《光伏技术进入迭代活跃期》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2024-08-08
  • 光伏产业步入新一轮技术创新活跃期。

    日前,中国光伏行业协会名誉理事长王勃华在回顾今年上半年光伏产业技术发展情况时指出,我国光伏产业在制造端技术方面实现了较快迭代和发展。“光伏技术创新十分活跃,不管是太阳能电池端,还是组件端,新技术层出不穷,都起到了降本增效的作用。”

    分析机构集邦咨询旗下新能源研究机构EnergyTrend认为,技术演进为降本增效提供新路径。随着N型产品量产再加速,产业链各环节都纷纷围绕着N型产能的落地做出新布局,各家对技术路线的选择趋势也更为确定。长期来看,降本增效的终极目标会驱动技术发展,后续技术发展将在此目标上进一步实现多种先进技术叠加、设备降本、效率突破、成本进一步降低等,未来潜力巨大。

    新产品层出不穷

    “比如LECO/LIF技术(一种促进金属和硅之间电子传输的技术,可提升太阳能电池转换效率)现在已经逐步取代激光SE技术成为TOPCon产能标配;少银化/无银化方面,银包铜、铜电镀等技术也在进一步推广。此外,栅线(光伏组件上分布的横竖线条,负责电流传导)也是如今行业内关注的重点,SMBB(超多主栅)、0BB(无主栅)技术在太阳能电池和组件端推广应用,促进光伏产品降本增效。”王勃华列举了一系列光伏技术进步方向,他认为,随着新产能快速释放,各项技术市场格局不断重塑。

    在行业咨询公司InfoLink Consulting太阳能分析师杜加恩看来,随着全球市场对太阳能电池效率愈发重视,P型太阳能电池转换效率已达瓶颈,电池技术的迭代势在必行。截至2023年底,在高效电池三大主流技术中,TOPCon规划产能超过1700吉瓦,落地产能约600吉瓦以上;异质结总规划产能约391吉瓦,落地产能约50吉瓦;BC规划产能约159吉瓦,落地产能约44吉瓦。

    王勃华也特别提及BC技术:“在所有技术路线中,发展最快的是BC和钙钛矿技术。BC技术方面,除了龙头企业主推外,多家企业都将其视为一种技术储备,还推出了相关产品。钙钛矿和钙钛矿叠层电池实验室效率也实现了提升。”

    今年国内外光伏展会上,P型产品已难见踪影,BC、TOPCon、异质结、钙钛矿产品成为标配。中银证券表示,隆基绿能、爱旭股份均推出了BC技术新品,TCL中环、晶科能源、钧达股份、晶澳科技、天合光能等多家光伏企业也已有BC技术相关储备。

    平台技术受关注

    新技术百花齐放,市场争奇斗艳。光伏产业从不缺乏创新,技术之间的竞争也从未停止。但随着新一轮技术迭代高潮的出现,各方对不同技术的评价毁誉不一,企业间技术路线之争愈演愈烈。

    有分析机构指出,由于P型产能可转换为TOPCon产能,相关技术和设备发展较为成熟。另有券商分析,龙头企业纷纷押宝BC技术,将带动上下游供应链快速导入。

    实际上,上述两种技术并不是直接竞争关系。上海交通大学太阳能研究所所长沈文忠指出,BC技术的最大优势在于其是一种平台技术,可以“嫁接”其他任何技术,促进太阳能电池效率提升。不管是TOPCon,还是异质结,都可以与BC技术相结合发展。

    隆基分布式业务全球市场负责人霍焱介绍:“BC技术即背接触技术。光伏发电的原理是光激活硅原子中的电子,电子产生位移,电流通过横竖分布在组件中的栅线引导出来。栅线虽然肉眼看着很细,但仍然会对阳光形成遮挡,而BC技术将正面的栅线移至背面,增加了2.27%的光线吸收。”

