晶硅太陽電池與組件的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)前景

晶硅太陽電池與組件的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)前景2014年11月5日江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)議馮志強(qiáng)博士常州天合光能有限公司技術(shù)副總裁光伏科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任2014年是太陽電池效率提升顯著的一年IBCCells:ANU-TrinaSolar:24.4%TrinaSolar:22.9%(on156mmwafer)SunPower:25%IBC+HJ:Sharp:25.1%(4cm2)Panasonic:25.6%(143cm2)SicellswithPassivatedContacts:Silevo:23%FraunhoferISE:24.4%CIGS:SolarFrontier:20.9%Solibro:21%CdTe:FirstSolar:20.4%Perovskite:17.9%(KoreaRes.Inst.ofChem.Tech.,confirmed)and19.3%(unconfirmed)Multi-junctionIII-V:One-sun:38.8%witha5-Junctioncell(Spectrolab)CPV:44.7%witha4-Junctioncellat297suns(FraunhoferISE)3技術(shù)研發(fā)-對(duì)太陽電池效率的展望20.4%BestMulti-XtalSiSolarCell(FhG-ISE)24.7%BestHITSolarCell(Panasonic)29.4%LimitforSiliconone-suncell27.6%BestGaAsSolarCell(AltaDevices)25.6%BestHIBCSiliconSolarCell(Panasonic)25%BestIBCSolarCell(SunPower)38.8%BestMJSolarCell(Spectrolab)WheremostofthePVindustryistoday44.7%BestMulti-JunctionCPVSolarCell(FraunhoferISE)24.4%IBC技術(shù)研發(fā)為基礎(chǔ)-天合光能的晶體硅太陽電池目前現(xiàn)狀A(yù)gfingerScreenprintedHoneyUltrasolarcellelectronhole產(chǎn)業(yè)化晶體硅電池技術(shù)（天合光能）SolarCellTechnologyTyp.ChampionCellEfficiencyTyp.AverageEfficiencyBaselineMulti17.9%17.6%HoneyMulti18.4%18.2%HoneyMono20.2%19.2%HoneyUltraMulti20.45%a19.0%HoneyUltraMono21.4%20.2%IBC156mm22.9%21.5%ain-housemeasurement多晶硅太陽電池最高電池效率i-PERC電池（156x156mm面積）InPilotProductionatTrinaSolar,themaximumcellefficiencyreach20.45%,averageis20%.Date:27Oct2014Cellarea:243.36cm2Voc=0.662VIsc=9.40AJsc=39.91mA/cm2Impp=8.87AVmpp=0.561VFF=79.97%Efficiency=20.45%晶體硅太陽電池的未來方向SiNN-typei-aSip-aSin-aSiMetalPSiliconNHighEgS.C.N天合光能的4次晶體硅組件功率世界紀(jì)錄（2011年–2014年）2011Worldrecord(polycrystallinesiliconsolarpanel)2014Sep.latestWorldrecord(monocrystallinesiliconsolarpanel)Referenceforhighestefficientmonocrystallinesiliconsolarpanel:2013

Mar.

Shott306Wp2014Sep.

Chochu327WpReferenceforhighestefficientmulticrystallinesiliconmodule：2012

Qcell283Wp（Solarpanelfabricatedwithdimensionsof60156mm×156mmsizedcells）2012Worldrecord(polycrystallinesiliconsolarpanel)2014Apr.Worldrecord(monocrystallinesiliconsolarpanel)組件世界紀(jì)錄---P型i-PERC高效電池

在天合的中試生產(chǎn)線上，使用PERC電池制造的組件，組件平均輸出功率達(dá)285W，最大輸出功率達(dá)290W。天合自制的PERC太陽能電池平均電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)20.3%，自主測(cè)試最大電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)21.4%（FhG-ISE測(cè)試）.Screenprintedi-PERCsolarcell2014年9月，采用60片156mm×156mmHoneyUltra高效單晶硅電池制備的光伏組件，其峰值輸出功率(Pmax)高達(dá)335.2Wp，創(chuàng)造了P型單晶硅組件新的最高功率世界紀(jì)錄。

