1月9日下午,由亞洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會、保利協(xié)鑫能源控股有限公司聯(lián)合主辦的第四屆光伏產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新合作高峰論壇在蘇州舉行。協(xié)鑫集成首席技術官張淳博士在會上作《高效多晶、鑄造單晶電池及組件技術應用》主旨報告。
張淳博士主要觀點認為:
·多晶黑硅PERC目前量產(chǎn)平均效率達到21%,對應60片組件功率300W+。
·鑫單晶(鑄錠單晶)PERC目前量產(chǎn)平均效率達到21.8%,對應72片組件功率370W+。
·濕法黑硅在組件CTM方面有優(yōu)勢。
·2019年多晶黑硅PERC量產(chǎn)平均效率21.5%,鑫單晶PERC量產(chǎn)平均效率可達到22.2%。
·多晶PERC的LeTID控制已有產(chǎn)業(yè)化技術,鑫單晶需進一步優(yōu)化。
以下為現(xiàn)場速記內容:
我代表協(xié)鑫集成報告一下高效多晶和鑄造單晶方面的進展。
非常贊同沈輝老師的觀點,在晶體硅電池的先進性和原創(chuàng)性上面,中國的企業(yè)和研發(fā)機構,原創(chuàng)性這塊確實是我們的短板。但是在企業(yè)這塊,我們爭取把量產(chǎn)的高效技術做到極致。第二個方面可能鑄造單晶這樣一個概念是小小的例外,雖然不是100%中國人原創(chuàng),但是中國人在這塊的技術,原創(chuàng)性的貢獻還是比較大的。
我的匯報主要是分三方面:第一個方面我想簡單匯報和交流一下協(xié)鑫集成在多晶高效電池這塊,也就是黑硅疊加PERC這塊,在過去2—3年所取得的一些進展。
首先我們可以看到是黑硅技術俗稱的干法也好、濕法也好,目前協(xié)鑫集成的效率就是基于這樣一個工藝的改善優(yōu)化,平均量產(chǎn)效率做到21%這樣一個水平。而我想強調一下,這個效率水平全部都是在產(chǎn)線的量產(chǎn)設備一起配合做出來的,這既不是實驗室的小規(guī)模,也不是實驗室的中試線,完全是量產(chǎn)的設備和工藝來完成的。
大家可以看到量產(chǎn)平均效率21%多一點,同時結合抗光衰工藝目前還有一個小小的缺陷,效率上大概是0.2%左右的損失,但是總體上平均量產(chǎn)效率達到21%。然后我們可以看到單片最高效率21.62%,也不是實驗室工藝,而是完全量產(chǎn)的這樣一個測試結果。同時可以看到21%左右的這樣一個效率分布,也是占60%、70%的比例。
那么我們可以同時看到在組件端,我們可以比較這樣,結合常規(guī)組件,一個是白色EVA,一個是透明EVA,20.9%檔位的效率也能做到360瓦的水平,也就是說多晶高效電池我們也能做到組件300瓦平均的水平。
同時目前的濕法黑硅也是主流,所以我們前面提到的提效的技術,無論是在干法和濕法上都能完全一個通用的結果,在濕法上主要是對比了一下電阻率的優(yōu)化,同時王栩生博士也談到后續(xù)多晶結合SE的技術,通過這樣一個技術在多晶上也得到效率增益的體現(xiàn)。
