。2018年5月25日,隆基乐叶宣布:经权威认证测试机构CGC测试,隆基乐叶研发的60尺寸型双面叠片组件正面转换效率达20.66%,突破世界纪录,成为目前全球60尺寸型双面叠片组件正面转换效率最高纪录保持者。2018年7月28日,爱康光电叠瓦组件生产线首件产品成功下线,命名为“鲲鹏”系列的叠瓦单晶组件。

四、叠片电池组件存在问题:

1、技术门槛高

叠片电池组件的大规模量产还存在一些问题。首先,叠片组件的技术门槛较高,如何在封装过程中确保电池联结的可靠性是技术关键;

2、成本高

叠片组件需额外采用新设备和材料制造,成本相对较高。据了解每瓦成本至少高出3毛钱以上。

3、专利风险高

叠片组件存在专利纠纷的风险,故组件制造商在进行研发生产时应注意规避专利风险。这也是叠片组件生产最大的风险。目前叠片技术的全球专利已经被Sunpower注册。东方环晟与Sunpower合资避免了专利风险。

五、总结

总体来说:如能避免规模过大引起专利起诉与赔偿,叠片技术只要实现了规模化的发展,成本一定会降下来,在未来会非常有竞争优势。

HIT电池

一、HIT发展背景

HIT是Heterojunction withIntrinsic
Thin-layer的缩写,意为本征薄膜异质结,因HIT已被日本三洋公司申请为注册商标,所以又被称为HJT或SHJ(Silicon
Heterojunction
solarcell)。该类型太阳能电池最早由日本三洋公司于1990年成功开发,当时转换效率可达到14.5%,后来在三洋公司的不断改进下,三洋HIT电池的转换效率于2015年已达到25.6%(2009年,三洋公司被松下收购)。迄今为止,该太阳能电池的最高效率可达26.3%,HIT技术叠加IBC技术之后的HBC电池最高效率可达26.63%。2015年三洋的HIT专利保护结束,技术壁垒消除,是我国大力发展和推广HIT技术的大好时机。

二、HIT电池优势和特点

1、高温环境下发电量高

在一天的中午时分,HIT电池的发电量比一般晶体硅太阳电池高出8-10%,双玻HIT组件的发电量高出20%以上,具有更高的用户附加值。

2、双面电池

HIT是非常好的双面电池,正面和背面基本无颜色差异,且双面率(指电池背面效率与正面效率之比)可达到90%以上,最高可达96%,背面发电的优势明显。

三、HIT电池产业化现状

2017年国内HIT电池已经形成产能1GW,但是产量有限,仅为60MW,平均转化效率为22.7%,预计2018年将迎来异质结发展元年,2018年规划产能将为2.5GW,总产能将达到3.5GW。在大规模量产方面,首屈一指的当然是日本三洋,现有产能1GW,量产效率达23%。除此之外,有较成熟HIT技术的还有松下、Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建均石、晋能、中智、上澎等企业。

1、晋能清洁能源有限公司

晋中基地的高效异质结单晶电池组件10万千瓦项目2017年4月份投产,成为国内首条高效异质结单晶电池规模化生产线,并有望在国际上首次以接近常规晶硅组件成本的技术路线实现高效异质结单晶电池产品的量产。

另外据统计2017年晋能异质结电池出货量为4MW左右。未来三年内,晋中超高效异质结电池及组件生产基地产能将达到2GW,同时超高效异质结组件的生产成本将降至0.4美元/瓦。

2、钧石能源有限公司

钧石目前异质结电池总产能为金石能源100MW产能(前期100MW主要用于研发)以及福建钜能刚投产的500MW产能,总产能为600MW。

另外据统计2017年鈞石异质结电池总出货量为1-2MW。不过随着其500MW产能投产,其公司自我预计2018年出货量将到达100-200MW。

3、中智电力科技有限公司

2017年7月,中智与江苏省泰兴市高新区合作共同投资建设的160MW两条异质结太阳电池的生产线已建成,投入总计4亿元左右。另外据统计2017年中智异质结出货为1-2MW。

4、汉能控股集团有限公司

于2016年成立HIT事业部,专注于制造HIT整线生产线。2017年3月,汉能投资高达39.15亿元对原汉能光伏的生产线全面进行技改升级,重新建设以高效异质结太阳能电池及柔性CIGS薄膜太阳能电池为技术路线的薄膜太阳能研发制造基地。据了解目前汉能HIT电池片研发效率达23%,产能400MW。

5、深圳光远智能装备股份有限公司

2017年12月28日。由深圳光远智能装备股份有限公司生产的高速双轨串焊机GCH-2600A完成该项目第一片HIT电池焊接——标志国内HIT光伏技术获得突破,而该项目的一期120MW同日宣布投产,二期480MW计划在2018年底建成投运。全部达产后HIT系列新产品年产能达600MW。

6、江苏爱康科技股份有限公司

2018年6月16日,爱康科技宣布总投资106亿元的爱康科技异质结新一代高效太阳能电池项目落户浙江长兴,并于2018年7月28日举行了开工仪式,规划总产能5GW,项目达产后,预计年销售收入120亿元,年税收7亿元。

7、其他企业

公司HIT产业备注

Panasonic量产HIT电池鼻祖,技术储备雄厚,当前最高25.6%。

Silevo量产有优秀的Triex技术,于2016年6月被SolarCity收购

Kaneka量产刷新松下效率,以26.3位居第一%

First Solar量产薄膜老大

Solar City量产整合Panasonic与Silevo技术,为特斯拉供货。

中环股份可量产从国电光伏接收的HIT产线为研发线,在短期内无法达到大规模量产水平。产线作为中环的电池方面的技术储备保留。

上澎量产获得世行等投资,在秀洲拥有30MW生产线,主在美国市场,拟德克萨斯州分两期投产400MW。

三、HIT电池产业发展问题

1、技术门槛高

HIT电池虽然效率高,同等功率发电量高,但实际并不如厂家所吹嘘的那样发电量高15%,实际也就搞7%左右。采用本征薄膜异质结,技术门槛高。

2、成本高

这是最大的问题,目前HIT组件比普通组件价格高约近1块钱左右,即使实现了量产,预计也会比PERC高效电池高5毛钱左右。因此还未到大规模量产化的阶段。

原标题:叠瓦组件与HIT组件现状评估