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深度 | 疊片組件與HIT組件現狀總體分析

?疊片(疊瓦)電池

隨著光伏技術的進步和“領跑者”計劃的深入推進,中國光伏行業開始進入高效產品比拼的時代。

一、疊片電池結構和原理

其中,作為主流高效組件技術之一的疊片技術目前受到廣泛關注。傳統組件電池片之間采用匯流條連接結構,大量匯流條的使用,增加了組件內部的損耗,降低了組件轉換效率,同時單片電池片的差異在串聯結構下,反向電流對組件影響會增加,從而產生熱斑效應而損壞組件甚至影響整個光伏系統的運轉。

疊片組件利用切片技術將柵線重新設計的電池片切割成合理圖形的小片,將每小片疊加排布,焊接制作成串,再經過串并聯排版后層壓成組件。這樣使得電池以更緊密的方式互相連結,在相同的面積下,疊片組件可以放置多于常規組件13%以上的電池片,并且由于此組件結構的優化,采用無焊帶設計,大大減少了組件的線損,大幅度提高了組件的輸出功率。

二、疊片技術的前景

更高效率更低損耗,疊片技術無疑將對國內的高效組件封裝技術帶來革命性影響。尤其在目前國內組件市場價格日漸下行的情況下,組件領域的降本提效成為必須。因此,光伏業內企業積極推進疊片組件的技術研發與大規模制造。

疊片組件目前的應用市場主要在一些高效應用場景中,如第三批領跑者中應用領跑基地和技術領跑基地中各有一個項目中標;日本一直是高效產品的市場,疊片組件在日本也有不錯的應用市場。此外,疊片組件漂亮的外觀非常適用于戶用分布式。

三、疊片技術生產企業

1、賽拉弗

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賽拉弗于2016年3月推出應用疊片技術的日食系列(Eclipse)組件。相同60片版型的組件可以達到320W以上。Eclipse新技術和工藝還可結合現存的高效電池技術,在2017SNEC上,賽拉弗推出了兩款新型日食組件,分別是搭配了黑硅與PERC工藝的組件產品,以及采用HJT電池的組件產品。

賽拉弗日食系列(疊瓦組件)于2016年5月順利通過測試,成為全球第一家通過TUVSUD認證的采用切片疊瓦技術的高效組件,功率輸出與常規組件相比提高了15%。

2、東方環晟

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2017年2月,東方電氣(40%)、中環股份(37%)、SunPower(20%)聯手宜興開發區(3%)四方簽約,啟動東方環晟高效疊片太陽能電池組件項目。據悉,該項目引進股東方SunPower獨創并經北美市場驗證成熟的疊片組件技術,建設21條全部應用疊片技術的單多晶組件生產線。項目總投資約50億元,2017年底將建成730MW高效疊片太陽能電池組件產能,全部投產后將形成5GW高效疊片太陽能組件產能。第一批51MW產品已銷往海外。

3、協鑫集成

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協鑫集成自2014就成立了高效切片技術與高效疊片技術的專項科技研發團隊,其推出的金剛高密度組件即應用了創新型的疊片技術,并在2016SNEC上開始展出。

4、其他企業

此外,在2017年SNEC上,晶科、中來股份、億晶光電、順風、中利騰暉、隆基樂葉、Solaria等公司均展示了疊片組件產品,但現均無量產。相似的還有隆基與愛康。2018年5月25日,隆基樂葉宣布:經權威認證測試機構CGC測試,隆基樂葉研發的60尺寸型雙面疊片組件正面轉換效率達20.66%,突破世界紀錄,成為目前全球60尺寸型雙面疊片組件正面轉換效率最高紀錄保持者。2018年7月28日,愛康光電疊瓦組件生產線首件產品成功下線,命名為“鯤鵬”系列的疊瓦單晶組件。

四、疊片電池組件存在問題:

1、技術門檻高

疊片電池組件的大規模量產還存在一些問題。首先,疊片組件的技術門檻較高,如何在封裝過程中確保電池聯結的可靠性是技術關鍵;

2、成本高

疊片組件需額外采用新設備和材料制造,成本相對較高。據了解每瓦成本至少高出3毛錢以上。

3、專利風險高

疊片組件存在專利糾紛的風險,故組件制造商在進行研發生產時應注意規避專利風險。這也是疊片組件生產最大的風險。目前疊片技術的全球專利已經被Sunpower注冊。東方環晟與Sunpower合資避免了專利風險。

