【CITPV】双面电池及组件技术发展历程及未来展望

p11宋 登 元 博 士光 伏 材 料 与 技 术 国 家 重 点 实 验 室 主 任英 利 绿 色 能 源 首 席 技 术 官2019.9.6 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; 杭 州 双面电池及组件技术发展历程及未来展望2018 CITPV 光 伏 技 术 论 坛 2 2 汇报内容 双面技术发展及趋势1 英利高效双面电池10年发展2 产业化双面技术PERC3 产业化双面技术HJT4 双面组件测试技术5 3 3 分 隔 页 标 题 文 字 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; Presentation Title一、双面技术发展及趋势 4 4 什么是双面电池N型硅双面电池 P型硅双面电池 l 双面电池的正面和背面都能接收太阳光，电池发电量提升l N型硅双面电池发射极是硼扩散，背场是磷扩散l P型硅双面电池发射极是磷扩散，背场是硼扩散 5 5 双面电池成为主流光伏技术条件成本要素材料；设备；工艺 电 池 制 备 成 本铝 背 电 极P铝 背 场P型 Si衬 底N磷 掺 杂 发 射 极绒 面SiNx减 反 射 膜丝 网 印 刷 银 电 极 硅 衬 底硅 衬 底硅 衬 底BSF PERC HIT IBC IBCHITN-SiN-SiN-SiN-SiP-SiP-SiEfficiency 0.11/Wp 0.50/WpPERT0.20/Wp 双 面252024232221 6 6 u 采用双面电池制作的双面组件，由于背面也可以发电，相比单面电池组件， 单片组件总功率有明显的提升u 电站的单位面积装机提升，成本下降，最高增益最高可达30以上u 双面电池技术成为光伏技术发展必然趋势 国际光伏技术路线图（ITRPV）不同硅电池市场份额趋势图 国际光伏技术路线图（ITRPV）双面电池市场份额趋势图 双面电池技术成为发展必然趋势 7 7 分 隔 页 标 题 文 字 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; Presentation Title二、英利高效双面技术10年发展 8 8开始研发N-型硅双面电池，命名为熊猫项目，电池效率达到18 。熊猫电池第一条100MW/年生产线生产，效率为18.5.熊猫电池产能达到300MW，效率为20.30，占领美国、日本市场“N型双面电池抗PID技术研究”获得国家863项目支持，电池效率达到 20.5. 产能到达600MW，电池效率达到21.52.获得行业首个双面发电认证（CGC鉴衡）电池效率达21.8首个国家光伏领跑者50MW熊猫电池项目获得最高21的发电增益该项技术荣获国家能源科技进步二等奖获得莱茵TUV双面发电认证、UL双面发电认证，均为国际首个，电池效率达22.81英利双面技术十年双面技术的领导者承担国家双面电池重点专项，电池效率将达24 9 9PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL N型硅与P型硅N-Si高载流子寿命 l 在光照下，掺B的P-Si中形成B-O复合体成为少数载流子陷阱,使少数载流子寿命大幅度降低，但掺Al、Ga、In的P-Si不会出现这种现象l CZ硅氧含量在10171018（atoms/cm3，FZ单晶硅和铸锭多晶硅中有较低的氧含量 nbsp; nbsp;掺B的P-Si电池会出现效率衰减现象，N-Si可以避免电池效率衰减B-O对 1010 熊猫电池是PERT电池（钝化发射极背面全扩散）技术具有少子寿命高，无LID衰减等优点，双面因子 ≈ 90-95，效率22.5。 l 利用N型硅的材料优势l 电池结构简单，易于产业化l 成本低，兼容现有生产线 英利N-型硅熊猫电池组件 英利N型双面电池效率进展 1111 Fraunhofer ISE TOPcon电池结构示意图 英利Panda-TOPcon电池结构示意图n-Si 隧穿氧化层 n 多晶硅ARC SiNxp AgAg ARC SiNxp4cm2 Fz 硅片p选择性发射极p氧化铝钝化p叠层减反射膜p金属化蒸镀技术p单面电池 25.7 p244cm2 Cz 硅片p均匀发射极p氧化硅氮化硅钝化p单层减反射膜p丝网印刷金属化p双面电池实验室 量产 TOPCon电池－英利Panda-TOPCon电池 1212 分 隔 页 标 题 文 字 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; Presentation Title三、产业化双面技术PERC 1313 PERC电池概述 2018年底全球PERC电池产能达到30-40GW，主要为单晶PERC电池。 2020年预计PERC电池市场占有率将达到50 相对于常规P型电池，P-PERC电池的优势 显著降低背表面复合电流密度，提高电池开路电压 形成良好的背表面内反射机制，增加光吸收几率，提高电池短路电流 双面PERC电池可以双面发电，双面因子约为65-80 1414 双面PERC电池单面PERC电池双面因子 0 双面因子 ≈ 65-80PERC双面电池 1515 分 隔 页 标 题 文 字 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; Presentation Title四、产业化双面电池HJT 1616 HJT异质结双面电池HIT异质结双面电池技术是一种利用晶体硅与非晶硅薄膜制成的太阳能电池。Panasonic实验室电池效率达到25.2，量产效率达到22-23以上，HIT双面率90-95HIT电池优势 电池结构简单，工艺流程短 开压高 750mV 温度系数低（-0.22/℃） 可双面发电（双面率90） 柔韧性好，可制备柔性组件 HIT 电池障碍 设备昂贵，投资成本高 工艺窗口窄，界面控制要求极高 低温金属化技术AKT PECVD 1717 HJT电池工艺过程 1818 分 隔 页 标 题 文 字 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; Presentation Title五、双面组件测试技术 1919 双面同步照射法 英利SEMI 5661t1-t2单 独 测 试 正 面 t2-t3同 时 测 试 正 背 面 t3-t4单 独 测 试 背 面测试流程 A. 单独正面光源闪光模式，使用标准组件标定正面 光源辐照度；B. 单独背面光源闪光模式，使用标准组件标定背面光源辐照度；C. 双面闪光测试模式，采集待测双面组件3条IV曲线，并计算各条件下电性能参数。 2020 双面同步照射法 英利SEMI 5661 暗室双面组件遮光材料短时间闪光获取正面/背面/双 面三条I-V曲线q 双面打光测试系统下光源采用单面组件测试光源系统 2121 正面光强补偿法 IEC60904-1-21. STC条件下正面校正模拟仪后，单独测试样品正背面电参数，然后计算三种双面系数, 光强补偿系数取短路电流双面系数、和功率双面系数中较小值测试步骤2. 按照公式（1）计算正面补偿光强，然后 在背面遮挡情况下按照补偿光强测试得到综合双面组件电参数，其中背面光强分别取GR1100 W⋅ m–2 和 GR2200 W⋅ m–2 公式（1） 2222 公式推导法（英利中国光伏行业协会团标标准）1. STC条件下正面校正模拟仪后，分别单独测试样品正背面电参数，然后计算正面综合电参数, 光强补偿系数取短路电流双面系数测试步骤双面发电光伏组件电流增益率R α-反射系数，与组件运行条件有关，包括地理位置、光照条件、地面/水面条件、组件安装方式和角度、时间/季节等。本标准根据适合于双面发电光伏组件应用的双面标准测试条件，实验室模拟测试及实证数据，统一取值0.12. 给出下列公式分别进行计算，其中BSTC测试条件正面直射光1000W/m2、背面散射光100W/m2, AM1.5光谱，25℃； 2323 谢 谢 大 家 的 聆 听 /p