可以看到濕法多晶的效率是完全沒有疊加產(chǎn)線提效技術,所以根據(jù)量產(chǎn)設備實際情況,濕法黑硅做到20.6%和20.4%。如果疊加像干法提效技術的話,一般濕法的效率比干法低0.2%左右,所以我們濕法黑法結合PERC也能做到20.8%的量產(chǎn)效果。
同樣在組件規(guī)律上,剛才王栩生博士提到濕法黑硅在組件的CTM方面相對于干法是有優(yōu)勢,雖然是20.6%的效率,同樣300瓦的組件也可以做到50%以上的比例。
同樣我們可以看到實際上在大規(guī)模量產(chǎn)組件的情況下,在20.4%左右不到的這樣一個大規(guī)模量產(chǎn)效率的條件下,我們組件的290瓦以上比例,也達到80%幾,這樣隨著電池的效率逐漸地提升,多晶黑硅PERC的平均檔位到300瓦是完全可以實現(xiàn)的。
第二個部分想交流一下關于鑫單晶目前的進展,目前生產(chǎn)了一千多萬片,協(xié)鑫集成大概是生產(chǎn)了500萬片電池。實際上鑫單晶的提效也是主要分兩個階段,第一個階段是可以看到在量產(chǎn)的實際效果,也就是起點不是很高。我們可以看到量產(chǎn)的平均效率21.2%左右,我們發(fā)現(xiàn)了幾個主要的問題,我們先不說成本,主要是一些拖尾,就是左下角灰色的部分,同時談到EL,還有它的光衰和三類片的分布。
還有就是在產(chǎn)線,我們選用不同的硅片,在小規(guī)模的試制,可以看到結合SE也好,可以做到21.7%、21.9%,證明鑫單晶可以做到這個效率。關于成本這塊,這是目前我們這塊的鑫單晶PERC每瓦的成本可能比濕法黑硅、干法黑硅,每瓦全成本貴幾分錢左右,但是這樣一個成本的降低空間還是巨大的。
這里的問題我們怎樣解決,剛才王博士說我們的三類片一般是通過濕法黑硅完美解決。主要大批量的A類片是通過堿制絨這塊,我們與王博士也有共同的觀點。
同時EL,如果我們這樣一個平均效率達到一個比較理想的水平,那么我們可以發(fā)現(xiàn)這樣由低效率造成的電池EL的現(xiàn)象,基本上可以消除,前期我們可以看到20.9%、21.1%在EL端現(xiàn)象是比較嚴重的。
通過第一階段150萬片硅片的電池生產(chǎn)以及主要問題的發(fā)現(xiàn),第二階段又投入了大概300多萬片電池的生產(chǎn)。通過這樣一個電池、硅片的改善以及電池工藝的完善,那么第二批300多萬片的電池平均效率達到了21.66%,接近21.7%的水平,當然這里有一個小圓圈是返工片的生產(chǎn),可以忽略不計。
在300多萬片的提質過程中,結合硅片的風險的改善,我們的效率提升又達到了新的高度,就是游達博士提到的,平均效率到了21.8%左右的平均效率。
隨著自動化生產(chǎn)的加強,尾部低效的分布就大量地減少,大量高效的分布21.8%、21.9%這樣一個比例超過了50%,結合22%以上的,大概基本上是70%以上的比例。那么鑫單晶如果要跟直拉單晶PK或者是同臺競爭,目前21.8%的效率是遠不夠的。
那么我們就說除了這樣一個效率方面的改善,我們良率,500萬片的生產(chǎn)大家可以看到,良率目前是可以達到95%的這樣一個水平,當然這個良率還有比較大的提升空間,到96%、97%都是必須的。
