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太阳能技术革命再掀整并潮 谁将是下一个破产者?

作者: 来源: OFweek太阳能光伏网 发表时间: 2014-03-11 已浏览 字号:

 

  自太阳能光伏技术面世以来,人们就一直为它的低转换效率而烦恼。阳光普照,无穷无尽。然而,它更需要人们去主动获取。对于能源的欲望是光伏技术前进的动力,太阳能电池的低成本高效率追求是光伏技术永恒的目标。而对于光伏企业来说,太阳能电池的转换效率和成本控制是生存的根基。太阳能光伏技术的大规模推广应用到如今效果初显,2013年全球光伏装机就已经突破了100GW。然而,伴随着这个辉煌成就,不知有多少光伏企业因此倒下。

  从2008年到现在,全球光伏组件价格已经下降了75%以上。伴随着成本的下降,转换效率却越来越高。根据德国亚琛实验室统计,3年来,光伏组件的转换效率提高了4.9 %。随着时间的推进,光伏技术在各国研究机构和制造商手中注定会不断进步。

  效率是光伏产品的灵魂

  然而,由于经济危机的缘故,太阳能光伏行业经历过一段相当时期的岑寂期。在这段时间里,大量的企业因为技术、经济等各方面的原因惨遭淘汰。而这一段时间,也是太阳能电池技术的稳定成熟时期,晶体硅电池奠定了霸主地位。到2013年数据统计时间截止,太阳能电池产品中,主流晶体硅电池——P型单晶硅电池和多晶硅电池占据了全球92%的市场份额。而该类型的太阳能电池中国生产商也因此奠定了太阳能市场的主要地位。大浪淘沙,在兼并整合大潮下,现如今存活下来的企业都是经过了考验。但这些企业也鳞伤遍体,暗舔伤口。殊不知,如今或许将会有新一轮的洪流在等待着他们!

  在各种经过验证的晶体硅太阳能电池技术中,所谓主流的P型太阳能电池技术因为先发优势走在了前端。但是,当技术走到瓶颈,非主流电池技术获得突破的时候,鹿死谁手,尚未可知。事实上,这一主流之争,现在已经初见端倪。

  因为N型硅片制备的太阳能电池开路电压和填充因子较低,并且长期使用或存放时N型硅片太阳能电池性能会有所退化,而在P型硅片上形成N+发射结比在N型硅片上形成P+发射结在工业化生产上更容易实现。目前主流P型硅太阳能电池转换效率已经可以稳定在18%以上,要想在不增加成本的情况下再提高效率已经非常困难。人们逐渐把眼光转向少数载流子寿命比P型硅高的多的N型硅,并为此展开大量研究投入。到如今,已经有部分企业开始正式投产其N型晶体硅电池,一举击溃P型太阳能电池主导地位。国际光伏技术路线图(ITRPV)预期N型单晶硅太阳电池将从2014年的18%左右提高到2020年的50%左右。

  N型太阳能电池技术有哪些?

  N型硅太阳能电池有很多种类,除了可以把发射结坐在正面、背面和双面外,还可以做成SE、EWT、PERL、MWT和HIT等结构。早期的N型硅太阳能电池归纳起来,有如下几大种类。

  1、PCC太阳能电池

  点接触电池,英文名Point-contact cell。最早由美国SunPower公司着手研发。SunPower公司利用点接触(PCC)及丝网印刷技术,于2003年研制出背面点接触太阳电池代号A-300,效率为20%。通过进一步改进,效率达到了21.5%。

  A-300电池采用n型硅材料作为衬底,载流子寿命在lms以上。正表面没有任何电极遮挡,并通过金字塔结构及减反射膜来提高电池的陷光效应。电池前后表面利用热氧钝化技术生成一层Si02钝化层,降低了表面复合并增加了长波响应,从而使开路电压得以提高。在前表面的钝化层下又进行了浅磷扩散以形成n+前表面场,提高短波响应。背面电极与硅片之间通过Si02钝化层中的接触孔实现了点接触,减少了金属电极与硅片的接触面积,进一步降低了载流子在电极表面的复合速率,提高了开路电压。较为出色的陷光、钝化效果,以及采用了可批量生产的丝印技术,使A-300成为新一代高效背接触硅太阳电池的典型代表。

  2.HIT异质结高效N型硅太阳能电池

  所谓HIT结构就是在P型氢化非晶硅和n型氢化非晶硅与n型硅衬底之间增加一层非掺杂(本征)氢化非晶硅薄膜,以此改变PN结的性能。日本三洋公司最早在HIT电池技术上取得突破。

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