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IBC電池技術(shù),為何沒有成為光伏行業(yè)主流?

來源:全球起重機(jī)械網(wǎng)??人氣:4104
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 近日,TCL中環(huán)宣布以2億美元認(rèn)購參股公司MAXN的可轉(zhuǎn)債,以用于支撐其依據(jù)IBC電池技能的Maxeon7系列產(chǎn)品研制。在發(fā)布公告后的第一個(gè)交易日,TCL中環(huán)的股價(jià)強(qiáng)勢(shì)漲停。而同樣是采用IBC電池技能的愛旭股份,跟著ABC電池即將量產(chǎn),自4月27日以來股價(jià)漲幅已超4倍。
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跟著光伏職業(yè)逐步進(jìn)入N型年代,以TOPCon、HJT、IBC為代表的N型電池技能成為了企業(yè)爭(zhēng)相布局的焦點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯現(xiàn),TOPCon現(xiàn)有產(chǎn)能54GW,在建及規(guī)劃產(chǎn)能146GW;HJT現(xiàn)有產(chǎn)能7GW,在建及規(guī)劃產(chǎn)能180GW。

不過,比較于TOPCon和HJT,IBC的擁簇卻并不多,僅有TCL中環(huán)、愛旭股份、隆基綠能等區(qū)區(qū)幾家企業(yè),現(xiàn)有、在建及規(guī)劃產(chǎn)能規(guī)劃算計(jì)不超越30GW。要知道,具有近40年開展史的IBC早已完成了商業(yè)化落地,出產(chǎn)工藝現(xiàn)已開展老練,且功率與本錢均具有一定優(yōu)勢(shì)。那么,究竟是何種原因?qū)е翴BC沒有成為職業(yè)的主流技能路線?

轉(zhuǎn)化功率更高、外形漂亮且具有經(jīng)濟(jì)性的渠道型技能

材料顯現(xiàn),IBC是一種背結(jié)背觸摸的光伏電池結(jié)構(gòu),由SunPower首次提出,距今已有近40年前史。其正面采用SiNx/SiOx雙層減反鈍化薄膜,無金屬柵線;而發(fā)射極、背場(chǎng)以及對(duì)應(yīng)的正負(fù)金屬電極呈叉指狀集成在電池反面。因?yàn)檎鏇]有柵線遮擋,因而可以最大限度的使用入射光,添加有用發(fā)光面積,減少光學(xué)丟失,繼而到達(dá)進(jìn)步光電轉(zhuǎn)化功率的意圖。

數(shù)據(jù)顯現(xiàn),IBC的理論轉(zhuǎn)化功率極限為29.1%,高于TOPCon和HJT的28.7%和28.5%。現(xiàn)在,MAXN最新的IBC電池技能的均勻量產(chǎn)轉(zhuǎn)化功率現(xiàn)已到達(dá)25%以上,新產(chǎn)品Maxeon7有望進(jìn)步至26%以上;愛旭股份的ABC電池均勻轉(zhuǎn)化功率估計(jì)可以到達(dá)25.5%,實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)化功率更是高達(dá)26.1%。而比照企業(yè)發(fā)表的TOPCon和HJT的均勻量產(chǎn)轉(zhuǎn)化功率,一般在24%-25%之間。

受益于單面結(jié)構(gòu),IBC還可以與TOPCon、HJT、鈣鈦礦等電池技能疊加,構(gòu)成轉(zhuǎn)化功率更高的TBC、HBC以及PSCIBC,因而也被譽(yù)為是一項(xiàng)“渠道技能”?,F(xiàn)在,TBC和HBC的實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)化功率現(xiàn)已到達(dá)26.1%和26.7%。而依據(jù)國外某研討團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的PSCIBC電池功能模擬仿真成果顯現(xiàn),在25%光電轉(zhuǎn)化功率正面制絨的IBC底電池上制備的3-T結(jié)構(gòu)PSCIBC轉(zhuǎn)化功率高達(dá)35.2%。

在極限轉(zhuǎn)化功率更高的一起,IBC也具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。依據(jù)業(yè)界專家的測(cè)算,現(xiàn)在TOPCon和HJT的單W本錢較PERC高0.04-0.05元/W和0.2元/W,而徹底把握IBC出產(chǎn)工藝的企業(yè),本錢可以做到與PERC持平。與HJT類似的是,IBC的設(shè)備投資額相對(duì)較高,到達(dá)3億元/GW左右。不過,受益于低銀耗的特性,IBC的單W本錢更低。值得一提的是,愛旭股份的ABC現(xiàn)已完成了無銀技能。

