冯志强-高效晶硅太阳电池与组件技术

1 高 效 晶 硅 太 阳 电 池 与 组 件 技 术冯 志 强 , PhD天 合 光 能 有 限 公 司 副 总 裁光 伏 科 学 与 技 术 国 家 重 点 实 验 室 主 任2020年 9月 7日 © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 2 光 伏 本 质 ： 一 种 清 洁 可 再 生 能 源 p 目 前 ， 与 所 有 化 石 燃 料 发 电 相 比 ， 光 伏 发 电 的LCOE已 经 具 有 相 当 高 的 竞 争 力 ， 并 将 在 未 来 几 年 内 完 全 走 入 平 价 时 代 。据 统 IRENA计 ， 2010年 至 2018年 间 ， 全球 大 型 光 伏 电 站 的 平 均 LCOE下 降 了 77%。Source: IRENA report 2019 11 重 要 指 标 ： 度 电 成 本 p 光 伏 发 电 只 有 更 低 的 发 电 成 本 才 能 推 动 对 煤 炭 、 原 油 等 化 石 能 源 的 替 代p 光 伏 度 电 成 本 还 需 要 持 续 降 低 © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 3 影 响 LCOE的 关 键 因 素 （ 组 件 ） p 高 功 率 、 高 效 率 、 高 可 靠 性 及 高 发 电 量 的 组 件 产 品 ， 是 促 使 光 伏 发 电 进 入 平 价 时 代 的 关 键高 功 率 /高 效 率 高 可 靠 性 低 成 本 高 发 电 量降 低 LCOE 组 件 价 格 （ 供 应 链 ）组 件 功 率 、 效 率初 始 投 资（ 组 件 相 关 ）发 电 总 量（ 组 件 相 关 ） 组 件 单 瓦 发 电 量组 件 寿 命 4 高 功 率 组 件 是 行 业 发 展 趋 势 Half-Cell +MBB+158PERC/PERC+158 166 210 2020年 2月 27日 ： 天 合 光 能 ， 开 启 500W+时 代2020年 7月 16日 ： 600W+时 代 ， 新 产 品 发 布 5352020年 2月 27日天 合 光 能 开 启 500W+时 代 600W+组件功率(W) 600535585600W+组 件 将 开 启 光 伏度 电 成 本 下 降 新 通 道 至 尊 组 件 5© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 5 电 池 效 率 分 析 及 预 测 实 验 室 效 率 p 实 验 室 冠 军 电 池 效 率 : PERL 25%, HIT 25.1%, TOPCon 26%; p 去 除 特 殊 结 构 后 的 最 高 效 率 ： PERC 24%, HIT 24.8%, TOPCon (双 面 ) 24.8% 产 线 效 率 PERC+ 6© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 6 2000-2020 HIT实 验 室 量 产 效 率 及 趋 势p 实 验 室 效 率 ： 25.11% 汉 能p 量 产 最 高 效 率 ： 24% Meyer Burgerp 中 国 头 部 企 业 效 率 ： 23.8% p 预 计 将 在 不 久 的 将 来 ， 达 到 量 产 24%最 新 数 据 Data source: various source from yearly report and conference paper (Sanyo-panasonic), record efficiency 24.7% from Panasonic in EU PVSEC, 25.1% of Kaneka in JAP and website of Hanergy. Production data of Hanergy in conference report, Meyer Burger data from Jun Zhao, production efficiency data of MB (24%) via telephone conversation and Tongwei (23.8%) reported in conference in Hangzhou, 2020Götzberger model 7© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 7 PERC、 N-PERT、 HIT、 TOPCon、 IBC量 产 组 件 效 率 调 研最 新 数 据 8© 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 8 天 合 光 能 光 伏 科 学 与 技 术 国 家 重 点 实 验 室 ： 太 阳 电 池 与 组 件 功 率 纪 录 最 新 数 据 多 晶 组 件274.3 W2011年 9月 多 晶 组 件284.7 W2012年 5月2cm尺 寸 IBC电 