
全球能源结构变革下,度电成本是未来能源竞争中的重要衡量指标,光伏发电作为主要的清洁能源之一,其度电成本的持续降低,是支撑其成为未来电力供应主体能源,决定光伏未来装机容量空间的关键。
度电成本的下降,主要有提效与降本两条途径,目前,在追求电池效率的提升的路径上,N型电池的呼声强烈,但由于其高昂的生产与设备成本,产业化应用之路仍需时日,PERC仍将是未来几年的主流技术。而在降本的路径上,大尺寸、薄片化以及去贵金属化是目前行业内关注的几大重点方向。
创新硅片大尺寸化与薄片化
基于对大尺寸硅片“通量”价值的理解,硅片尺寸已一路从156.75mm迅速提升至210mm,生产速率的激增带来非硅成本的大幅摊薄,而中环最新推出的218.2mm大硅片,则进一步放大了“通量”优势。大尺寸硅片与组件高密度封装工艺结合,可以提高组件发电效率、提升单片输出功率,助力系统发电成本的进一步降低。
于此同时,硅片薄片化的发展也非常迅速,目前市场上的主流产品厚度正加速向165μm或更薄的规格切换,为迎合主流市场的发展需求,助力行业继续降本增效,中环已新增150μm、160μm等规格的选择与报价。
去贵金属化与创新金属化工艺升级
应用金属浆料制备电池电极,是实现电路接触和电流输出的关键工艺之一,目前行业内通用的是导电银浆,对于各种技术的晶硅电池片来说,银浆都是占比最大的非硅成本,根据TRENDFORCE数据,P型PERC向N型TOPCon、HJT升级,将带来银浆耗量的增加,成本分摊也将从10%显著提升至15%-24%以上,成为电池技术发展推广的掣肘。因此行业内一方面在优化金属化工艺减少银浆耗量,另一方面也在积极探索去贵金属化之路,这也是推动光伏电池技术变革的必经之路。
目前成熟的电极金属化生产工艺技术为MBB丝网印刷,通过增加主栅线数量和缩小栅线直径,提高了单片电池的转换效率并显著降低了单瓦的银耗量。虽然随着MBB的普及推广,主流的主栅数量已经提升至9BB以上,但受制于银价较高且存储量有限,其带来的成本下降空间有限。
因此,替代金属的寻找便成为实现较大幅度降本的突破口。在新型金属材料的选择上,价格低廉且导电性能好的金属将成为首选。铜是一种基础金属,全球储量丰富,电阻率比银略低【根据百度百科资料,银:1.65 ×10-8ρ(Ω·m),铜:1.75 ×10-8ρ(Ω·m)】,但价格却仅为银价约1/65。根据中环股份研发部门的实验数据,同等体量(遮光宽度)的电镀铜栅线,体电阻大约是银浆栅线的2/3,同时,根据半导体硅材料的欧姆接触特性,选用半导体功率器件领域熟知的镍作为接触阻挡层,带来的接触电阻较烧结银浆也有明显优势。
由此可见,铜制程是下一代光伏技术金属化的不二之选。其中铜电镀技术在电子产品行业,包括芯片制造,PCB产业等,已经有了多年的应用经验。目前要做的就是把相应技术转移到光伏电池上,解决光伏产业“银危机”的同时,大幅降低生产成本,再加上栅线造型,电阻,欧姆接触等好处,还能带来电池片转换效率0.3%的增加。“铜时代”未来可期。
以客户为中心
中环股份及其旗下环晟光伏,坚守以客户为中心,高度关注光伏发电度电成本(LCOE),持续推动产业降本增效,并在引领光伏技术创新及产业革新在实现碳中和的道路上,探索更多可能性。
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