20230910 BC电池交流会议纪要 2010开

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  2010开始做BC,2012年HJT-BC电池就做出来了,但随着后续的持续研究和开发,发现太难了,不是一个小团队或者初创公司,没有充足的资金,就能搞定的。 现在我们都还在继续做。一是市场还是有需求,二是把他扩展到其他领域,所以我们还是在做相关的技术开发,和一些公司合作做一些技术的产业化转移。

  IBC电池有可能成为新崛起的电池,传统的光伏电池,它的PN结在前面,背场在后面,中间是衬底,现在能做到130um-140um。 IBC电池正面没有遮光损失,PN结和背场都放在后面了,把光的吸收达到最大化,如果有N型衬底就没有光致衰减现象,不考虑双面率的情况下,后面可以做的比较宽,可以减少串联电阻,易于组件连接。

  之前我们曾考虑与Sun Power合作,旨在研发IBC电池技术,但最终未能成功。这并非因为IBC技术本身存在问题,而是因为其成本较高。还有一个的话就是TBC, Topcon的技术再加IBC的技术。还有一个是HBC,在原来IBC的技术上叠加了异质结。

  同时的话还有HPBC,这是在p型的衬底上,把PERC,TOPCon和IBC的技术结合起来,也实现了这样的一个量产。同时我还有p型的TBC和HBC,只不过是在这个地方把衬底的类型换了一下,就是用A型换成P型。在工艺上面有它的便利性,这两种电池的话还正在研发。

  看一下IBC的产业化和它的研究的情况。国内的厂商的话有国家电投,这两天就在他的生产线上待着,还有爱旭,隆基、中来,日托。

  中来的线GW的IBC电池,但是最后也没有实现。日托是张凤敏博士成立的公司,但是张博士现在也离职了,回归到了高校里面。

  天合的研发是比较早的,我是光伏界的老兵了,对整个的发展比较了解。但是天合量产,主要是因为成本太高。还有普乐新能源,泰州泰兴普乐他们也在做这样的研发,一道、晶澳、英利都在做这样的一个研发。实际上这块的话有些研发的时间长,有些研发的时间短。

  研究机构主要是中科院微电子研究所,这是国内最早的,也是研究最深的目前。接到了很多的IBC,都是关于IBC方面的。还有上海交通大学,河北大学。

  一个是的话它对平台的要求比较高,第二个的话它完全依托于半导体的技术,第三个的话出论文比较难。

  IBC电池有这么一些优点。2012年的时候,电池就已经达到了恐怖的效率25%,HBC在2014年效率的线%。

  这两种电池就算在2014年的话,知道就是说多晶硅电池也就平均下来16%左右的效率,但当时能够达到25.6%还是非常吸引人的。

  ,因为传统的电池的话,它的背场是在背面,PN结的话是在前面,但是这个电池的话这是它的背场。在做PN结的时候,得把这个地方给它盖住,不能影响到这,把这个做完了以后的话,还要把这个地方盖住来做这样的一个背场。所以说他必须要做图形化,在这个上面的话还要做介质膜,介质膜上面还要去开孔,然后进行金属接触,甚至做电镀,所以它的图形化的要求就非常高。至少要4步的图形化。

  因为这种电池也知道,一束光过来以后产生这样的一个电子和空穴,电子的话是被负极所收集,空缺的话被正极所收集。它必须要从正面扩散到背面,才能被收集。所以说它跟原来的PN结在正面是不太一样的。这个的话对整个的表面的清洁度,钝化程度,对硅衬底的质量的要求非常高。所以说的话而这种的话都是往半导体的基础上去走的。

  ,也评估过,几个土博士搞不定,必须是科班的,而且还有工作很长一段时间的。第二个的话就是对资金实力要求比较高,因为它要用到光伏的技术再加图形化的技术。所以说的话对资金的实力要求比较高。第三个就对这个团队它不是一两个人能够完成的,它需要一个团队来完成。的线个人在做这方面的工作,做得很费劲,其他的一些

  它的分装的话非常简单,传统的 perc的电池的话,它是上面压下面就是一个焊带,汇流带,然后把上面的负极或者正极连起来,连到下面的正极或者负极。这样的连下来,这样的话就形成了这样的一个传统的组件封装。

  现在在市面上看到很多的公司动不动就吼出来,我的IBC到了26%,我的IBC到了26.5%,27.46%,对还是不对?

