1月18日，第三屆光伏產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新合作高峰論壇在蘇州舉行，旨在增進(jìn)“黃金時代”下光伏產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新與協(xié)同。

本次論壇由由亞洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會、保利協(xié)鑫能源控股有限公司聯(lián)合主辦，近500余位嘉賓代表參與論壇，聚焦光伏產(chǎn)業(yè)鏈，共議光伏發(fā)電在新能源領(lǐng)域的發(fā)展之道。

論壇上，國家發(fā)改委能源研究所原研究院王斯成教授、中國光伏行業(yè)協(xié)會秘書長王勃華先生、上海市太陽能學(xué)會理事長、上海交通大學(xué)沈文忠教授、中信證券電力設(shè)備與新能源行業(yè)首席分析師弓永峰、保利協(xié)鑫能源控股有限公司首席技術(shù)官萬躍鵬等專家學(xué)者發(fā)表了主旨演講。阿特斯、韓華、英利、騰暉、晉能、茂迪、英穩(wěn)達(dá)、VINA CELL等企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)將參與本次論壇主題對話。

以下為上海市太陽能學(xué)會理事長、上海交通大學(xué)教授 沈文忠發(fā)言：


非常高興有這個機(jī)會跟大家一起交流，我來自上海交通大學(xué)，感謝李總的介紹和協(xié)鑫的邀請。

我是專門從事電池研發(fā)方面工作，現(xiàn)在太陽能電池市場的主流是（PE—PER）和黑硅，有一個新技術(shù)這幾年慢慢成為熱點，今天跟大家介紹的是晶硅的雙面電池技術(shù)以及應(yīng)用的情況。

一、發(fā)展簡史；二、晶硅雙面電池技術(shù)；三、優(yōu)勢及應(yīng)用；四，晶硅雙面電池發(fā)展趨勢；
雙面電池的發(fā)展簡史，1954年晶硅真正成為電池應(yīng)用，這是一個非常復(fù)雜的電池，雙面電池的應(yīng)用在空間上大家可以看到有非常多的應(yīng)用。2010年左右的產(chǎn)業(yè)化開始布局，包括國內(nèi)的英利，包括以色列的公司，以及韓國的LG公司，包括日本的公司PVJS。

13年日本有一個GW量級的大型電站已經(jīng)在應(yīng)用，15年國內(nèi)電也開始做一些產(chǎn)業(yè)化的探索，特別是在2016年到2017年有很多的電池公司都進(jìn)行了雙面電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用工作。雙面電池既可以是N型又可以是P型，可以是單晶也可以是多晶的。

在國外可以看到Georgla Tech的技術(shù)，包括INES的技術(shù)，包括IMES電鍍的技術(shù)。

英利熊貓電池早期引進(jìn)一線的技術(shù)進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)業(yè)化的工作，從2010年開始的發(fā)展歷程，現(xiàn)在的雙面產(chǎn)業(yè)化可以做到90%，效率正面是21.5%左右，背面是超過19%。

早期英利進(jìn)行N型電池引進(jìn)研發(fā)過程當(dāng)中，我們跟羚羊合作，做了P型的雙面電池，后面沒有進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化的工作，留下了一篇論文，這也是國內(nèi)最早從N型電池產(chǎn)業(yè)研發(fā)工作的一個論文。

現(xiàn)在的雙面電池技術(shù)可以分為三類，第一類是n—PERT+技術(shù)，第二個是n—SHJ+技術(shù)，第三類是PEPC技術(shù)。

先來看n—PERT的技術(shù)，最大的特點是雙面率比較高，可以達(dá)到90%左右，形成的方式有四種，比如說兩面擴(kuò)散，有一面擴(kuò)散，一面離子作用，由于這四種方式的同時存在，每個技術(shù)都有公司參與相關(guān)的產(chǎn)業(yè)化工作，所以我們認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致市場的發(fā)展還是面臨一定的困難，但是由于各種技術(shù)多有相關(guān)的優(yōu)點和缺點，所以使得不同的企業(yè)有不同的選擇。

比較三種技術(shù)相關(guān)的路線圖，可以看到相對而言兩面擴(kuò)散的方案比較復(fù)雜。這是國內(nèi)2015年航天機(jī)電一起做的產(chǎn)業(yè)化的工作，大家可以看到相關(guān)的新聞報道，我們跟他們合作在鈍化上面做一些深入的工作。

這是15年做的一個工作，正面是20.9%，背面是18.5%左右。

旋涂的方式，我給出了前幾年的一個數(shù)據(jù)，旋涂擴(kuò)散的方式還是比較不錯，效率比離子注入的方式稍微低一些，結(jié)果可以看到是20.6%左右的水平。