池24.4% 2014年 2月 单 晶 组 件335.2 W 2014年 10月156尺 寸 多 晶 硅 电 池20.76% 2014年 11月156尺 寸 单 晶 硅 电 池21.4% 2014年 11月 多 晶 组 件324.5 W2014年 12月多 晶 组 件窗 口 转 换 效 率19.14%2015年 4月 156尺 寸 多 晶 电 池21.25% 2015年 11月 156尺 寸 单 晶 电 池22.13%2015年 12月 156尺 寸 IBC电 池23.50%2016年 4月多 晶 组 件窗 口 转 换 效 率19.86%2016年 10月 P型 单 晶 PERC电 池22.61%2016年 12月6英 寸 IBC电 池24.13%2017年 5月 IBC组 件 (72片 )410.5 W2017年 12月156尺 寸 IBC25.04%2018年 2月 N型 单 晶 i-TOPCon电 池24.58%2019年 5月单 晶 组 件326.3 W 2014年 4月 156尺 寸 IBC电 池22.94%2014年 5月01 02 03 04 05 07 09 11 13 15 17 06 08 10 12 14 16 18 19 20 N型 多 晶 i-TOPCon电 池23.22%2019年 11月20次 创 造 和 刷 新 世 界 纪 录 (2011-2020年 )• 国 家 973项 目 2项• 国 家 863项 目 5项• 国 家 重 点 研 发 计 划 项 目 5项 科 研 项 目 60余 项 9 至 尊 组 件 600W+产 品 基 本 信 息u 210mm电 池u 无 损 切 割u 高 密 度 封 装u 6*10版 型u 切 半u MBB功 率 最 高 600W+ u 尺 寸 ： 2172*1303u 重 量 ： 35.3kgu Isc： 18.42Au Voc： 41.7Vu 温 度 系 数 ： -0.35%/℃u 首 年 衰 减 ： 2% u 逐 年 质 保 ： 0.45%u 质 保 ： 30年效 率 最 高 21.4% 10无 损 切 割 后 的 电 池 片 截 面 图常 规 切 割 后 的 电 池 片 截 面 图 技 术 特 性 无 损 切 割电 池 片 尺 寸 增 加 ， 通 过 无 损 切 割 的 方 式 ， 不 会 造 成 额 外 隐 裂 。 光 滑 无 裂 纹 （ MPa）85105125145165185 Full cell NDC Conventional机 械 性 能Rear sideFront sideRear sideFront side Laser meltingMechanical separation1500℃Low TemperatureNon-destructive cutting(NDC) Process无 损 切 割 流 程CellCell 细 微 裂 纹 11 技 术 特 性 多 主 栅 技 术 组 件 效 率 提 升0.4%~0.6%光 学 性 能提 升 功 率1%~1.5% 电 学 性 能提 升 功 率1%~1.5%PL（ 光 致 发 光 ）测 试 电 阻 分 布 0 2 4 6 8 10 12 1402468101214 1.301.050.901.750.600.450.300.150 2 4 6 8 10 12 1402468101214 1.301.050.901.750.600.450.300.155BB Module玻 璃电 池 片 Flat Ribbon EVA MBB ModuleWireMBB 电 池 片 玻 璃EVA 电 流 横 向 收 集 路 径 缩 短 50%电 池 钝 化 优 化SiWire玻 璃 c b a Shading reductionLight trapping effect 5BBMBB 12 技 术 特 性 高 密 度 封 装 常 规 组 件 高 密 度 封 装 叠 焊 技 术电 池 片 间 距2mm 电 池 片 间 距0.5mm 电 池 片 边 缘 堆 叠-0.2~-0.5mm 平 衡 13 固 定 支 架 跟 踪 支 架 静 载 +5400Pa/-2400Pa 静 载 +5400Pa/-2400Pa 静 载 +2400Pa/-2400Pa 静 载 +2400Pa/-2400Pa 技 术 特 性 载 荷 性 能至 尊 组 件 具 备 极 高 的 安 装 兼 容 性 ， 可 以 同 时 满 足 固 定 支 架 以 及 跟 踪 支 架 等 多 种 安 装 方 式 。 14 产 品 参 数 竞 争 性 分 析 对 比组 件 类 型 市 场 其 它 组 件 天 合 至 尊 组 件功 率 (W) 585 600组 件 长 度 (mm) 2438 2172组 件 宽 度 (mm) 1135 1303组 件 重 量 (kg/pcs) 35 35.3正 面 短 路 电 流 (A) 13.87 18.42 开 路 电 压 (V) 53.2 41.7组 件 效 率 21.1％ 21.2％ 15 天 合 至 尊 组 件 相 较 于 市 场 其 它 组 件单 个 组 串 功 率 提 高 单 串 组 件 块 数 及 组 件 功 率 对 比组 件 类 型 单 串 组 件 块 数 单 块 组 件 功 率 单 串 组 件 功 率天 合 至 尊 组 件 33 600W 19800W市 场 其 它 组 件 24 585W 14040W41% 单 串 功 率 是 决 定 系 统 BOS成 本 的 核 心 因 素 ， 因 此 在 高 功 率 组 件 开 发 上 ， 应 在 可 行 的 前 提 下 优 先 提 高 组 件电 流 ， 降 低 组 件 电 压 ， 从 而 提 高 每 串 总 功 率 。 