  但是的话XBC必须依赖于权威和科学的数据,为什么叫依赖权威科学的数据呢?太阳能电池的之父马丁格林(Martin Green),是澳大利亚新南威尔士大学的教授,是太阳能方面的很权威的人士。

  每隔三个月到半年,他会收集全球的最高的效率,收集完了以后,他会编入一个太阳能的电池效率表,这个是在六七月份发表的。这个是发表在国际上的的刊物,就是光伏研究进展。他收集效率的话,并不是说你说多少这个不行的,必须是要有第三方的国际权威的认证。还必须要求给出来效率提升是哪一段?

  打个最简单的比方,一个人你昨天看到他瘦,今天突然变胖了,然后这个变胖了,你得告诉我就是他的身高体重,体重增加了多少。但是这一点还不够,你必须要找一个第三方的资质认证,告知哪个地方变胖了,如果不说明哪个地方变胖,你这个变胖就是假的。

  这个的话就告诉你,太阳能电池的效率是多少,面积多少,短路电流,填充因子等等是多少,还要告诉是国际上的哪家第三方认证机构去测试的。这个还不够,你必须给出来量子效率

  ,量子效率的话就相当于医生的听诊器一样的,就是说效率增加了,它必须告诉效率是哪个地方增加。现在的国内的无良企业满嘴跑火车,今天25.7,明天是26等等的,但是给不出来任何的数据或者给出来的数据前后打架。比如说东南的某某院,给出来的数据前后打架让人觉得可笑无比。

  IBC国际上的最高效率直接给出来是26.7%,这个目前是国际上公认的全球的最高效率,它的开路电压738,短路电流42.65,填充是84.9。

  这个是日本的Kaneka在2017年3月份创造的,同时的话还有P型的IBC电池,这是topcon电池,就完全的topcon IBC。如果爱旭是做N型的话,他就做的是P型的 TopconIBC,效率是26.1。

  ,当然在2016年的时候,Kaneka就实现了26.6。经过了四五个月的线,这个是目前最高的这样的一个效率。回过头来再看一下,最后你会发现这个地方是42.65的短路电流,这个是42.62。目前国际上最高效率的几种电池,perc电池最高效率是25,发现它的短路电流是42.7,TopCon电池是最高效率是25.8,短路电流是42.87。

  这个地方我说一下,25.8,如果有人企业说26以上的,就是要么就胡扯八道,就是说纯粹是不良目的。

  但是你会发现 IBC电池的短路电流,表面没有任何的遮光损失,怎么短路电流它下来?刚才我说了,

  什么意思?就是相当于我一个人吃的很多,但是你吃的很多,但并不一定全部能转化成你身上的营养。所以它有一部分吸收,它有一部分是不吸收,这个也是的。光的话全部吸收了,但是并不一定有光转化成光电流,所以说电池的话还是有它的一些问题的。

  异质结电池的话和IBC电池相比的话,IBC电池的效率短路电流要比异质结高很多,但是IBC电池并不意味着我的短路电流可以达到最大化

  IBC电池无非就是把PN结放到了背面,不能脱离开半导体的基本的物理规律,所以TopCon IBC的理论效率,跟现在的TopCon的理论效率是一致的。

  传统的IBC 电池的话,你可以看到这个的话都是正的,在这边的话都是负的,就相当于形成了一个叉指状的这样的一个结构。你的左手和右手,分别给插到对方的手指缝里面,所以说这个胳膊的话就相当于一个负极,另一个胳膊就相当于一个正极。所以这种正极和负极,全是通过扩散来形成的。可以看到开路电压739毫伏,已经做得相当可以了,当时用的是非常好的硅片,这个比半导体的硅片还要好,而且进行了衬底的掺杂,都是用中子辐照进行掺杂的,所以它成本非常高。但是它的短路电流并不是非常高,填充因子也并不非常高。当时获得的填充并不是非常高。看TopCon的电池的话,可以看到短路电流的开路压线上不去,但是短路电流很高,填充因子也比较高。所以说的话就是把这两种结合的话就形成了TBC电池。新结构的TopCon电池的话,可以把它说叫T型的TopCon,在这个地方的话也可以分成TopCon TBC。 TopTBC可以用N型衬底去做,也可以用P型衬底做。