此外,IBC因?yàn)檎鏌o柵線遮擋,外形較為漂亮,更適用于戶用場(chǎng)景以及BIPV等分布式商場(chǎng)。尤其是面對(duì)價(jià)格敏感度更低的戶用商場(chǎng),顧客非常樂意為漂亮的外形付出一定的溢價(jià)。比如在部分歐洲國家戶用商場(chǎng)非常暢銷的黑組件,因?yàn)榕c深色房頂搭配更為漂亮,因而相較于慣例PERC組件獲得了更高的溢價(jià)水平。不過,黑組件因?yàn)橹苽涔に嚨膯栴},其轉(zhuǎn)化功率要低于PERC組件,而“天生麗質(zhì)”的IBC則不會(huì)產(chǎn)生這樣的問題,其在外形漂亮的一起,轉(zhuǎn)化功率也更高,因而應(yīng)用場(chǎng)景更為廣泛、產(chǎn)品溢價(jià)才能更強(qiáng)。

出產(chǎn)工藝?yán)暇殻寄茈y度高

既然IBC在轉(zhuǎn)化功率更高的一起,也具有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì),那么為何布局IBC的企業(yè)卻少之又少?前述中曾提到,只要徹底把握IBC出產(chǎn)工藝的企業(yè),本錢才可以與PERC根本持平。因而,雜亂的出產(chǎn)工藝,尤其是存在較多類半導(dǎo)體工藝,是導(dǎo)致其“擁簇”較少的核心原因。

從傳統(tǒng)意義上講,IBC首要有三種工藝路線:一是以SunPower為代表的經(jīng)典IBC工藝,二是以ISFH為代表的POLO-IBC工藝(TBC與其同宗同源),三是以Kaneka為代表的HBC工藝。而愛旭股份的ABC技能路線,則可以看做是第四種工藝路線。

從出產(chǎn)工藝?yán)暇毝葋砜?,?jīng)典IBC早已完成大規(guī)劃量產(chǎn),數(shù)據(jù)顯現(xiàn)SunPower已累計(jì)出貨35億片;ABC將于今年三季度完成6.5GW的量產(chǎn)規(guī)劃,愛旭股份也正式發(fā)布了依據(jù)該技能的“黑洞”系列組件。相對(duì)而言,TBC、HBC的技能不夠老練,完成商業(yè)化落地尚需時(shí)日。

具體到出產(chǎn)工藝上,IBC與PERC、TOPCon、HJT比較首要變化在于背電極的構(gòu)型上,即構(gòu)成叉指狀的p+區(qū)和n+區(qū),其也是影響電池功能的要害。在經(jīng)典IBC的出產(chǎn)過程中,背電極的構(gòu)型首要有絲網(wǎng)印刷、激光刻蝕、離子注入三種方法,由此也產(chǎn)生了三種不同的子路線,每種子路線所對(duì)應(yīng)的工序多達(dá)14步、12步和9步。

材料顯現(xiàn),工藝?yán)暇毜慕z網(wǎng)印刷雖然外表看起來工藝簡(jiǎn)略,具有顯著的本錢優(yōu)勢(shì)。不過,因?yàn)槠浜?jiǎn)單造成電池外表缺點(diǎn),摻雜作用難以操控,需要經(jīng)過屢次絲網(wǎng)印刷和準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)工藝,因而添加了工藝難度以及出產(chǎn)本錢。激光刻蝕具有復(fù)合低、摻雜類型可控等長(zhǎng)處,但工藝過程雜亂,工藝難度大。離子注入具有操控精度高、擴(kuò)散均勻性好等特點(diǎn),但其設(shè)備貴重,且簡(jiǎn)單造成晶格損害。

