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高效光伏電池量產的制約因素

鉅大LARGE  |  點擊量:703次  |  2021年10月08日  

2013年六月,南京中電光伏有限公司對外宣布,其牽頭的“效率20%以上低成本晶體硅電池產業化成套關鍵技術研究及示范生產線”項目,成功生產出轉換效率為20.3%的高效單晶太陽電池,并即將投入量產。進一步提高光伏電池的光電轉換效率,無疑是推動光伏發電技術更廣泛應用的有效途徑之一。


由于晶體硅技術是目前光伏技術的主流,因此,基于晶體硅技術的高效電池技術的研發,一直為各國政府及業內重要公司所重視。作為高效率硅太陽能電池實驗室轉換效率世界紀錄(25%)的創造者和保持者,中電光伏首席技術官趙建華博士表示,高效電池的量產,首先要做到的是如何實現20%以上的轉換效率,并在批量生產時穩定地保持這一效率。量產高效電池的生產成本,與加工技術有很大的關系。比如,SunPower用電鍍的方法可以做到很高的效率,達到24%都沒問題,但其成本同樣也非常高。趙建華舉例說,中電光伏2012年推出的250瓦QSAR單晶電池組件,在德國PHOTON實驗室的戶外太陽能組件單位面積年發電量測試中,曾獲得了151種組件中排名第五的好成績,而前3名都是Sunpower的組件。


趙建華認為,目前來看,量產高效電池的難度仍然不低,首先是不一定大家都能生產得出來,其次是生產出來的性能也不一定穩定。其中的重要原因一是加工工藝還在摸索中,二是受到成本的制約,這為量產高效電池帶來一些障礙。“假如不考慮成本,能夠量產高效電池的公司還是有幾家的。但要做出同時滿足低成本和高效率的電池,則不容易。”因此,高效電池目前還只能是一個頂端產品,產量很難一下子放大,市場需求也不見得跟得上。從目前光伏公司普遍的財力情況和產品的最終市場空間來看,高效電池的規模化量產還面對著很多障礙,很難一下子推廣開。


近年來的實際市況,也印證了趙建華對趨勢的判斷。有跡象顯示,由于多晶硅的成本優勢,國內多家原本既生產單晶硅又生產多晶硅電池的公司,此前都已停產了其單晶硅產量。數家專事單晶硅生產的公司,也面對著市場正在收窄的窘境。而單晶硅,正是制作高效電池的重要材料。很多客戶表示,他有的是面積來安裝電池板,因此要的不是高效,而是便宜。


另外,還有的高效電池研發者甚至已退出了該領域。肖特公司曾宣稱,用P型單晶生產出21%的高效電池。但該公司目前已關閉這一業務,技術團隊也已解散。

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-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

據趙建華分析,造成這一現象的原因,可能與近年來多晶硅電池技術進步快也有很大的關系。幾年前,中電光伏生產的單晶電池和多晶電池,在光電轉化效率上相差為1.5%以上,但現在這個差距已經縮小到了1%,甚至有時候還低于1%。這或許也正是一些公司不愿再生產單晶的原因之一。假如高效電池的市場打不開,這一局面短時間內也許將不易改變。


不過,隨著以日本為代表的屋頂光伏市場的崛起,這一情況也正在發生改變。近年來,在光伏支持政策的推動下,日本市場發展迅猛。數據顯示,僅2013年第二季度,日本光伏安裝量就高達1.8GW。而日本市場的一個顯著特點,則是屋頂項目占據絕大部分的市場份額。因此,在面積有限的情況下,更高效率的產品成為日本客戶的首選解決方法。


趙建華表示,高效電池到底好不好、是否有意義,最終還是要從市場的角度來看,要看市場空間有多大、市場接受度如何。“假如市場恢復得好,不排除更多的公司開始重視高效電池。近期硅片行業的擴張,單晶的頻率就顯示出越來越高的跡象。而且,國外的電池技術更加有向單晶高效方向發展的趨勢,相比而言,國內市場更加在意成本因素,因此高效電池的接受度相對較低一些。”此外,隨著光伏系統硬件成本持續下降,使得安裝過程中的人工成本得以凸現。這在很多發達國家更為突出,這些地區的客戶更愿意購買高效產品,以減少配套成本的支出。從目前日益新增的高效電池訂單,可以看出這一趨勢在美國等市場更加明顯。



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