五、總結

總體來說:如能避免規模過大引起專利起訴與賠償,疊片技術只要實現了規模化的發展,成本一定會降下來,在未來會非常有競爭優勢。

HIT電池

一、HIT發展背景

HIT是Heterojunction withIntrinsic Thin-layer的縮寫,意為本征薄膜異質結,因HIT已被日本三洋公司申請為注冊商標,所以又被稱為HJT或SHJ(Silicon Heterojunction solarcell)。該類型太陽能電池最早由日本三洋公司于1990年成功開發,當時轉換效率可達到14.5%(4mm2的電池),后來在三洋公司的不斷改進下,三洋HIT電池的轉換效率于2015年已達到25.6%(2009年,三洋公司被松下收購)。迄今為止,該太陽能電池的最高效率可達26.3%,HIT技術疊加IBC技術之后的HBC電池最高效率可達26.63%。2015年三洋的HIT專利保護結束,技術壁壘消除,是我國大力發展和推廣HIT技術的大好時機。

二、HIT電池優勢和特點

1、高溫環境下發電量高

在一天的中午時分,HIT電池的發電量比一般晶體硅太陽電池高出8-10%,雙玻HIT組件的發電量高出20%以上,具有更高的用戶附加值。

2、雙面電池

HIT是非常好的雙面電池,正面和背面基本無顏色差異,且雙面率(指電池背面效率與正面效率之比)可達到90%以上,最高可達96%,背面發電的優勢明顯。

三、HIT電池產業化現狀

2017年國內HIT電池已經形成產能1GW,但是產量有限,僅為60MW,平均轉化效率為22.7%,預計2018年將迎來異質結發展元年,2018年規劃產能將為2.5GW,總產能將達到3.5GW。在大規模量產方面,首屈一指的當然是日本三洋,現有產能1GW,量產效率達23%。除此之外,有較成熟HIT技術的還有松下、Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建均石、晉能、中智(泰興)、上澎等企業。

1、晉能清潔能源有限公司

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晉中基地的高效異質結單晶電池組件10萬千瓦項目2017年4月份投產,成為國內首條高效異質結單晶電池規模化生產線,并有望在國際上首次以接近常規晶硅組件成本的技術路線實現高效異質結單晶電池產品的量產。

另外據統計2017年晉能異質結電池出貨量為4MW左右。未來三年內,晉中超高效異質結電池及組件生產基地產能將達到2GW,同時超高效異質結組件的生產成本將降至0.4美元/瓦。

2、鈞石(中國)能源有限公司

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鈞石目前異質結電池總產能為金石能源100MW產能(前期100MW主要用于研發)以及福建鉅能剛投產的500MW產能,總產能為600MW。

另外據統計2017年鈞石異質結電池總出貨量為1-2MW。不過隨著其500MW產能投產,其公司自我預計2018年出貨量將到達100-200MW。

3、中智(泰興)電力科技有限公司

2017年7月,中智(泰興)與江蘇省泰興市高新區合作共同投資建設的160MW兩條異質結太陽電池的生產線已建成,投入總計4億元左右。另外據統計2017年中智(泰興)異質結出貨為1-2MW。

4、漢能

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于2016年成立HIT事業部,專注于制造HIT整線生產線。2017年3月,漢能投資高達39.15億元對原漢能光伏的生產線全面進行技改升級,重新建設以高效異質結太陽能電池(HIT光伏電池)及柔性CIGS薄膜太陽能電池為技術路線的薄膜太陽能研發制造基地。據了解目前漢能HIT電池片研發效率達23%,產能400MW。

5、深圳光遠智能裝備股份有限公司

2017年12月28日。由深圳光遠智能裝備股份有限公司生產的高速雙軌串焊機GCH-2600A完成該項目第一片HIT電池焊接——標志國內HIT光伏技術獲得突破,而該項目的一期120MW同日宣布投產,二期480MW計劃在2018年底建成投運。全部達產后HIT系列新產品年產能達600MW。

6、江蘇愛康科技股份有限公司

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2018年6月16日,愛康科技宣布總投資106億元的愛康科技異質結(HIT)新一代高效太陽能電池項目落戶浙江長興,并于2018年7月28日舉行了開工儀式,規劃總產能5GW,項目達產后,預計年銷售收入120億元,年稅收7億元。

7、其他企業

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三、HIT電池產業發展問題

1、技術門檻高

HIT電池雖然效率高,同等功率發電量高,但實際并不如廠家所吹噓的那樣發電量高15%,實際也就搞7%左右。采用本征薄膜異質結,技術門檻高。

2、成本高

這是最大的問題,目前HIT組件比普通組件價格高約近1塊錢左右,即使實現了量產,預計也會比PERC高效電池高5毛錢左右。因此還未到大規模量產化的階段。

光伏資訊 張衛紅

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