參閱愛旭股份的ABC出產(chǎn)工藝,其首要采用了激光刻蝕的方法,出產(chǎn)工序多達(dá)14步。依據(jù)公司在成績(jī)溝通會(huì)上發(fā)表的數(shù)據(jù),ABC的量產(chǎn)良率僅為95%,顯著低于PERC和HJT的98%以上。要知道,愛旭股份是專業(yè)化的電池片廠商,具有極為深沉的技能積淀,出貨量常年穩(wěn)居全球第二。由此也直接印證了,IBC出產(chǎn)工藝的難度之高。

TOPCon、HJT的下一代技能路線之一

雖然IBC的出產(chǎn)工藝難度較高,但其渠道型的技能特征疊加更高的轉(zhuǎn)化功率極限,可以有用延長(zhǎng)技能生命周期,在保持企業(yè)商場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一起,亦可下降技能迭代所帶來的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。尤其是與TOPCon、HJT、鈣鈦礦疊加構(gòu)成轉(zhuǎn)化功率更高的疊層電池,更是被業(yè)界共同認(rèn)為是未來的主流技能路線之一。因而,IBC大概率會(huì)成為當(dāng)下TOPCon和HJT陣營(yíng)的下一代技能路線之一?,F(xiàn)在,已有多家企業(yè)發(fā)表正在進(jìn)行相關(guān)的技能研討。

具體而言,由TOPCon和IBC疊加構(gòu)成的TBC,將POLO技能用于正面無遮擋的IBC,在不丟失電流的基礎(chǔ)上進(jìn)步鈍化作用和開路電壓,繼而進(jìn)步光電轉(zhuǎn)化功率。TBC具有穩(wěn)定性好、選擇性鈍化觸摸優(yōu)異以及與IBC技能兼容性高級(jí)優(yōu)勢(shì)。其出產(chǎn)工藝技能難點(diǎn)在于反面電極阻隔、多晶硅鈍化質(zhì)量的均勻性以及與IBC工藝路線的集成等。

由HJT與IBC疊加構(gòu)成的HBC,其前外表無電極遮擋,采用減反射層替代TCO,在短波長(zhǎng)范圍內(nèi)光學(xué)丟失更少,本錢更低。HBC因?yàn)殁g化作用更好、溫度系數(shù)更低,在電池端轉(zhuǎn)化功率優(yōu)勢(shì)顯著一起,在組件端的發(fā)電量也更高。不過,IBC嚴(yán)厲的電極阻隔、制程雜亂及工藝窗口窄等出產(chǎn)工藝問題依然是阻礙其產(chǎn)業(yè)化的難點(diǎn)。

由鈣鈦礦和IBC疊加構(gòu)成的PSCIBC,可以完成吸收光譜互補(bǔ),繼而經(jīng)過提升太陽光譜的使用率來進(jìn)步光電轉(zhuǎn)化功率。雖然從理論上講PSCIBC的極限轉(zhuǎn)化功率更高,但在疊加后對(duì)晶硅電池產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響以及出產(chǎn)工藝對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)線的兼容程度,是限制其開展的重要因素之一。

引領(lǐng)光伏職業(yè)的“顏值經(jīng)濟(jì)”

從應(yīng)用層面來看,跟著全球范圍內(nèi)分布式商場(chǎng)的爆發(fā),具有更高轉(zhuǎn)化功率、顏值更高的IBC組件產(chǎn)品具有廣闊的開展前景。尤其是其高顏值特性,可以滿足顧客對(duì)于“美”的追求,有望獲得一定的產(chǎn)品溢價(jià)。參閱家電職業(yè),“顏值經(jīng)濟(jì)”成為疫情前商場(chǎng)增長(zhǎng)的核心驅(qū)動(dòng)力,而那些只是注重產(chǎn)品質(zhì)量的企業(yè),卻逐步被顧客所拋棄。此外,IBC也非常適合BIPV,這將成為其間長(zhǎng)期內(nèi)的潛在增長(zhǎng)點(diǎn)。

就商場(chǎng)格局而言,現(xiàn)在IBC領(lǐng)域僅有TCL中環(huán)(MAXN)、隆基綠能和愛旭股份等少數(shù)玩家,而分布式的商場(chǎng)份額,則現(xiàn)已占到了整體光伏商場(chǎng)的一半以上。尤其是跟著價(jià)格敏感度更低的歐洲戶用光儲(chǔ)商場(chǎng)的全面爆發(fā),高功率、高顏值的IBC組件產(chǎn)品,大概率會(huì)遭到顧客的熱捧。

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