    国家太阳能光伏产品质量检验检测中心副主任朱晓岗给出了一组数据:2023年9月至2024年3月,银川户外实证基地对隆基绿能Hi-MO X6极智家(防积灰设计)组件进行了7个月的发电测试,相比常规组件,该组件月度相对增益达2.84%,最高月相对增益达5.4%,最高日增益达10%以上。“该组件的独特设计可以让积灰随雨、雪自然滑落,有效防止积灰积雪,提升特殊极端天气下的单瓦发电量。”

    朱晓岗说:“我们还基于IEC TS 63556标准对隆基绿能BC组件进行了验证测试,其衰减值保持在2%左右,远低于其他TOPCon产品。”

    应用场景需区分

    王勃华提出,随着市场逐渐发展成熟,组件端方面的创新则体现在应用场景更加细分且多元化。“企业针对不同环境推出了不同的产品,比如,滩涂场景下的抗盐雾技术、防腐蚀技术,沙戈荒场景下的防积灰技术、防风技术等。”

    朱晓岗认为,针对不同组件产品,除了电池技术路线外,其表现与封装技术、所处环境、应用场景、安装方式及电站类型等均有关系,应该具体问题具体分析,摒弃片面看待一个产品表现的逻辑,而是从全局角度出发,选择适合的产品。

    霍焱表示:“BC技术产品特别适合分布式场景。由于建筑特点和安装环境,分布式光伏电站的组件倾角不会很高,背面发电微乎其微。技术创新对应的是市场需求。”

    沈文忠也强调,不同技术路线的选择要看具体应用场景,BC技术产品在分布式场景下拥有更大优势。

    “自去年9月宣布BC技术战略至今,公司BC组件全球已出货超过10吉瓦。”隆基绿能分布式业务中国区总裁牛燕燕指出,“2025年将迎来BC技术爆发期。到2025年底,我们一代BC技术产品的产能将达到20吉瓦,二代BC技术产品产能达50吉瓦。光伏产业正处于发展的最好时期,也是技术迭代的快速发展期。新产品一定要从客户需求出发,最根本的逻辑是在有限的面积之上安装更多的高功率组件,提升发电量。”

