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IBC電池技術(shù),為何沒(méi)有成為光伏行業(yè)主流?

來(lái)源:全球起重機(jī)械網(wǎng)??人氣:3454
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 近來(lái),TCL中環(huán)宣布以2億美元認(rèn)購(gòu)參股公司MAXN的可轉(zhuǎn)債,以用于支撐其依據(jù)IBC電池技能的Maxeon7系列產(chǎn)品研制。在發(fā)布公告后的第一個(gè)交易日,TCL中環(huán)的股價(jià)強(qiáng)勢(shì)漲停。而同樣是選用IBC電池技能的愛(ài)旭股份,跟著ABC電池行將量產(chǎn),自4月27日以來(lái)股價(jià)漲幅已超4倍。

跟著光伏職業(yè)逐步進(jìn)入N型年代,以TOPCon、HJT、IBC為代表的N型電池技能成為了企業(yè)爭(zhēng)相布局的焦點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯現(xiàn),TOPCon現(xiàn)有產(chǎn)能54GW,在建及規(guī)劃產(chǎn)能146GW;HJT現(xiàn)有產(chǎn)能7GW,在建及規(guī)劃產(chǎn)能180GW。

不過(guò),比較于TOPCon和HJT,IBC的擁簇卻并不多,僅有TCL中環(huán)、愛(ài)旭股份、隆基綠能等戔戔幾家企業(yè),現(xiàn)有、在建及規(guī)劃產(chǎn)能規(guī)劃合計(jì)不超過(guò)30GW。要知道,具有近40年開(kāi)展史的IBC早已完成了商業(yè)化落地,出產(chǎn)工藝現(xiàn)已開(kāi)展老練,且功率與本錢均具有必定優(yōu)勢(shì)。那么,究竟是何種原因?qū)е翴BC沒(méi)有成為職業(yè)的干流技能道路?

轉(zhuǎn)化功率更高、外形漂亮且具備經(jīng)濟(jì)性的渠道型技能

材料顯現(xiàn),IBC是一種背結(jié)背接觸的光伏電池結(jié)構(gòu),由SunPower首次提出,距今已有近40年前史。其正面選用SiNx/SiOx雙層減反鈍化薄膜,無(wú)金屬柵線;而發(fā)射極、背場(chǎng)以及對(duì)應(yīng)的正負(fù)金屬電極呈叉指狀集成在電池反面。因?yàn)檎鏇](méi)有柵線遮擋,因此可以最大極限的使用入射光,增加有用發(fā)光面積,減少光學(xué)丟失,繼而到達(dá)進(jìn)步光電轉(zhuǎn)化功率的目的。

數(shù)據(jù)顯現(xiàn),IBC的理論轉(zhuǎn)化功率極限為29.1%,高于TOPCon和HJT的28.7%和28.5%?,F(xiàn)在,MAXN最新的IBC電池技能的均勻量產(chǎn)轉(zhuǎn)化功率現(xiàn)已到達(dá)25%以上,新產(chǎn)品Maxeon7有望進(jìn)步至26%以上;愛(ài)旭股份的ABC電池均勻轉(zhuǎn)化功率估計(jì)可以到達(dá)25.5%,實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)化功率更是高達(dá)26.1%。而比照企業(yè)披露的TOPCon和HJT的均勻量產(chǎn)轉(zhuǎn)化功率,一般在24%-25%之間。

受益于單面結(jié)構(gòu),IBC還可以與TOPCon、HJT、鈣鈦礦等電池技能疊加,構(gòu)成轉(zhuǎn)化功率更高的TBC、HBC以及PSCIBC,因此也被譽(yù)為是一項(xiàng)“渠道技能”。現(xiàn)在,TBC和HBC的實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)化功率現(xiàn)已到達(dá)26.1%和26.7%。而依據(jù)國(guó)外某研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的PSCIBC電池性能模擬仿真成果顯現(xiàn),在25%光電轉(zhuǎn)化功率正面制絨的IBC底電池上制備的3-T結(jié)構(gòu)PSCIBC轉(zhuǎn)化功率高達(dá)35.2%。

在極限轉(zhuǎn)化功率更高的一起,IBC也具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。依據(jù)業(yè)界專家的測(cè)算,現(xiàn)在TOPCon和HJT的單W本錢較PERC高0.04-0.05元/W和0.2元/W,而完全把握IBC出產(chǎn)工藝的企業(yè),本錢可以做到與PERC相等。與HJT類似的是,IBC的設(shè)備投資額相對(duì)較高,到達(dá)3億元/GW左右。不過(guò),受益于低銀耗的特性,IBC的單W本錢更低。值得一提的是,愛(ài)旭股份的ABC現(xiàn)已完成了無(wú)銀技能。

