隨著傳統(tǒng)p型電池效率逼近極限，n型技術(shù)脫穎而出，TOPCon、HJT、BC技術(shù)爭(zhēng)放異彩。BC電池正面無(wú)柵線(xiàn)遮擋，轉(zhuǎn)換效率更高，理論效率極限為29.1%，高于TOPCon電池和HJT電池的28.7%和28.5%，因而備受市場(chǎng)關(guān)注。
而近日，BC技術(shù)又有新突破。創(chuàng)造這一突破的，是引領(lǐng)ABC技術(shù)發(fā)展的行業(yè)先行者——愛(ài)旭。
早在2022年，愛(ài)旭全球首家推出基于n型襯底硅片結(jié)合BC電池技術(shù)的ABC組件，成為問(wèn)鼎晶硅技術(shù)更高轉(zhuǎn)換效率的先鋒。
隨后，在其持續(xù)投入研發(fā)的加持下，ABC組件產(chǎn)品不斷升級(jí)。2023年12月20日，愛(ài)旭在北京隆重推出ABC高雙面率組件新品，量產(chǎn)效率達(dá)23.7%，雙面率從40%一躍突破至70%。
打破行業(yè)對(duì)于BC產(chǎn)品雙面率低質(zhì)疑的同時(shí)，愛(ài)旭在A(yíng)BC技術(shù)上開(kāi)創(chuàng)性的六大突破，更是實(shí)現(xiàn)了從硅片到電池到組件，從效率到質(zhì)量的全面顛覆，彰顯出n型ABC技術(shù)是代表未來(lái)趨勢(shì)的單結(jié)電池終極技術(shù)的實(shí)力。
高阻低氧的高質(zhì)量硅片
行業(yè)過(guò)去普遍采用的硅片制備方法是傳統(tǒng)直拉法(RCZ)，在單晶硅拉制過(guò)程中，由于石英坩堝的溶解，晶棒會(huì)不可避免地引入氧雜質(zhì)，含氧量約12.5ppma。氧含量高會(huì)影響硅片的結(jié)晶性及少子壽命，從而直接影響電池片轉(zhuǎn)換效率及產(chǎn)品良率，難以制備超高效晶硅電池。
愛(ài)旭開(kāi)發(fā)的新一代硅片技術(shù)——輕摻雜超導(dǎo)磁控直拉法(LD-MCZ)，在工藝中附加了穩(wěn)定的磁場(chǎng)，硅熔體內(nèi)部的帶電粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力，進(jìn)而抑制熔體內(nèi)的對(duì)流，減少坩堝內(nèi)壁的腐蝕，可以顯著降低硅片氧含量。這一硅片技術(shù)突破了電阻率控制和斷線(xiàn)控制兩大挑戰(zhàn)，生產(chǎn)出來(lái)的硅片氧濃度在10ppma以下，少子壽命在10000以上，較RCZ提升了將近10倍。這種高阻低氧的真正高質(zhì)量硅片，為晶硅電池向上突破到27%以上的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率打開(kāi)了通道，也為電池和組件技術(shù)的進(jìn)步奠定了重要的基礎(chǔ)。
超快激光圖形化的電池技術(shù)
掣肘BC技術(shù)的一大難點(diǎn)是圖形化。傳統(tǒng)BC電池采用半導(dǎo)體的掩膜法，需要通過(guò)涂膠、曝光、顯影、刻蝕、清洗等多個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)，成本非常高，且良率低，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
愛(ài)旭開(kāi)發(fā)出新一代超快激光圖形法技術(shù)，通過(guò)飛秒、皮秒、亞皮秒超快激光一步法完成加工，精度準(zhǔn)、效率高，實(shí)現(xiàn)了電池產(chǎn)品的低成本、高產(chǎn)能和高良率，也適合大規(guī)模量產(chǎn)。愛(ài)旭珠海和義烏工廠(chǎng)的ABC電池采用的就是超快的激光圖形化技術(shù)，這也是推動(dòng)ABC產(chǎn)品持續(xù)降本的關(guān)鍵技術(shù)之一。
無(wú)銀化金屬涂布技術(shù)
在銀漿方面，電池工藝絲網(wǎng)印刷大量消耗銀漿，存在成本高、可靠性差的問(wèn)題。目前太陽(yáng)能銀漿的用量已經(jīng)占到了全球的15%左右，相關(guān)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2027年白銀用量超過(guò)儲(chǔ)量的20%，2050年將達(dá)全部?jī)?chǔ)量的85%到98%，這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的供需不平衡。“如果不能解決銀漿消耗問(wèn)題，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是不具有可持續(xù)性的。當(dāng)太陽(yáng)能銀漿用量占到總儲(chǔ)存產(chǎn)量的90%的時(shí)候，意味著白銀可能比黃金還要昂貴。”愛(ài)旭董事長(zhǎng)陳剛在發(fā)布會(huì)上表示。