  • 原文来源:https://www.nengyuanjie.net/article/95969.html
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    • 过去一年,在技术迭代的推动下,光伏产业从制造端到应用端正全速前进。 记者获悉,1月26日,国家能源局发布的2023年全球电力工业统计数据显示,2023年全国新增光伏装机达216.88GW,同比增长148.12%,近乎是此前四年的总和。 同时,光伏制造产能在过去一年狂飙突进,2023年底,中国光伏组件产能或已超850GW。行业发展也进入了新一轮产业周期,在产业链各环节,n型技术和产品都在加速替代p型。据中国有色金属工业协会硅业分会的统计,仅在硅片环节,n型硅片产能的占比就已达到60%-80%。 中国光伏装机持续放量、光伏制造产业飞速发展,可以说是由中国企业家的创新精神推动的。日前,长三角太阳能光伏技术创新中心主任沈辉在接受华夏能源网采访时表示,是中国企业加快了光伏技术迭代的周期,让光伏的产业化加速发展起来。 在产业界的共同努力下,各类新型电池技术都在飞速发展中。其中,此前默默无闻的BC类产品,在去年成为产业热门。凭借不断的技术创新, BC电池及组件产品,目前已颇受市场认可,正在朝着n型新一代技术中的全新主流方向迈进。 BC技术站上“C位” BC电池,即全背电极接触晶硅光伏电池,与TOPCon、SHJ(硅异质结)一起,并称n型电池三大技术路线。“后PERC”时代,三者中谁能取代PERC成为主流,一直是市场争论焦点。而此前,BC类电池受限于技术难度、成本不受控等因素,相对较为“小众”,大量押注BC技术的只有爱旭股份(SH:600732)、隆基绿能(SH:601012)等少数企业。 但随着爱旭、隆基等企业吹响BC技术冲锋的号角,受益于持续的技术创新与突破,以及渐成规模的产业链配套,BC技术已摆脱“小众工艺”的标签,成为推动n型技术升级迭代的重要力量。 “从光学层面上来看,BC电池是最完美的。”沈辉向华夏能源网表示,由于将电极放在了背面,可以最大限度地受光,因此从光的利用方面来说,BC技术有着独一无二的优势,是光伏技术重要的发展方向之一。 由于BC电池的正面无栅线遮挡,其光电转换效率更高。此前,曾有业内专家向华夏能源网表示,BC电池的效率与相对应(正背面接触)电池结构相比,可以提升0.5%-1.0%。 同样,由于正面无栅线,极大提高了组件的美观性。其他晶硅光伏组件,基本是以白色条框分割出一块块蓝色色块,在使用中无法与建筑和周边环境融为一体。而BC组件可以设计为纯色,更具简约美感。也因此,BC组件深受分布式光伏的青睐。 但是,BC类产品在产业化方面面临的挑战也非常巨大。 一方面,BC电池的制作工艺相对更复杂,对硅片少子寿命要求高、技术难度大、制程工艺长、对材料的要求高、成本难控制。 另一方面,双面率偏低,使得BC电池很难满足集中式场景的发电转换效率要求。大型电站等集中式场景更希望有较高的双面率,PERC的双面率约65%,TOPCon的双面率约80%,SHJ双面率85%-90%。但是,BC所有栅线都在背面,双面率普遍较低,有待通过创新技术进一步突破。 此外,银浆等材料的使用,使得BC制备成本难以下降,并且,行业内大规模生产制造BC电池时间尚短,相关产业链配套尚未齐全,难以形成规模效应。这也制约着BC电池成本的下降。 ABC引领技术突破 虽然BC技术面临诸多挑战,但可喜的是,通过对技术创新的不懈追求,爱旭股份等先锋企业已经取得众多关键性技术突破,使BC类产品竞争力日盛一日。 其中最值得一提的是在ABC技术路线上的突破。ABC(All Back Contact)电池由爱旭自主研发,是一种基于n型衬底硅片技术的BC类电池结构。目前,ABC产品已取得了六大技术突破。 一是新一代ABC硅片技术。 爱旭开发的新一代硅片技术——轻掺杂超导磁控直拉法(LD-MCZ),突破了电阻率控制和断线控制两大挑战,生产出来的硅片氧浓度在10ppma以下,少子寿命在10000以上。这种高阻低氧的高质量硅片,为晶硅电池向上突破到27%以上的量产转换效率打开了通道。 二是超快激光图形化技术。 BC技术的一大难点是图形化。爱旭首创的超快激光图形法技术,通过飞秒、皮秒、亚皮秒超快激光一步法完成加工,精度准、效率高,实现了电池产品的低成本、高产能和高良率,也适合大规模量产。 