335.2W最新高效單晶體硅組件世界紀(jì)錄10世界紀(jì)錄組件電池組件先進(jìn)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn):–以組件功率及$/Wp作為優(yōu)化方向–CTM>110%–HoneyUltra電池背面鈍化技術(shù)–先進(jìn)的電池金屬化技術(shù)–優(yōu)化的組件陷光技術(shù)–先進(jìn)的組件低電阻連接技術(shù)TüVRheinland?驗(yàn)證全背電極電池（IBC）世界領(lǐng)先水平澳大利亞國立大學(xué)制備的IBC電池二維截面圖2014年2月，與澳洲國立大學(xué)合作研發(fā)是2cm*2cm尺寸的IBC電池效率達(dá)24.4%的世界領(lǐng)先水平（獲第三方FraunhoferCalLab獨(dú)立認(rèn)證），其中156mm尺寸電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)22.9%（第三方測(cè)試結(jié)果）。公司命名襯底技術(shù)天合

HONEYULTRAP型硅PERC、IBC結(jié)構(gòu)英利PANDA（熊貓）N型硅雙面電池、MWT中電光伏QSAR、WARATAHP型硅PERC結(jié)構(gòu)晶澳PERCIUM（博賽）P型硅PERC結(jié)構(gòu)阿特斯ELPSP型硅MWT海潤ANDESP型硅PERC結(jié)構(gòu)…….………………….中國光伏企業(yè)商業(yè)化高效低成本晶硅電池進(jìn)展晶體硅組件成本降低一欄產(chǎn)業(yè)鏈成本（$/Wp)未來3年（$/Wp)成本占比多晶硅0.100.08520%鑄錠/切片0.110.0819.5%電池0.120.08520%組件0.180.1639.5%合計(jì)0.510.41100%目前主流廠未來多晶硅組件制造成本下降預(yù)計(jì)在未來3年內(nèi)成本下降15%到0.41美分/Wp成本降低是光伏電力平價(jià)上網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)2012-2013年光伏市場(chǎng)分類的變化晶體硅占市場(chǎng)的90%，這一趨勢(shì)將持續(xù)多晶硅占市場(chǎng)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是，單晶硅的份額在增加，主要是日本市場(chǎng)對(duì)高效率組件的需求增加每一種太陽電池都面臨同一市場(chǎng)，挑戰(zhàn)的是自身的技術(shù)和成本2012年2013年c-SiCdTea-SiCIS光伏市場(chǎng)現(xiàn)狀與趨勢(shì)c-Sistilldominatesthemarketsharein2014:Mono-Si:30%Multi-Si:62%CdTe:4%CIS:2%2014Forecastfromsolarbuzz2000-2011datafromPhotonInternationalData:2000-2011annualproductionfromPhotonInternational2012,march.Datafrom2012to2014ismissing.Alternativeproductiondatafrom2013to2014givenbyNPDSolarbuzz.學(xué)習(xí)曲線模型分析組件的價(jià)格和制備成本受原材料影響很大計(jì)算考慮了15%-30%的毛利率2013晶體硅的成本在2013年明顯低于CdTe與CIGS晶體硅(22.8%)的學(xué)習(xí)速率大于CdTe(16.3%)以及CIGS(8.1%)，這意味著隨著產(chǎn)能擴(kuò)張，晶體硅組件成本下降速度更快Data:2000-2010fromKerstenetal.reportinEUPVSC,2010.2011–2013Simodulepricefromspot-marketinGermanyreportedinPhotonInternational.CostofmoduleispickeduporcalculatedviathefinacialreportsfromSuntech,Trinasolar,Yingli,CanadianSolar,JinkoandFirstsolar.對(duì)中國光伏產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新方面的對(duì)策建議加強(qiáng)原創(chuàng)性技術(shù)研究和應(yīng)用在重視技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，重視光伏科學(xué)技術(shù)的研究。鼓勵(lì)我國原創(chuàng)電池材料和電池結(jié)構(gòu)的研究開發(fā)。在繼續(xù)保持成本優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，讓核心技術(shù)創(chuàng)新走在前列。加強(qiáng)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)化設(shè)備的自主開發(fā)支持和扶植國內(nèi)設(shè)備廠家與光伏制造商合作共同開發(fā)關(guān)鍵設(shè)備裝備，進(jìn)一步減低制造成本，形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。進(jìn)一步完善國內(nèi)光伏標(biāo)準(zhǔn)體系