然后我們再看看這個組件,鑫單晶組件的這塊,我們先選取了三個檔位的組件,21.5%、21.6%、21.7%,主檔位三個,我們看看它的檔位分布的話,基本上主檔位370瓦,365瓦也算一個小的檔位。隨著后續(xù)效率的提升,我們剛才說平均效率來到了21.8%,那么21.8%的平均效率,目前的組件CTM是不到96%,是偏低的,后續(xù)也有大的提升空間,現(xiàn)在的條件來估算,以全檔位來分布的話,基本上370瓦和375瓦的比例會基本上占到70%左右。
效率根據(jù)研發(fā)的成果和單晶PERC的實際發(fā)展情況,提出2019年底鑫單晶到22.2%這樣一個平均量產(chǎn)效率,從目前的21.8到21.9%,然后再有零點幾的提升,這第一步我們目前已經(jīng)實現(xiàn)的,因為這是最新的提效結果。
目前鑫單晶電池平均效率達到了21.95%,已經(jīng)是接近22%的量產(chǎn)平均效率。所以說,到2019年底鑫單晶的平均量產(chǎn)效率超過22%,或者是跟直拉單晶的平均量產(chǎn)效率差保持在0.2%和0.3%是很有希望達到的。
除了這樣一些效率和功率的這樣一些進展以外,這時候無論是單晶、鑫單晶還是多晶,它的光衰,是我們都不能忽略的一個問題。我們自己在控制光衰這塊目前取得的一些進展。
大家可以看到就是說三根曲線的對比,就是說紅線、黑線是用了所謂的抗光衰工藝,而綠色是沒有應用抗光衰工藝的結果,光衰條件是在75度,大約1000小時,這下面的橫坐標是1200小時這樣的一個結果。實際溫度是超過了80度。所以說無論是摻B和摻Ga的,基本上是控制在2%以內,沒有用抗光衰工藝的衰減幅度大,目前鑫單晶PERC是沿用多晶抗光衰工藝,當然多晶抗光衰工藝是否符合這樣一個產(chǎn)品特性,后續(xù)我們會做優(yōu)化。相信多晶優(yōu)化的結果在鑫單晶上更優(yōu)化,效果比多晶更好。
這是我們在Fraunhofer上的組件,分兩步測了LID和LeTID。先把我們的組件做了LID的測試。
然后再把組件做了LeTID的測試。
這是Fraunhofer的測試條件,這個比較嚴苛,LID用了85度,Le TID用了50度或60度的。LID的組件效果是好的,基本上只有2%—4%的衰減。然后LeTID,85度我們的光衰依然是1.5%左右的衰減。從光衰這塊的結果,無論是自己測的長時間的超過一千小時的結果,還是Fraunhofer這樣的檢測結果,都是完全滿足產(chǎn)品的競爭,同時跟單晶的PK中也毫不落下風。所以說這樣的一個光衰工藝利用到鑫單晶的PERC電池上,相信也會有滿意的結果。
當然,我們剛才前面也說了,目前的抗光衰工藝也不否認,應用在單晶和鑫單晶上面都有少許的損失,應用到多晶上面,是0.2%少許的損失,用在鑫單晶上0.15%的效率損失。相信后面我們效率的提升和工藝的改善,我們有信心控制在0.1%以內,無論是從電池的效率還是這樣一個穩(wěn)定性上面,無論是高效多晶和鑫單晶,目前在協(xié)鑫集成都取得了一些比較好、比較穩(wěn)定的一些結果。
總結一下,多晶黑硅PERC目前量產(chǎn)平均效率達到21%,對應60片組件功率超過300W+,鑫單晶PERC目前量產(chǎn)平均效率達到21.8%,對應72片組件功率370W+。2019年目標,多晶黑硅PERC量產(chǎn)平均效率目標是21.5%,鑫單晶PERC量產(chǎn)平均效率可達到22.2%。多晶PERC的LeTID控制已有產(chǎn)業(yè)化技術,鑫單晶需進一步優(yōu)化。
謝謝大家!