此外,IBC因?yàn)檎鏌o(wú)柵線遮擋,外形較為漂亮,更適用于戶用場(chǎng)景以及BIPV等分布式商場(chǎng)。尤其是面臨價(jià)格敏感度更低的戶用商場(chǎng),顧客十分樂(lè)意為漂亮的外形支付必定的溢價(jià)。比如在部分歐洲國(guó)家戶用商場(chǎng)十分熱銷的黑組件,因?yàn)榕c深色房頂調(diào)配更為漂亮,因此相較于常規(guī)PERC組件獲得了更高的溢價(jià)水平。不過(guò),黑組件因?yàn)橹苽涔に嚨膯?wèn)題,其轉(zhuǎn)化功率要低于PERC組件,而“天生麗質(zhì)”的IBC則不會(huì)產(chǎn)生這樣的問(wèn)題,其在外形漂亮的一起,轉(zhuǎn)化功率也更高,因此使用場(chǎng)景更為廣泛、產(chǎn)品溢價(jià)才能更強(qiáng)。

出產(chǎn)工藝?yán)暇殻寄茈y度高

已然IBC在轉(zhuǎn)化功率更高的一起,也具備經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì),那么為何布局IBC的企業(yè)卻少之又少?前述中曾說(shuō)到,只要完全把握IBC出產(chǎn)工藝的企業(yè),本錢才可以與PERC基本相等。因此,雜亂的出產(chǎn)工藝,尤其是存在較多類半導(dǎo)體工藝,是導(dǎo)致其“擁簇”較少的中心原因。

從傳統(tǒng)意義上講,IBC主要有三種工藝道路:一是以SunPower為代表的經(jīng)典IBC工藝,二是以ISFH為代表的POLO-IBC工藝(TBC與其同宗同源),三是以Kaneka為代表的HBC工藝。而愛(ài)旭股份的ABC技能道路,則可以看做是第四種工藝道路。

從出產(chǎn)工藝?yán)暇毝葋?lái)看,經(jīng)典IBC早已完成大規(guī)劃量產(chǎn),數(shù)據(jù)顯現(xiàn)SunPower已累計(jì)出貨35億片;ABC將于本年三季度完成6.5GW的量產(chǎn)規(guī)劃,愛(ài)旭股份也正式發(fā)布了依據(jù)該技能的“黑洞”系列組件。相對(duì)而言,TBC、HBC的技能不行老練,完成商業(yè)化落地尚需時(shí)日。

詳細(xì)到出產(chǎn)工藝上,IBC與PERC、TOPCon、HJT比較主要改變?cè)谟诒畴姌O的構(gòu)型上,即構(gòu)成叉指狀的p+區(qū)和n+區(qū),其也是影響電池性能的關(guān)鍵。在經(jīng)典IBC的出產(chǎn)進(jìn)程中,背電極的構(gòu)型主要有絲網(wǎng)印刷、激光刻蝕、離子注入三種辦法,由此也產(chǎn)生了三種不同的子道路,每種子道路所對(duì)應(yīng)的工序多達(dá)14步、12步和9步。

材料顯現(xiàn),工藝?yán)暇毜慕z網(wǎng)印刷盡管外表看起來(lái)工藝簡(jiǎn)單,具有顯著的本錢優(yōu)勢(shì)。不過(guò),因?yàn)槠浜?jiǎn)單構(gòu)成電池外表缺點(diǎn),摻雜作用難以操控,需要經(jīng)過(guò)屢次絲網(wǎng)印刷和精確的對(duì)準(zhǔn)工藝,因此增加了工藝難度以及出產(chǎn)本錢。激光刻蝕具有復(fù)合低、摻雜類型可控等優(yōu)點(diǎn),但工藝進(jìn)程雜亂,工藝難度大。離子注入具有操控精度高、擴(kuò)散均勻性好等特色,但其設(shè)備貴重,且簡(jiǎn)單構(gòu)成晶格損傷。