雙面電池也可以跟半片、疊片、無主柵聯(lián)系起來。

去年開始羚羊重新進(jìn)入了電池技術(shù)的市場，采用的就是雙面電池技術(shù)。
第二種技術(shù)是國內(nèi)有些企業(yè)在進(jìn)入的一個市場，就是異質(zhì)結(jié)太陽電池技術(shù)，我14年寫了硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池物理與器件。最大的好處工藝步驟比較短，只有四個步驟，相對傳統(tǒng)電池六個步驟而言，但是每一步非常具有挑戰(zhàn)，更多的是薄膜電池技術(shù)，在n型硅片上面正反兩面都是非常薄的一個薄膜技術(shù)。這種電池現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化的效率是三洋，松下做的最好，實驗室水平做到24.7%，目標(biāo)是做25%，量產(chǎn)水平大概是在22.5%左右。跟下一步的晶硅電池技術(shù)可以完美的結(jié)合，現(xiàn)在最好的水平大面積上可以做到25.6%，這也是晶硅電池的世界紀(jì)錄，所以晶硅電池要超過25%一定是這兩種技術(shù)可以疊加起來的。

這個是剛才介紹的863項目，跟協(xié)鑫集成合作的一個2MW的中試線，這幾年發(fā)展了一些新的技術(shù)，比如說無主柵的背景技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化可以達(dá)到22%的水平，這個工作也會在PRP上面發(fā)表。

這種電池最大的好處雙面率是三種電池當(dāng)中最高的，雙面率達(dá)到95%以上，這個是我們測量的電池的性能，基本上是產(chǎn)業(yè)化的數(shù)據(jù)是可以達(dá)到95%。

進(jìn)一步在電池上加一些小容量的制備，我們做的實驗是35微米的薄片上面也能達(dá)到一個非常好的光學(xué)限光的效果。

這種電池還有一個好處就是所謂的船下型，可以跟蹤。不需要追蹤就能實現(xiàn)很好的一個發(fā)電量，我們的測算表明它的一年發(fā)電量可以提升1.5%左右，電池效率提高1.5%其實是非常困難的，但是小容面結(jié)合，異質(zhì)結(jié)電池實現(xiàn)電池技術(shù)的話還是可以減少由角度變化對光的損失。

協(xié)鑫集成發(fā)布了相關(guān)的組件，也是達(dá)到400瓦左右的供需，剛才王秘書長介紹了我們在參與160MW的異質(zhì)結(jié)電池的產(chǎn)業(yè)化工作，從17年開始。

第三個就是p—PERC雙面電池技術(shù)，缺點是雙面率比較低，只有70%左右，做得好可以做到75%—80%左右。現(xiàn)在采用的技術(shù)主要有三種，中間一種還不是太成熟，主要是兩種技術(shù)采用當(dāng)中，主流的技術(shù)是第三種，也就是需要開口再加上對整的一個技術(shù)。

第一種技術(shù)是以ECN為代表，采用燒穿鋁漿的方案，優(yōu)點是無需激光開孔步驟，成本可以做到比較低。

第二種技術(shù)是SolarWorld為代表，在目前的PERC電池工藝基礎(chǔ)上將全鋁背場調(diào)整為局部鋁柵線結(jié)構(gòu)，優(yōu)點是可以提高開壓，缺點是印刷需要對準(zhǔn)。

這種電池既可以做雙玻也可以做單玻。這個表當(dāng)中大家可以看到，有歐洲很多的研發(fā)機(jī)構(gòu)和公司在做相關(guān)的工作。正面的效率可以做到21%左右。國際上現(xiàn)在這方面研發(fā)做的最好是德國的ISFH，正面是21.5%，背面是16.%，雙面率是80%，它的厚度調(diào)整，從200納米變到80納米，鋁的背面的面積是原來的14.2%，而且每片的消耗量是原來大概的10%左右，國內(nèi)的數(shù)據(jù)一般都是可以達(dá)到30%左右。國內(nèi)很多公司參與了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)化工作，比如隆基，大概現(xiàn)在是最好水平可以做到80%左右的水平。這是天合的數(shù)據(jù)，正面做的非常不錯，但是背面的效率企業(yè)的差異性還是比較大。

協(xié)鑫集成主要以做多晶黑硅雙面，多晶的雙面電池技術(shù)做的不錯，雙面率是70%。航天機(jī)電做的雙面正面是21.4%，雙面率68%左右。這里面還有一個問題就是色差，拋光非常重要，顏色的分選，在自動化上的選擇非常重要。

