为了避免京瓷的专利风险,力诺光伏在正面电极设计方面大幅区别于京瓷专利,从而使这一产品有效避免专利诉讼。随着这一栅线变化的趋势,后面会有更多的企业追随并创新,预计未来正面电极除了保持常规的性能外,配合光伏电池制造商对电池表面的设计也将是一项需要思考的工作。
在光伏多晶电池工艺中,早些年线宽要印到120-130μm,电池效率仅在14%左右,要做到如今电池组件厂商所推出的多栅高效产品是一件很困难的事情。通过导电浆料与印刷工艺的进一步开发,在过去两年里一些品牌银浆可以做到细线印刷,线宽仅50μm,且效率可达到17%以上,2013年众多电池生产商在以往基础上又取得进一步发展,这些成绩的获得脱离不了导电浆料在其中的贡献。
眼下细栅技术在电池企业之中得到试验与推广,但其中存在的技术难度也变得越来越高,比如减少丝网印刷栅线宽度尽管有助于减少遮蔽带来的损失,但却会导致栅线线阻更高,这是留给设备制造商以及浆料供应商的一个共同课题。为减小由于正面栅线条数增加引起的正面电极的遮蔽效应,需要采用阻挡板、银浆微加热等技术解决了细栅线印刷问题,减小正面遮光面积。 还有二次印刷技术,在电池片上需要刷两次导电银浆,要求对准精确,这些都需要丝网印刷、烧结炉等设备与浆料更好的兼容配合。
在领先材料供应商杜邦公司的技术发展蓝图里,计划2015年达到22%电池转换效率的目标,好的接触电阻表现、优异的细线印刷能力、良好量产性能等是达到目标的前提,其新开发的DuPont Solamet PV18x将提升细线印刷能力,可实现>0.1%的效率提升。
银耗量五年降低0.17g
由于当前各大光伏制造商对高效单多晶产品的竞相追逐,国内外一线光伏上市公司纷纷与材料供应商杜邦、贺利氏等签订战略供应合同,也正因为如此,在2012年、2013年业内普遍比较低迷的时刻,原材料供应商们的业务并未受到太大影响,依旧保持较高利润,这让人感到眼红。
另一方面,近两年随着硅料硅片价格的下降,原本在太阳电池生产成本中占据重要位置的导电浆料变得越来越突出,其占比光伏电池(包括硅片环节)总成本也逐步上升,达到14%以上。在太阳能电池的结构成本中,导电浆料成为除了硅材料之外,影响太阳电池成本最重要材料。
由于导电浆料在其中扮演重要角色,为此太阳电池、组件制造商对一款正面导电银浆的评判标准中,成本也成为很重要的一个考虑因素,他们希望银浆价格低,希望银浆企业能帮助他们实现更低的银耗量,减少印刷单耗,降低对贵金属的依赖。
有益于效率与成本,才存在发展空间,以往大家只知道导电浆料对提升电池转换效率做出了贡献,那么其对电池生产成本的降低作用在哪?减少银浆使用量是一种方式,据测算,目前一块2.8W的单晶电池片,需要正面银浆料0.13克左右,背面银浆料0.06克,这还是浆料供应商们多年努力降本的成果。
2009年-2013年,单位银耗量从2009年的0.30g到2013年的0.13g,五年期间单位银耗量降低了0.17g,是持续下降的趋势。虽然下降但银浆价格同样存在不稳定性,还取决于银价,白银的价格通常随当年市场及需求价格出现波动,这需要浆料供应商及电池厂商保持对白银的市场观察,以做出正确合理的判断。
减少对原材料的使用,同时是设备供应商在千方百计思考的问题。据设备制造商DEK太阳能介绍,在二步印刷中使用其细栅钢网(Fine L1ine Stencil?)将产生不错效果,通过首先用细丝丝网印刷主栅,接着再用Fine Line Stencil?印刷细栅,从而使效率更高、浆料消耗更低。它使每个印刷工艺都能使用优化的浆料,不仅能精确控制主栅和细栅线的相对印刷高度,由此节约银浆,还能使用无接触的主栅浆料,以提高Voc,从而提高电池效率。
为了更快的降低成本,有人提出刻槽埋栅、激光SE、局部背场以及新南威尔士的电镀技术,甚至提出取代银浆,实现正面无银的猜想。以电镀为例,它是用含银的电镀液,选择现在流行的Ni/Cu/Ag三层度,成本比较划算,一般是镍、铜、银三层,在这个架构上,银的份量减轻了,而铜比银便宜很多;还有只用镍和铜的,在价格上就拉开了差距,差三分之一到四分之一的价格,当中就是铜价和银价的差额。DEK公司最近给出一份研究结果:电池效率提高,加上正面浆料减少40%,这对于众多太阳能电池制造商而言是一个现实的前景。 |