隆基谈光伏 — 各类组件效率提升方向怎么走
近年来，光伏市场上各种高效电池、组件技术层出不穷，它们的自身优势、发展瓶颈如何？又该怎样作出提升？隆基作为业内领先企业，其对组件技术的看法极具借鉴意义。
12月5日，在中国质量认证中心、中国电器科学研究院主办的光伏产品环境适应性及户外发电能力评级研讨会上，隆基乐叶光伏技术有限公司产品总监王梦松对PERC、N 型PERT、TOPCon、HIT等高效电池技术进行了盘点，对半片、多主栅、无缝焊接、拼片、叠瓦等组件效率提升技术均给出了专业的意见。
各种高效电池技术发展路线
PERC技术在常规BSF(back surface field)电池基础上加入背面钝化层并激光开槽。钝化层显著降低了电池背面的复合，采用AlOx后还有场钝化效果。钝化膜设备可采用PECVD或ALD；
2015年开始在中国逐渐大规模量产，现已成为市场规模最大的电池技术；
PERC结构背面采用局部铝栅线后衍生出了PERC双面电池，电池双面率70~80%。
PERC电池的效率提升
产业化的单晶PERC电池效率由2016年的不足21%提升到22%以上，采用的技术包括低阻硅片，激光选择性发射极，正面高阻密栅等；
PERC电池效率仍有进一步提升的空间，三年内有望提升到23.5-24%的量产效率（隆基PERC电池效率记录达24.03%）。
PERC电池的衰减
单晶PERC电池的衰减主要与B-O对有关；
此类衰减可以通过掺镓，光致再生/电致再生处理来解决；
HID的控制：控制烧结温度、采用再生处理时需避免引入过多的氢。
同样是双面钝化的电池结构，通常PN结在正面，背面有全扩散背场。是结构最简单、应用最早的N型电池，具有N型电池的低光衰减性能（目前同样厚度N型硅片成本比P型硅片高8%）；
双面结构，双面率80~95%，正面使用银铝栅线，背面银铝栅线，成本高于双面PERC；
正面通常使用AlOx，因此与PERC同样也需要采用POE来抗PID；
量产效率难于突破21.5%，因此难以对抗PERC电池（效率短板在于背面的全扩散层）
针对N-PERT的不足，TOPCon电池背面在硅片上沉积一层极薄的氧化硅层，再沉积一层重掺B的多晶硅薄膜，实现背面的隧穿钝化提高开路电压，可采用(PE/LP)CVD制备这两层薄膜；
该结构由Fraunhofer发明，Seris的产业化电池称为monoPoly，ECN的称为PERPoly；
目前量产电池效率有望达到23%，双面率比PERT略低，需要提升良率与设备成熟度以具备性价比，PERC产线可升级为TOPCon。
TOPCon的技术设备选择
其中3、4为目前量产主要采用的技术方案，氧化与非晶硅层均采用LPCVD设备制备，非晶硅层的重掺杂通过后道工艺实现；
目前TOPCon量产成本仍显著高于PERC。
由三洋公司发明(现松下，HIT为注册商标)，采用非晶硅形成异质结并作为钝化层，异质结可获得更高开路电压，外部另有透明导电层；
因此需要使用低温银浆(~200℃)，带来的好处是可采用薄N型硅片降低成本(~110μm)；
量产电池效率23%左右，高开压使功率温度系数值低：约0.3%/℃，双面率90%以上，无PID效应；
问题：银与TCO的使用提高了电池成本，设备成本仍在6亿元/GW以上，工艺难度高；由于采用低温银浆，电池片的切割损失较大，组件封装有挑战。另外非晶硅的长期稳定性需要进一步验证。
HJT技术/设备筛选
随着硅片质量的提升，目前采用O3是主流的清洗制绒工艺；
镀膜设备（CVD&PVD）国产化程度越来越高，同时大产能的设备能够显著降低投资和制造成本；
目前异质结降本的关键在于金属化，采用丝网印刷的低温银浆用量大，虽然采用MBB能够降低银浆用量，但仍显著高于PERC。铜电镀工艺仍不成熟。
正面无栅线遮挡，增加电流；背电极不需考虑光学问题，可以优化提升FF；
可采用非晶硅钝化层或隧穿钝化层，目前26.6%的晶硅世界纪录就是HBC电池；
电池结构复杂导致生产工艺复杂，成本过高。
电池技术展望
P型PERC技术以性价比优势和效率提升潜力在未来三年内仍然占据统治地位；
Topcon和异质结技术未来有一定的规模量产，能否大批量量产取决于成本下降、设备成熟和效率提升程度；
IBC技术成本过高，生产流程复杂，与Topcon和异质结相比竞争优势不足；
在M6大硅片应用及半片与MBB等组件封装上， P型PERC占有领先优势。
组件效率提升的主要路径
电池效率与组件封装技术对组件功率提升的效果对比
基于M2规格（156.75mm边长）电池片的单晶PERC电池，基于60版型整片封装：
基于M2规格电池片，22%平均效率的单晶PERC电池，60版型组件：
随行业竞争加剧，仅电池效率的提升无法满足市场的需求，进几年组件端新技术大量应用，有明显的提升功率与效率的效果
半片技术通过降低组件内部电学损耗，使组件功率提升2%；
此外最大的价值在于使热斑温度降低10~20C，电池效率提升、双面电池的应用、大硅片的出现均会使组件热斑温度提高，因此半片或其他切片技术将成为标配以确保热斑可靠性；
相对全片组件，半片组件在辐照好的地区具有发电优势。
多主栅技术同时高了光的利用率与电流的收集能力，从而提高了电池效率与组件功率；
行业主流采用圆形焊带，全片电池组件采用12主栅，半片电池组件采用9主栅效果与12主栅相当，从而节省了焊带成本；
由于技术成熟度的原因，主要企业在2017年末2018年初选择了半片路线。2019年逐渐在半片基础上叠加9主栅，144c组件功率提升5W以上；
半片叠加多主栅技术成为2020年的主流组件封装技术。
无缝焊接是使用焊带来实现电池片的叠瓦式连接，从而消除电池片间距；
为解决电池片连接处的应力问题，可采用更薄的扁焊带来实现；采用圆焊带则需要在焊接时对焊带连接处做整形；
消除片间距后，组件效率提升0.2%以上（1切2），若后续采用1切3或者1切4的方案，效率提升幅度可达0.3-0.4%；
其工艺可由常规焊机或多主栅焊机改造实现，量产成熟度和产品可靠性需要进一步验证。
叠瓦技术是把电池1切5或1切6后用导电胶连接；
同样消除了片间隙；无主栅和焊带遮光；不使用焊带因而降低了电学损耗，提升组件效率。
2019年国产叠瓦组件的制造设备已经成熟，导电胶出现不少供应商；
叠瓦技术的主要挑战：
电池效率偏低导致组件效率被半片+MBB和无缝焊接技术接近甚至反超；
成本较高。
三角焊带技术和小间距技术的结合，通过三角焊带的反光特性提升组件功率，并结合背面薄焊带减少电池片间隙；
目前三角焊带主推7主栅；小间距为0.5mm，通过三角焊带连接薄的扁焊带来实现，需重点考察可靠性；
目前尚未大规模应用，量产的设备成熟度有待验证。
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