晶矽太陽電池金屬化技術趨勢—2016年回顧與2017年展望

發佈日期: 2017 年 02 月 07 日 13:29 | 作者: | 分類: 展場直擊

亞化諮詢研究表明,太陽電池導電漿料的國產化降低了銀漿和鋁漿的市場價格,幫助電池片企業降低成本,對光伏行業邁向平價上網貢獻巨大。並且國產漿料企業在PERC、N型和黑矽等高效電池領域也在積極推出產品,縮小與國際巨頭的差距。即使在技術進步持續減少電池片漿料單耗的背景下,全球光伏發電規模的擴張仍然使漿料市場的快速增長值得期待。

導電漿料是提高晶矽太陽電池轉換效率並有效支援光伏元件輸出更多電力的關鍵材料。受益於光伏行業的復蘇和新一輪發展,導電漿料的市場需求也呈現持續增長趨勢。中國是全球最大的光伏電池和元件生產國,按照50GW/年電池產量計算,中國市場每年約需要正銀 1500噸,背銀 375 噸,背鋁17500 噸,漿料市場規模將達110億。

除了矽材料之外,導電漿料是影響太陽電池成本最重要的材料,約占電池片非矽成本的50-60%。隨著矽材料成本的不斷下降,金屬化在光伏電池製造成本中的比例不斷凸顯。“十三五”太陽能發展規劃提出,到2020年,光伏發電要實現用電側平價上網,因此如何通過金屬化技術實現降本至關重要。同時,隨著晶矽電池製造技術的不斷進步,對金屬化技術也提出了更高的要求。

那麼,面對如此巨大的市場機遇與挑戰,晶體矽太陽電池金屬化行業的發展趨勢如何?

——正面銀漿國產化

晶體矽太陽電池導電漿料包括正面銀漿、背面銀漿和背面鋁漿。目前背面鋁漿已基本實現國產化,背面銀漿在逐步實現國產化,而正面銀漿由於技術門檻較高,主要依靠進口。杜邦、賀利氏、三星、碩禾四大導電漿料廠商佔據大部分市場份額,正銀的國產化可以有效降低銀漿成本。

近年來,國內正銀企業大量湧現。經過多年的技術積累與發展,國產正銀企業在2016年實現量產突破與批量供貨,已經成為整個正銀市場上不容忽視的力量。據亞化諮詢統計,2016年國產正銀企業國內市場份額達20%。

上海匡宇是首家實現量產的國產正銀企業。其最新正銀產品TC-858x的效率可達20.1%,並且推出了PERC電池專用正銀TC-828P。2016年匡宇科技年銷售額達到2.5億元,並在2017年1月5日正式在新三板掛牌交易。公告顯示,匡宇科技2014年、2015年、2016年1-4月營業收入分別為7236.97萬元、9868.00萬元、6573.77萬元,淨利潤分別為578.12萬元、649.49萬元、890.26萬元。

此外,無錫帝科、江蘇歐耐爾、蘇州晶銀、深圳首騁、北京合眾等企業也介入正面銀漿研發與量產,並取得了不錯的成績。國產正銀憑藉技術上的突破和成本優勢,在2017年將進一步提升市場份額,加快正銀國產化進程。

——新型高效電池導電漿料

提效降本是光伏行業一直追求的目標,主流的高效晶矽電池技術包括PERC電池、IBC電池、異質結(HJT)電池、MWT電池、N型雙面電池、黑矽電池等。

PERC電池具有工藝簡單,成本較低,且與現有電池生產線相容性高的優點,現已被廣泛應用於晶矽電池,並且有望替代常規電池成為主流高效電池技術。N型單晶電池轉換效率可超過22%,包括IBC電池、HJT電池、N-PERT電池等,具有少子壽命高,無光致衰減,弱光效應好,溫度係數小等一系列優勢。目前已有多家廠商佈局N型電池,以提高未來高效產品市場的競爭力。

亞化諮詢認為,PERC技術與N型高效晶矽電池技術是最具工業化潛力的效率提升手段,將在相當長時間內共存於市場。PERC電池和N型電池的發展在給導電漿料行業帶來新的市場機遇的同時,也對漿料行業提出了更高的技術和性能要求。漿料企業應當早做準備,不斷研發新工藝,並與下游電池企業密切合作,才能在晶矽太陽電池技術升級換代的進程中抓住機遇,搶佔市場先機。