中國光伏一個新的產(chǎn)品就是雙面電池，這是去年3月份日本展會以后的一個報道，包括臺灣的公司也在參與雙面電池產(chǎn)業(yè)化的工作。這種電池最大的好處是，第一非常適合于薄片化，現(xiàn)在到100微米以下的電池技術(shù)用雙面電池技術(shù)也可以來實現(xiàn)。第二個它的生產(chǎn)輔料，特別是金屬輔料減少了。第三個它的環(huán)保設(shè)備的磨損小。第四PV組件性能進(jìn)一步提升，溫度低。應(yīng)用場景非常豐富，特別是數(shù)字安裝上，不受安裝方向的限制，背面與正面一樣，而其他的單面電池組件可能達(dá)不到這么好的效果。

這是比較特殊的場合，創(chuàng)面組件有非常好的應(yīng)用前景。

發(fā)電量，這是日本早年的發(fā)電量的比較，在正南方安裝大概可以多發(fā)30%左右的量，是原來的1.3倍左右，優(yōu)勢還不是非常明顯。如果是背面反光比較強(qiáng)的，比如說雪地上面反射比較強(qiáng)應(yīng)該可以多發(fā)40%左右的發(fā)電量。更大的特色體現(xiàn)在數(shù)字安裝上面，南北向多發(fā)40%，如果東西方向安裝可以多80%。

對于n型雙面電池組件而言，發(fā)電量在白天可以多發(fā)27.1%的發(fā)電量，而且是隨著日照強(qiáng)度的降低，它的優(yōu)勢更加明顯，所以早晨或者傍晚的時候在低日照強(qiáng)度下它的發(fā)電量優(yōu)勢更加明顯。

國內(nèi)的領(lǐng)跑者當(dāng)中有相關(guān)的應(yīng)用，主要是給了兩個例子，一個是英利的領(lǐng)跑者多發(fā)15.6%，最新的數(shù)據(jù)達(dá)到20%左右。熊貓電站當(dāng)中也能多發(fā)15%以上的電。

這個是日本較長時間的一個電站，13年12月份安裝，規(guī)模是1.25MW，每個月都有詳細(xì)的數(shù)據(jù)，背面的發(fā)電量是黃色的，背面發(fā)電性能非常不錯，統(tǒng)計兩年多的時間可以看到發(fā)電的增益是25.1%，這是一個固定安裝。

現(xiàn)在雙玻組件非常熱門，雙玻組件配雙面電池是最佳的組合，雙玻電池配單面電池不是最好的，特別是適合于水面光伏，睡眠的反射率比較高，組件溫度比較低，而且容易清洗，這幾個特殊的優(yōu)異條件配雙面電池也是非常好的一個應(yīng)用。

更好的應(yīng)用是雙面組件+跟蹤系統(tǒng)，我們給出隆基和天合的數(shù)字，雙面組件配跟蹤系統(tǒng)再多發(fā)40%的電沒有問題，這個是實時數(shù)據(jù)給出來的。

未來的趨勢，2000年單面是大眾的市場，雙面是非常小眾的市場，到2018年左右再看誰也不敢說雙面沒有前途，特別是PERC雙面進(jìn)入以后，雙面進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期。到2030年未來八年以后，單面可能會是一個非常小眾的市場，絕大部分都是雙面的市場，所以雙面配跟蹤進(jìn)一步降低度電成本這是一個非常好現(xiàn)象。

現(xiàn)在的雙面電池技術(shù)還是非常初步的，這是英利前幾年給出的技術(shù)路線發(fā)展圖，很多的技術(shù)都可以疊加進(jìn)去，比如表面鈍化還有很大的優(yōu)化空間。

這是我們做的TOPCon結(jié)合的例子，進(jìn)一步提高雙面電池的效率。
對于PERC而言這個技術(shù)是嬰兒，后面做結(jié)合，很多企業(yè)已經(jīng)在做，還可以有p—PERC+famly。

現(xiàn)在的雙面率還是比較低，對于PERC而言大概是70%—75%左右，更大的挑戰(zhàn)來自于背面，就是優(yōu)化三線和陰影。

這里面有一些國外的計算，怎么樣實現(xiàn)好的PERC雙面電池技術(shù)，首先從三線的選擇當(dāng)中他們的計算結(jié)果表明一定要采用三線以上，他們研究所采用的模組三的技術(shù)可以做到22%以上，PERC雙敏技術(shù)。同時可以看到需要鋁漿的配合，希望PERC雙面的鋁漿延展性、寬度小于150微米，而現(xiàn)在傳統(tǒng)的到200微米以上。

對硅片本身的質(zhì)量要求也有一定的挑戰(zhàn)，這張圖可以看到在雙層鈍化模式下面，硅片壽命的影響，要做到雙面率達(dá)到90%，在PERC雙面率上面我們希望能夠在優(yōu)化氮化硅的鈍化下面是完全有可能實現(xiàn)的，前提條件是要求材料的少子壽命比較高。

我簡單給大家介紹這些，謝謝大家。


（根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審閱。）

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