需求背景
2019年全球溫室氣體 排放再創(chuàng )新高,達到591億噸二氧化碳當量,其中中國排放140億噸,人均排放9.7億噸,超過(guò)歐盟,我國將面臨被征收高額“碳關(guān)稅”的風(fēng)險,因此能源轉型迫在眉睫。我國目前光伏發(fā)電量2605億千瓦時(shí),占總發(fā)電量的3.5%,作為“碳中和”的主要手段之一,光伏發(fā)電能力仍需要持續提高。
太陽(yáng)能電池組件(也叫太陽(yáng)能電池板)是太陽(yáng)能發(fā)電系統中的核心部分,也是太陽(yáng)能發(fā)電系統中最重要的部分。其作用是將太陽(yáng)能轉化為電能,或送往蓄電池中存儲起來(lái),或推動(dòng)負載工作。
隨著(zhù)大硅片技術(shù)的逐漸成熟,組件轉換效率的提升已經(jīng)逐漸接近瓶頸,組件效率的提升目前只能依靠高效電池技術(shù),其中TOPCon電池技術(shù)是最接近量產(chǎn)的高效技術(shù)。
2013 年,德國Fraunhofer研究所首次提出了 TOPCon 的電池結構,TOPCon 是隧穿氧化層鈍化接觸(Tunnel Oxide Passivated Contact)的簡(jiǎn)稱(chēng),其電池結構為 N 型硅襯底電池,在 PERC (PERT)電池制備工藝的基礎上,在電池背面制備一層超薄二氧化硅,然后再沉積一層摻雜硅薄層,二者共同形成了鈍化接觸結構,有效降低表面復合和金屬接觸復合,在鈍化界面的同時(shí)起到吸收載流子的作用,可以極大地提升太陽(yáng)能電池的效率,量產(chǎn)效率較 PERC 高 1%左右,最高理論效率為 28.7%,為電池轉換效率進(jìn)一步提升提供了更大的空間。
TOPCon技術(shù)最大優(yōu)勢在于其與PERC電池產(chǎn)線(xiàn)的良好兼容性,常規PERC電池產(chǎn)線(xiàn)只需要額外增加部分設備即可具備TOPCon生產(chǎn)能力。而TOPCon與PERC相比主要變動(dòng)及新增三個(gè)環(huán)節設備:硼擴散,隧穿氧化和非晶硅(LPCVD 或 PECVD),去繞鍍清洗。其中隧穿氧化和非晶硅鍍膜為T(mén)OPCon工藝的關(guān)鍵環(huán)節,LPCVD為關(guān)鍵設備。目前行業(yè)內PERC電池產(chǎn)能在 250GW以上,部分較新的產(chǎn)線(xiàn)都預留有TOPCon電池的升級空間,預計未來(lái)2-3年,TOPCon技術(shù)將迎來(lái)廣泛的應用。
TOPCon電池結構示意圖
需解決的主要技術(shù)難題
隨著(zhù)大硅片技術(shù)的逐漸成熟,組件轉換效率的提升已經(jīng)逐漸接近瓶頸,組件效率的提升目前只能依靠高效電池技術(shù),其中TOPCon電池技術(shù)是最接近量產(chǎn)的高效技術(shù)。但以下需要相關(guān)領(lǐng)域專(zhuān)家進(jìn)行技術(shù)指導:
(1)TOPCon電池由于背面存在一層特殊的鈍化層,需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的無(wú)損切割激光工藝來(lái)降低TOPCon電池的切割損耗;
(2)快速準確的IV測試技術(shù)是TOPCon組件IV測試的難點(diǎn),高電容效應導致TOPCon組件存在功率測試失真的現象,而且測試時(shí)間較長(cháng),需要研究開(kāi)發(fā)一種適合量產(chǎn)的TOPCon組件測試方法,來(lái)保證測試組件的準確性和快速性。該問(wèn)題的解決將有力推進(jìn)TOPCon組件量產(chǎn),提升TOPCon組件生產(chǎn)產(chǎn)能,從而降低成本。
期望實(shí)現的主要技術(shù)目標
共同研發(fā)形成以下技術(shù)創(chuàng )新:
(1)開(kāi)發(fā)一種無(wú)損切割激光工藝來(lái)降低TOPCon電池切割后的效率損耗,提升組件效率。
(2)研發(fā)TOPCon測試設備硬件的提升和測試方法的優(yōu)化。提升光源脈寬,消除電容效應,即在有限的測試時(shí)間中將掃描時(shí)間集中在最大功率點(diǎn)范圍附近,提升量產(chǎn)效率,降低組件成本。
公司介紹
連云港神舟新能源有限公司由中國航天科技集團第八研究院下屬的上海航天汽車(chē)機電股份有限公司(股票代碼600151)投資建設,是以太陽(yáng)能光伏電池組件研發(fā)、制造、技術(shù)服務(wù)于一體的航天光伏產(chǎn)業(yè)項目。公司于2010年8月成立,注冊資金2.5億元,注冊地點(diǎn)連云港贛榆區。經(jīng)過(guò)近幾年技術(shù)改造、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等措施,年產(chǎn)能已達到1.5GW,處于國內領(lǐng)先水平。。先后通過(guò)并取得ISO9001、ISO14001、ISO45001體系認證證書(shū);獲得高新技術(shù)企業(yè)證書(shū)、江蘇省企業(yè)技術(shù)中心授牌、江蘇省工程技術(shù)研究中心授牌;自主研發(fā)的HT品牌太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)品已形成三大系列20余個(gè)品種,并先后獲得UL、CQC、TUV、CEC、JET、Rina、CSA等國內外權威認證機構產(chǎn)品認證,產(chǎn)品遠銷(xiāo)波蘭、德國、意大利、印度、日本、巴西等國家。
公司致力于航天高科技技術(shù)應用和產(chǎn)業(yè)化建設,努力實(shí)現航天機電光伏產(chǎn)能建設目標,加快航天光伏產(chǎn)業(yè)布局,提升產(chǎn)業(yè)整體能力,是航天新能源光伏產(chǎn)業(yè)鏈的重要產(chǎn)業(yè)基地。