三是无银化金属涂布技术。 减少银浆的消耗,一直是光伏行业面临的技术难题。爱旭独辟蹊径,首创了无银金属栅线涂布技术,通过电化学及化学手段镀铜、镍、锡,带来充沛且更易获取的原材料,并在10GW规模的生产线上取得了全面超越印刷银浆的工艺效果。 四是高可靠0BB串焊技术。 爱旭开发出的高可靠0BB串焊技术,让铜焊带与细栅线通过焊接实现合金化,提高了组件的可靠性,降低了封装损失。这一串焊技术成功解决了金属栅线的过焊、虚焊、载流子渡越时间和电流收集路径过长,以及众多交错重叠导致的短路与漏电等问题。 五是双面率达到70%。 BC技术此前被行业认为双面率偏低,只适合单面发电。但爱旭在去年12月发布的新款ABC组件,却将双面率提高到70%。爱旭结合最新的电池精细图形化设计技术与独创的0BB组件整版串焊技术,使得电学及光学的优化设计不再相互冲突,彻底扭转了BC组件背面不发电或发电贡献极小的困境。 六是ABC组件的可靠性提升。 爱旭在提升ABC组件品质方面也下足功夫。通过电池硅基体全钝化、非烧穿无银金属化技术,提升了电池的可靠性;通过“一”字型焊接技术,提升了组件的可靠性;通过防阴影设计、全面积受光和全钝化的电池结构等,提升了ABC电池及组件的抗衰减和耐候性,ABC组件的首年衰减≤1%,后续年度衰减≤0.35%,在整个生命周期内ABC组件产品相对于PERC产品可多发15%以上的电。 ABC产品备受市场认可 光伏企业凭借什么来穿越产能过剩的周期,无疑是当下行业关注焦点。业内人士认为“先进产能永不过剩”,沈辉教授也表示,“光伏寒冬”是一个优胜劣汰的过程,先进的产能可以借此机会发展起来。 n型技术,尤其是其中的ABC电池,无疑就是这样的先进产能,它已经表现出了旺盛的生命力。 ABC技术的拥有者爱旭股份,成立于2009年,是全球领先的新能源科技企业,聚焦光伏发电领域,为客户提供太阳能电池、组件及光储用一体化全场景解决方案。爱旭目前拥有广东佛山、浙江义乌、天津、广东珠海、山东济南五大生产基地。 爱旭的ABC产能目前正在稳步推进中。去年年底,爱旭珠海基地10GW ABC电池及组件产能整体实现达产,ABC电池平均量产转换效率已经达26.8%以上。爱旭义乌基地15GW ABC电池及组件产能已进入试生产阶段。 行业激荡,唯强者方能坚守。在光伏产能过剩之际,爱旭扩产的底气,正是源于其持续的技术创新,已获得了市场的认可。 此前,由于高效率、美观性等优势,爱旭的ABC组件在欧洲、日本、韩国等海外分布式市场已颇受欢迎。仅在欧洲,爱旭的ABC组件销售网络就已覆盖英国、德国、荷兰、波兰、罗马尼亚、捷克共和国、匈牙利、立陶宛、拉脱维亚、爱沙尼亚以及巴尔干等国。就在1月份,爱旭又与波兰知名光伏分销商INSELL签署了一项协议,将在3年内向其供应200MW高双面率ABC组件。 而随着技术突破,双面率大幅提升至70%,ABC组件不再局限于分布式场景,爱旭也随之调整了市场策略。 日前,爱旭透露,2024年的市场开拓重点将放在中国。1月16日,爱旭与天津能源投资集团签署了2.5GW ABC组件战略合作协议,双方将在项目开发、产品供应及一体化解决方案等领域开展深度合作。协议的签署标志着爱旭开始大举进军国内集中式及分布式场景业务。 学界人士也对ABC也充满期待。沈辉表示,“希望爱旭能坚定地、大踏步地向前走,尤其在BC技术方面,能在国际上率先做出表率,带动大家朝着一个方向前进。” 随着爱旭在集中式、分布式场景的全面发力,2024年,预计ABC组件市场份额将迅速扩大,有望再为光伏技术迭代踩下“油门”。
  • 《光伏技术迭代升级倒逼计量测试产业发展》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-08-16