16 600W+至 尊 组 件 系 统 BOS优 势 分 析选 取 某 西 部 地 区 项 目 ， 容 量 100MW， 天 合 至 尊 组 件 与 市 场 其 它 组 件 的 BOS进 行 对 比 。采 用 1500V集 中 式 逆 变 器 ， 容 配 比 1.2， 固 定 支 架 ， 双 面 双 玻 普 遍 使 用 的 四 排 横 装 方 式 。支 架 汇 流 箱 等支 架 基 础 线 缆 安 装 工 程 组 件 数 量 组 件 类 型 行 业 其 它 组 件 天 合 至 尊 组 件 差 异 功 率 （ W） 585 600BOS（ ￥ /W） 支 架 0.377 0.32 -0.057支 架 基 础 0.085 0.071 -0.014电 缆 0.051 0.047 -0.004汇 流 箱 等 0.016 0.011 -0.005安 装 0.15 0.14 -0.01总 计 0.89 0.81 0.08LCOE（ ￥ /W） A B-15% -16%-8% -31%-6%-7% © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 17Trina Solar Confidential Public/公 开 Ø Project location： Heilongjiang Qiqihar/Project volume ： 100MW ~10%5%2%至 尊 组 件 的 价 值 ： ① 至 尊 组 件 降 低 终 端 客 户 初 始 投 资 成 本 6-8% © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 18 至 尊 组 件 的 价 值 ： ② 降 低 上 游 制 造 成 本 5-10% ~12%~2% 211mm156.75圆 角 M2 223mm158.75方 角 223mm166圆 角 M6 295mm M12方 角5.35W 5.69W 6.25W 10W © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 19 至 尊 组 件 价 值 ： ③ 可 额 外 增 加 发 电 量 0.08-2.15%至 尊 组 件 具 有 优 异 的 低 辐 照 性 能 和 温 度 系 数 ， 这 可 以 给 光 伏 系 统 带 来 额 外 的 发 电 量 收 益 。 我 们 按 照 不 同 的 地 点 ， 分 别 模拟 了 组 件 性 能 对 于 发 电 量 的 影 响 在 三 个 典 型 城 市 模 拟 的 结 果 中 ， 得 益 于 较 小 的 光 学 损 失 ， 和 优 异 的 温 度 系 数 ， 天 合 光 能 500W组 件 的 综 合 发 电 量 高 于竞 品 组 件 约 0.08%~2.15%。 由 此 可 见 ， 选 用 天 合 光 能 500 - 600W组 件 ， 将 给 电 站 项 目 带 来 额 外 发 电 量 收 益 。 Ø 对 比 组 件 ： 410W竞 品 组 件 、 450W竞 品 组 件 、 500W组 件Ø 安 装 方 式 ： 固 定 支 架 ， 双 排 竖 装+2.07% +2.15% +1.51% +1.7% +1.4% +1.9% © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 20 硅 片 尺 寸 发 展 趋 势 _ITRPV2020： 硅 片 尺 寸 变 大 是 行 业 趋 势 p 硅 片 尺 寸 持 续 变 大 是 行 业 趋 势• M2（ 156.75mm） 正 在 加 速 退 出 p 2020是 210mm硅 片 发 展 元 年• 目 前 看 来 ， 其 发 展 速 度 会 超 过 预 期 © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 21p 为 满 足 未 来 需 求 ， 还 需 大 量 新 建 产 能 ， 以 210为 基 础 将 节 省 大 量 投 资 (7GW@210 Vs 4GW@158)并 降 低 加 工 成 本 未 来 市 场 预 估 ： 至 尊 组 件 未 来 发 展 空 间 巨 大 © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 22 2020-2030功 率 路 线 展 望 © 2017 Trina Solar. All rights reserved. CONFIDENTIAL. 23