  但是很遗憾, 现在目前实验室大面积冠军的效率是26.1,这个的话是德国Fraunhofer 2021年做的。从这个曲线上可以看得出来,这是开路电压乘填充因子,这是短路电流和灰色极限的比值。这个地方有个概念,就是TBC电池它的最高效率目前是26.1%,当然不排除接下来效率提升的可能性,因为现在各方面都在增长,这是目前拿到的国际上最先进的这样的一个数据。

  如果说是看某家的 TopCon电池,甚至TBC超过了这样的一个效率,就是26,这个里面100%是假的。

  现在说到异质结和IBC结合。刚才也说了就是说这个是异质结的同质节扩散形成的开路电压,但是异质结,开路电压可以进一步得到提升,短路电流的线。但是

  由于开路电压提升,把填充因子给拉上去了。所以说这两者电池结合,既有IBC电池的优势,又有异质结的优势。

  这里的PN结全部换成HJT,形成了 HBC这样的突破,所以说日本首先在上面形成了这样的突破。

  当时大家效率都比较低,这可以看出当时的线年日本的Kaneka在这个基础上的线的大面积的这样的一个效率,就是2016年所获得的。

  14年松下25.6,到了16年9月份的线,花了两年半的时间,后来日本人在Kaneka的基础上的话,又花了一年的时间,获得26.7的这样的效率。日本人把这个结果发表出来了以后,应该是全球轰动。当时这篇研究结果的话发表在了著名的国际上的权威期刊,因为这是公司按照产业化的技术做出来的,但是日本人不告诉你怎么做的,它只是告诉你大概的一个结构,然后获得什么结果,因为他不可能傻到把自己的技术给别人宣扬。所以说的话就是背面是叉指状,你看异质结的PNPN,但是正面的结构它也没有告诉。只是告诉你前表面做了个钝化,做了一个抗反射层,然后获得了26.7%的这样的一个效率。

  无论是常规的IBC还是到异质结的IBC,效率的话得到了一个大幅度的提升,由原来的25.2得到了26.7的效率,但是的话就是万变不离其宗。

  ,图形化的技术的话要用到光刻的技术,光刻的技术的话也可以用到其各种各样的曝光。我知道目前向我咨询的这些公司的话采用的图形化,就三种图形化,当然还有4种,第四种的话就是被抛掉了,因为有它的问题。

  异质结电池本身就贵,你在异质结基础上叠加了IBC不就更贵了吗?或者是TopCon电池的生产线都比perc要贵,你在这个上面叠加了IBC,它也不更贵吗?所以设备投资是昂贵的。

  ,因为它用到了图形化,用到了图形化的膜,包括干膜湿膜,还要用到了各种各样的添加剂,所以说的话它的辅材比较昂贵。所以说N型IBC和HBC电池的大规模的产业化,成本是最大的因素,成本因素只有上市的辅材设备投资良率等等所造成的,它是一个综合性的这样概念。

  现在把上面的这几种电池总结一下,可以看到目前大规模量产的只有这三种,第一个的话通过扩散形成的阵,通过扩散型的发射极,通过扩散形成的背场,这种电池这是以SunPower为主,但电池的话现在已经不行了。第二个的话就是把背面的全换成TopCon的结构,这个的话是现在大家非常感兴趣的。第三个的话就是换成这种异质结的结构,这个也行。新加坡的太阳能研究所也提出了遂穿TopCon的概念,但是他们验证下来了以。


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