    • n型高效电池组件市占率快速提升,不同电池技术多元化发展,给光伏电池效率计量测试能力提出了新要求。 中国光伏行业协会日前表示,近年来,随着我国光伏行业技术快速进步,TOPCon、HJT、xBC等n型高效电池技术推进速度逐步加快,但在技术推进过程中,由于受电池结构和工艺差别、各家测试装置不同、标准电池溯源机构差异、电池电容效应等因素影响,准确测量电池效率的难度增大,各家测试机构数据偏差也较大。 上述背景下,为推动光伏电池效率标定的准确性、科学性、规范性与一致性,促进行业长期良性发展,中国光伏行业协会发布《关于进一步提升光伏电池效率计量测试能力的倡议》(以下简称《倡议》),希望从标准制定、计量测试能力等方面多措并举,打造积极的计量测试环境。 检测标准要适配新技术 在中国计量科学研究院首席计量师熊利民看来,光伏电池及光伏组件技术的进步正倒逼相关测量技术发展创新。 赛迪智库光伏产业形势分析课题组研究结果显示,2024年,随着n型电池规划产能逐步放量,以及下游对于n型电池的市场需求拉动,n型电池的市场占比将快速提升,由2023年的接近25%提升到50%,至2025年将迅速提升至80%,成为电池技术的主流。 随着光伏技术迭代升级,因应用新技术、新材料引发的问题也开始显现,其中技术及标准不统一成为行业关注的焦点。 熊利民以HJT举例说:“作为新兴光伏电池技术,HJT近年来才逐渐实现量产,行业对其性能评估、测试方法等方面的研究尚不充分,致使各检测机构在测试标准上可能存在差异。” 熊利民进一步表示:“比如,为了增加光电转换效率,光伏电池在紫外和红外波段都做了技术增强,这就导致光谱适配度波段范围有变化,相关标准也需要适配。行业亟待推出更精准的检测标准,推动HJT等技术健康、有序发展。” 规范企业电池效率标注 “TOPCon、HJT等新技术产品相继出现,并逐渐形成量产规模,是推动光伏电池效率标定的科学性、规范性与一致性的原因之一。”一位不愿具名的业内人士透露,“有的企业模糊电池效率的表达方式,不告知究竟是实验室效率还是量产效率,也在一定程度上影响了光伏电池效率的准确性。” 6月,中国光伏行业协会召开的光伏电池效率标定问题研讨会提出,要提升倒推光伏电池效率标准的科学合理性。目前,以TOPCon为主的光伏电池测试效率大幅高于入库效率的现象不正常、不规范,不仅会影响国家相关行业管理政策技术指标值的设置,也会影响HJT、xBC等其他技术的效率标定。 为此,中国光伏行业协会呼吁,企业及行业需共同努力,尽快使以TOPCon为主的光伏电池测试效率回归真值,杜绝和抵制不负责任随意提供转换效率世界纪录测试结果的行为。 7月,工信部发布《光伏制造行业规范条件(2024年本)(征求意见稿)》,对光伏制造项目、企业资质与工艺、能耗等多方面做出规范性要求。相较2021年版本,对相关产品技术指标要求有所提高。光伏电池转换效率方面,要求现有n型电池转换效率不低于25%、新建及改建项目电池效率不低于26%。 券商中信建投期货认为,上述政策出台落地后将有助于加强行业格局重构,实现产业高质量发展。而针对光伏电池转换效率方面的要求,则体现了对光伏电池实际检测标准的重视,预计未来相关标准将更加严格,助力光伏电池测试效率回归真值。 持续提升计量公信力 近年来,我国加速推进测量体系建设。2022年,市场监管总局、科技部、工信部、知识产权局联合发布《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》提出,到2035年,计量基准的准确度和稳定性得到大幅提升,数字化量传溯源应用领域不断扩大。部分重点领域测量技术取得重要突破,研制成功一大批国产测量仪器设备,新建计量基准、计量标准核心测量仪器设备基本实现自主可控。 在这一大背景下,中国光伏行业协会持续发力,在《倡议》中提出,加强标准电池的权威溯源能力,可不间断溯源至SI国际单位制,并确保在开展业务及宣传等工作中,对外公布的电池测试效率溯源至SI国际单位制;推动相关测试标准的制修订,加强测试与计量的培训,提升光伏测试与计量技术人员的业务水平。 《倡议》明确,加强不同企业之间电池的比对测试和技术交流,降低测试不确定性,共同维护良好的计量测试环境;提升企业实验室和产线测试设备计量校准能力,保持量产效率测试与标准电池组件的一致性;依托中国光伏行业协会成立技术专家组,当企业待发布的电池测试效率值高于行业认可的权威效率记录表中记录的同类型电池技术效率记录时,由技术专家组至少5位第三方技术专家进行准确性、科学性、合理性论证后再公开发布。 中国光伏行业协会副秘书长江华指出:“检测认证机构处在标准应用与推广的前沿,在进行每一项检测与认证业务时都需要有相应的检测认证规范、实施规则和标准支撑,我们希望进一步加强与检测认证机构的合作。” 熊利民表示:“希望更多企业跟我们一起收集更多的数据,尽快形成相关标准,并推动其成为适应行业发展的标准化技术团标、行标、国标。”