面對(duì)這個(gè)制約行業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題，愛(ài)旭創(chuàng)造性地發(fā)展了無(wú)銀化金屬涂布技術(shù)，即通過(guò)電化學(xué)及化學(xué)手段鍍銅、鎳、錫，原料無(wú)限量供應(yīng)，成本低廉，電池效率高，確保光伏產(chǎn)業(yè)化規(guī)模擴(kuò)展無(wú)后顧之憂(yōu)。目前愛(ài)旭在10GW規(guī)模的生產(chǎn)線(xiàn)上取得了全面超越印刷銀漿的工藝效果，為光伏行業(yè)全體跨入無(wú)銀時(shí)代開(kāi)辟了成功路徑。
高可靠0BB串焊技術(shù)
隨著電池效率的提升，組件的封裝損失變大。針對(duì)這一問(wèn)題，愛(ài)旭開(kāi)發(fā)出高可靠0BB串焊技術(shù)，即銅焊帶與細(xì)柵線(xiàn)通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)合金化，也就是無(wú)主柵串焊技術(shù)。這種做法解決了無(wú)主柵串焊制程中焊帶與細(xì)柵結(jié)合質(zhì)量差的痛點(diǎn)，焊接質(zhì)量高，基本無(wú)虛焊和過(guò)焊，組件可靠性大幅提升，并能減少1%的組件封裝損失。較之PERC、TOPCon，愛(ài)旭0BB技術(shù)的串焊拉力更強(qiáng)、質(zhì)量更好、效率更高。
雙面率突破至70%
以前，行業(yè)普遍認(rèn)為BC電池雖兼具美觀(guān)、可靠性好、發(fā)電量高等優(yōu)勢(shì)，但不適合雙面發(fā)電。面對(duì)這一行業(yè)桎梏，愛(ài)旭通過(guò)采用多種技術(shù)和新材料，突破以往的設(shè)計(jì)思路，使電池圖形化結(jié)構(gòu)解析度得以提升，組件光學(xué)設(shè)計(jì)得以增強(qiáng)，雙面率提升至70%。目前TOPCon量產(chǎn)雙面率在80%左右，但ABC組件本身極高的正面效率疊加70%的雙面率，綜合功率高于TOPCon技術(shù)路線(xiàn)。
愛(ài)旭新推出的“恒星系列”ABC組件，同等土地面積下，不論地面還是水面場(chǎng)景，較之TOPCon均能實(shí)現(xiàn)5%以上的功率增益，在有效提高發(fā)電量、降低投資成本等方面表現(xiàn)優(yōu)秀。
ABC技術(shù)品質(zhì)新跨越
愛(ài)旭在提升ABC組件品質(zhì)方面也下足功夫。據(jù)了解，傳統(tǒng)TOPCon電池硅基體半鈍化，燒穿銀漿金屬化，在對(duì)電池性能進(jìn)行IV 、EL測(cè)試的時(shí)候采用機(jī)械壓針式檢測(cè)，組件電池片之間焊接是“Z”字型，上述制備過(guò)程會(huì)造成電池結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，電性能衰減大，效率提升有限;組件的可靠性、抗衰減和耐候性差。與此不同，愛(ài)旭ABC電池硅基體采用全鈍化，非燒穿無(wú)銀金屬化，電池在進(jìn)行IV、EL檢測(cè)采用非接觸光學(xué)檢測(cè)，組件電池之間采用“一”字型焊接，有效提升了組件抗隱裂能力，具備良好的可靠性、抗衰減和耐候性。檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，ABC在組件在三倍IEC標(biāo)準(zhǔn)的PID、DH和TC測(cè)試中，表現(xiàn)優(yōu)異。愛(ài)旭介紹，ABC組件首年衰減不超過(guò)1%，次年起每年衰減不超過(guò)0.35%。
永葆創(chuàng)新是愛(ài)旭勇攀晶硅技術(shù)高峰的驅(qū)動(dòng)力，持續(xù)的研發(fā)投入是愛(ài)旭取得技術(shù)突破的保障，研發(fā)專(zhuān)利為ABC技術(shù)搭建起全方位牢固的護(hù)城河。截至2023年三季度末，投入研發(fā)費(fèi)用約11.38億元，同比增長(zhǎng)23%;截至2023年10月31日，公司累計(jì)申請(qǐng)專(zhuān)利1882件，獲得授權(quán)專(zhuān)利1061件，圍繞ABC技術(shù)申請(qǐng)專(zhuān)利325件，獲得授權(quán)專(zhuān)利157件。
“成立14年來(lái)，愛(ài)旭始終圍繞不斷提升光電轉(zhuǎn)化效率構(gòu)建企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，以極致技術(shù)創(chuàng)新，在各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)推動(dòng)了行業(yè)跨越式發(fā)展。”愛(ài)旭董事長(zhǎng)陳剛表示，“未來(lái)，公司將繼續(xù)積極響應(yīng)國(guó)家‘雙碳’戰(zhàn)略目標(biāo)，踐行綠色可持續(xù)發(fā)展理念，通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新讓太陽(yáng)能成為最廣泛使用的經(jīng)濟(jì)能源，為零碳社會(huì)帶來(lái)澎湃動(dòng)力。”
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