參閱愛(ài)旭股份的ABC出產(chǎn)工藝,其主要選用了激光刻蝕的辦法,出產(chǎn)工序多達(dá)14步。依據(jù)公司在業(yè)績(jī)交流會(huì)上披露的數(shù)據(jù),ABC的量產(chǎn)良率僅為95%,顯著低于PERC和HJT的98%以上。要知道,愛(ài)旭股份是專業(yè)化的電池片廠商,具有極為深厚的技能積淀,出貨量常年穩(wěn)居全球第二。由此也直接印證了,IBC出產(chǎn)工藝的難度之高。

TOPCon、HJT的下一代技能道路之一

盡管IBC的出產(chǎn)工藝難度較高,但其渠道型的技能特征疊加更高的轉(zhuǎn)化功率極限,可以有用延長(zhǎng)技能生命周期,在保持企業(yè)商場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一起,亦可下降技能迭代所帶來(lái)的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。尤其是與TOPCon、HJT、鈣鈦礦疊加構(gòu)成轉(zhuǎn)化功率更高的疊層電池,更是被業(yè)界一致認(rèn)為是未來(lái)的干流技能道路之一。因此,IBC大概率會(huì)成為當(dāng)下TOPCon和HJT陣營(yíng)的下一代技能道路之一。現(xiàn)在,已有多家企業(yè)披露正在進(jìn)行相關(guān)的技能研究。

詳細(xì)而言,由TOPCon和IBC疊加構(gòu)成的TBC,將POLO技能用于正面無(wú)遮擋的IBC,在不丟失電流的基礎(chǔ)上進(jìn)步鈍化作用和開(kāi)路電壓,繼而進(jìn)步光電轉(zhuǎn)化功率。TBC具有穩(wěn)定性好、選擇性鈍化接觸優(yōu)異以及與IBC技能兼容性高等優(yōu)勢(shì)。其出產(chǎn)工藝技能難點(diǎn)在于反面電極阻隔、多晶硅鈍化質(zhì)量的均勻性以及與IBC工藝道路的集成等。

由HJT與IBC疊加構(gòu)成的HBC,其前外表無(wú)電極遮擋,選用減反射層替代TCO,在短波長(zhǎng)范圍內(nèi)光學(xué)丟失更少,本錢更低。HBC因?yàn)殁g化作用更好、溫度系數(shù)更低,在電池端轉(zhuǎn)化功率優(yōu)勢(shì)明顯一起,在組件端的發(fā)電量也更高。不過(guò),IBC嚴(yán)格的電極阻隔、制程雜亂及工藝窗口窄等出產(chǎn)工藝問(wèn)題依然是阻止其產(chǎn)業(yè)化的難點(diǎn)。

由鈣鈦礦和IBC疊加構(gòu)成的PSCIBC,可以完成吸收光譜互補(bǔ),繼而經(jīng)過(guò)提升太陽(yáng)光譜的使用率來(lái)進(jìn)步光電轉(zhuǎn)化功率。盡管從理論上講PSCIBC的極限轉(zhuǎn)化功率更高,但在疊加后對(duì)晶硅電池產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響以及出產(chǎn)工藝對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)線的兼容程度,是制約其開(kāi)展的重要因素之一。

引領(lǐng)光伏職業(yè)的“顏值經(jīng)濟(jì)”

從使用層面來(lái)看,跟著全球范圍內(nèi)分布式商場(chǎng)的迸發(fā),具有更高轉(zhuǎn)化功率、顏值更高的IBC組件產(chǎn)品具有寬廣的開(kāi)展前景。尤其是其高顏值特性,可以滿足顧客關(guān)于“美”的追求,有望獲得必定的產(chǎn)品溢價(jià)。參閱家電職業(yè),“顏值經(jīng)濟(jì)”成為疫情前商場(chǎng)增長(zhǎng)的中心驅(qū)動(dòng)力,而那些僅僅注重產(chǎn)品質(zhì)量的企業(yè),卻逐漸被顧客所拋棄。此外,IBC也十分合適BIPV,這將成為其間長(zhǎng)期內(nèi)的潛在增長(zhǎng)點(diǎn)。

就商場(chǎng)格式而言,現(xiàn)在IBC范疇僅有TCL中環(huán)(MAXN)、隆基綠能和愛(ài)旭股份等少量玩家,而分布式的商場(chǎng)份額,則現(xiàn)已占到了全體光伏商場(chǎng)的一半以上。尤其是跟著價(jià)格敏感度更低的歐洲戶用光儲(chǔ)商場(chǎng)的全面迸發(fā),高功率、高顏值的IBC組件產(chǎn)品,大概率會(huì)受到顧客的熱捧。索比光伏財(cái)經(jīng)

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