杜邦公司是業界最先提供PERC電池整合性漿料解決方案的供應商,並與晶科、樂葉、英利等公司達成戰略合作,進一步提升太陽能元件電力輸出。賀利氏於2016年推出了“PERC電池銀漿套裝”,此外還針對黑矽、異質結等電池推出了專用漿料。國內漿料企業也開始佈局高效電池導電漿料。無錫帝科通過採用創新的配方、穩健的銀粉體系以及自主研發的玻璃粉,是第一家實現PERC正銀量產和N-PERT金屬化方案量產的國產正銀企業。

——多主柵/無主柵技術

傳統晶矽電池正面採用絲網印刷銀質的細柵和主柵將電池產生的電能收集並傳導出去。主柵數量增加可以減小電阻損耗,提高電池效率,進一步提升元件功率輸出和可靠性。因此近年來,電池片企業不斷嘗試將主柵數量從3根提升到4根、5根甚至更多。

中電光伏是全球第一家量產使用五主柵(5BB)技術的公司,其採用了獨特的載流子傳輸技術,有效降低元件封裝損失。中利騰暉和天合光能在2016年量產了5BB電池技術,組件功率得到有效提升。REC Solar在2017年1月推出全新REC TwinPeak 2系列元件,採用5BB和PERC等技術,使得60片多晶電池組件功率達295Wp。可見,5BB將成為傳統絲印電池生產框架下的主流產品。

然而,當太陽能電池組件的主柵數量達到五根以上時,傳統的太陽能電池和元件製造技術將難以為繼,需要有新的金屬化方案,於是出現了無主柵技術。該技術一般仍保留細柵,用多根細銅線代替傳統電池的主柵,使得“主柵”和細柵更細更薄,從而減少了遮光面積,且極大降低了銀耗量,將來有望替代現有主柵技術。

梅耶柏格(Meyer Burger)開發的SmartWire 技術即為一種無主柵技術。該技術採用18根或更多根銅線收集電流,消除了主柵並且優化細柵線的寬度和間距,銀漿耗量降低80%,極大的降低了電池片生產成本。且該技術使得“主柵”和細柵之間接觸點增多,串聯電阻更小,電池片受隱裂影響更小。此外,SmartWire技術還可與HJT電池技術和薄片技術相容。

——電鍍技術

由於傳統絲印工藝的銀漿成本昂貴,且絲印的改善空間接近飽和,所以發展替代工藝方案十分必要。電鍍工藝是具有潛在的成本和性能優勢的替代選擇方案之一。

電鍍技術是一種非接觸式電極製備技術,利用電解原理在導電層表面沉積金屬。電鍍能沉積緻密度高、導電率高的多層材料,可利用於銅、鎳等賤金屬製備電極,降低電池製造成本。該技術可實現寬度更細的柵線和低接觸電阻,從而創造更高的電池效率。而且,電鍍無需高溫燒結,可用于高效電池金屬化。

目前,電鍍工藝已得到較為廣泛的應用。2015年11月,日本Kaneka公司宣佈採用電鍍銅電極的6寸雙面異質結晶矽太陽電池效率創紀錄達25.1%;Sunpower採用電鍍銅作為電極,用在IBC電池結構上,2016年6月創下了24.1%的光伏元件轉換效率紀錄。但是,在中國華東地區大規模推廣電鍍工藝也面臨環保審批的挑戰。

亞化諮詢研究表明,太陽電池導電漿料的國產化降低了銀漿和鋁漿的市場價格,幫助電池片企業降低成本,對光伏行業邁向平價上網貢獻巨大。並且國產漿料企業在PERC、N型和黑矽等高效電池領域也在積極推出產品,縮小與國際巨頭的差距。即使在技術進步持續減少電池片漿料單耗的背景下,全球光伏發電規模的擴張仍然使漿料市場的快速增長值得期待。

第三屆太陽電池漿料與金屬化技術將於2017年3月21日在江蘇常州召開。將探討全球與中國光伏行業展望與漿料市場前景,太陽電池金屬化技術進展,銀漿和鋁漿國產化趨勢與投資機遇,用於新型高效電池的漿料研發與應用,導電漿料技術趨勢與成本降低路徑,光伏漿料關鍵原料生產與供需等。
 

announcements 線上投稿     mail 列印
Share