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HIT目前有哪些技术专利?

全球光伏 2022-05-20


今年中国经济增速有所放缓,整体环境不太乐观,光伏行业的发展在一定程度上收到了影响。


预计2019年的装机容量不到30GW,是近三年来的最低。


前几年由于国内市场补贴很大,光伏行业发展前景也相对理想,近期由于各种因素干扰,补贴也正在减少,光伏行业陷入低谷期。


再次出海也许是下一个十年最好的选择!


再次出海,却又不得不面临两个关键问题,技术和知识产权。


光伏行业要想发展,主要还得依靠光伏技术的不断更新进步,因为技术进步可以降低成本,让拥有技术的企业在一定时间内获得技术上的红利。


一旦出海,对知识产权风险的提前预判和防范也将成为光伏企业新的挑战。


《异质结太阳能电池知识产权白皮书》对于光伏行业技术的发展现状和未来发展方向,光伏行业的知识产权发展现状,以及光伏行业关注的重点企业技术分析的等维度进行深度剖析,助力光伏企业研发。
技术研发进展
如何提高光电转换效率是太阳能电池研究的核心问题。


电池效率损失的原因可概括为光学损失和电学损失,为了提高太阳能电池效率,需要同时降低光学损失和电学损失。


降低光学损失的有效措施包括采用前表面低折射率的减反射膜、前表面绒面结构、背部高反射等陷光结构及技术,而前表面无金属电极遮挡的全背接触技术则可以最大限度地提高入射光的利用率。


减少电学损失则需要从提高硅片质量、改善PN结形成技术(如离子注入等)、新型钝化材料与技术(如TOPCon、POLO等)、金属接触技术等方面入手[5]。


△各研究机构硅异质结太阳能电池研究进展


技术手段汇总


针对HIT电池存在的光损失、接触电阻大或分布不均、钝化效果差、成本高、载流子复合、低温工艺和组件互连等问题及要求,总结了松下、Kaneka、夏普、汉能、赛昂、上海微系统所等企业及研究机构采用的技术手段。


可以看到,电池的光损失是目前比较关注的问题,目前通常采用结合IBC结构,减小电极遮光面积的方法,国内的汉能、赛昂、上海微系统所则更注重对金字塔结构及其工艺进行优化,增加光的入射率。


接触电阻、钝化效果、成本及载流子复合方面也比较受关注,其对于单电池性能的提高也起着至关重要的作用。而夏普基于自身的工艺基础,更偏向于对低温工艺和电池组件连接工艺的研究,以满足其产业化生产要求。
表1-2 各企业及机构优化HIT电池采用的技术手段汇总
专利技术发展现状
从上世纪七十年代开始,HIT电池技术的申请量处于一个上升到平稳的状态。需要提及的是,对于2018-2019年的专利申请数量,由于存在部分申请需要18个月之后才能公开的情况,因此存在专利申请数量统计不全。


△全球HIT电池技术相关专利申请趋势(单位:件) 可以看到全球HIT电池技术相关专利的申请从1978年之后大致可以分为三个阶段:

(1)1978-2004年,这段时期的专利申请量相对较少,整体的专利申请量都在100件以内,这一时期可视为HIT电池技术发展的萌芽期。在此期间,三洋公司于1990年最早推出了HIT结构电池,专利申请量也出现了一个明显提高,随后申请量出现回落趋势。


到2000年,三洋公司研制的HIT电池效率达到20.7%,当年的申请量又有一个明显提升。在该阶段,中国进行HIT电池的研究企业和机构较少,技术相对落后。


(2)2005-2011年,这段时期的专利申请量逐年增长,由2005年的100件左右提高到2011年的539件,这一时期可视为HIT电池技术的快速发展期。


在此期间,三洋公司连续四次刷新HIT电池效率记录,并获得NREL认证,技术的快速发展促成了2011年专利申请量的迅速增长。


而中国在HIT技术领域起步较晚,这一阶段中国专利申请量相对较少,为了促进HIT技术的快速发展,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中提到,重点研究开发高性价比太阳光伏电池及利用技术,太阳能建筑一体化技术等,大力推进我国光伏产业发展,并出台了一系列光伏行业补贴政策,加快推进光伏电池产业化,随后,国内钧石、赛昂等开始尝试异质结的推广。


(3)2012年至今,随着关注度的提高和研发力度的增大,2012年后每年的专利申请量都保持在300-500件(2017年到2019年专利未完全公开,仅供参考),处于一个稳步发展的阶段。在此期间,国内各大科研院校包括中科院所、清华大学、华中科技大学、吉林大学、南昌大学等,纷纷展开HIT电池技术的研究,上海超日太阳能与中科院电工所、万阳能源与上海交通大学太阳能研究所签订研发合作协议,进行HIT电池技术的实验室研究及产业化开展。2015年,国家能源局发布光伏“领跑者计划”,从光伏项目补贴,到对高效电池和组件专项支持,大力推进光伏产业的发展。


目前,我国已成为全球HIT电池技术的主要研发国之一,随着更多光伏企业的迅猛发展,我国在HIT电池领域占据了一席之地。


同时2020年,是国家“十三五”计划的最后一年,也将是光伏产业触底上扬之后的回暖之年。光伏产业已提前完成了五年计划任务,又将在政策换挡之后迈向平价时代。来源:光伏盒子


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