張淳博士主要觀點認為:
·多晶黑硅PERC目前量產(chǎn)平均效率達到21%,對應60片組件功率300W+。
·鑫單晶(鑄錠單晶)PERC目前量產(chǎn)平均效率達到21.8%,對應72片組件功率370W+。
·濕法黑硅在組件CTM方面有優(yōu)勢。
·2019年多晶黑硅PERC量產(chǎn)平均效率21.5%,鑫單晶PERC量產(chǎn)平均效率可達到22.2%。
·多晶PERC的LeTID控制已有產(chǎn)業(yè)化技術,鑫單晶需進一步優(yōu)化。
以下為現(xiàn)場速記內容:
我代表協(xié)鑫集成報告一下高效多晶和鑄造單晶方面的進展。
非常贊同沈輝老師的觀點,在晶體硅電池的先進性和原創(chuàng)性上面,中國的企業(yè)和研發(fā)機構,原創(chuàng)性這塊確實是我們的短板。但是在企業(yè)這塊,我們爭取把量產(chǎn)的高效技術做到極致。第二個方面可能鑄造單晶這樣一個概念是小小的例外,雖然不是100%中國人原創(chuàng),但是中國人在這塊的技術,原創(chuàng)性的貢獻還是比較大的。
我的匯報主要是分三方面:第一個方面我想簡單匯報和交流一下協(xié)鑫集成在多晶高效電池這塊,也就是黑硅疊加PERC這塊,在過去2—3年所取得的一些進展。
首先我們可以看到是黑硅技術俗稱的干法也好、濕法也好,目前協(xié)鑫集成的效率就是基于這樣一個工藝的改善優(yōu)化,平均量產(chǎn)效率做到21%這樣一個水平。而我想強調一下,這個效率水平全部都是在產(chǎn)線的量產(chǎn)設備一起配合做出來的,這既不是實驗室的小規(guī)模,也不是實驗室的中試線,完全是量產(chǎn)的設備和工藝來完成的。
大家可以看到量產(chǎn)平均效率21%多一點,同時結合抗光衰工藝目前還有一個小小的缺陷,效率上大概是0.2%左右的損失,但是總體上平均量產(chǎn)效率達到21%。然后我們可以看到單片最高效率21.62%,也不是實驗室工藝,而是完全量產(chǎn)的這樣一個測試結果。同時可以看到21%左右的這樣一個效率分布,也是占60%、70%的比例。
那么我們可以同時看到在組件端,我們可以比較這樣,結合常規(guī)組件,一個是白色EVA,一個是透明EVA,20.9%檔位的效率也能做到360瓦的水平,也就是說多晶高效電池我們也能做到組件300瓦平均的水平。
同時目前的濕法黑硅也是主流,所以我們前面提到的提效的技術,無論是在干法和濕法上都能完全一個通用的結果,在濕法上主要是對比了一下電阻率的優(yōu)化,同時王栩生博士也談到后續(xù)多晶結合SE的技術,通過這樣一個技術在多晶上也得到效率增益的體現(xiàn)。
可以看到濕法多晶的效率是完全沒有疊加產(chǎn)線提效技術,所以根據(jù)量產(chǎn)設備實際情況,濕法黑硅做到20.6%和20.4%。如果疊加像干法提效技術的話,一般濕法的效率比干法低0.2%左右,所以我們濕法黑法結合PERC也能做到20.8%的量產(chǎn)效果。
同樣在組件規(guī)律上,剛才王栩生博士提到濕法黑硅在組件的CTM方面相對于干法是有優(yōu)勢,雖然是20.6%的效率,同樣300瓦的組件也可以做到50%以上的比例。
同樣我們可以看到實際上在大規(guī)模量產(chǎn)組件的情況下,在20.4%左右不到的這樣一個大規(guī)模量產(chǎn)效率的條件下,我們組件的290瓦以上比例,也達到80%幾,這樣隨著電池的效率逐漸地提升,多晶黑硅PERC的平均檔位到300瓦是完全可以實現(xiàn)的。
第二個部分想交流一下關于鑫單晶目前的進展,目前生產(chǎn)了一千多萬片,協(xié)鑫集成大概是生產(chǎn)了500萬片電池。實際上鑫單晶的提效也是主要分兩個階段,第一個階段是可以看到在量產(chǎn)的實際效果,也就是起點不是很高。我們可以看到量產(chǎn)的平均效率21.2%左右,我們發(fā)現(xiàn)了幾個主要的問題,我們先不說成本,主要是一些拖尾,就是左下角灰色的部分,同時談到EL,還有它的光衰和三類片的分布。
還有就是在產(chǎn)線,我們選用不同的硅片,在小規(guī)模的試制,可以看到結合SE也好,可以做到21.7%、21.9%,證明鑫單晶可以做到這個效率。關于成本這塊,這是目前我們這塊的鑫單晶PERC每瓦的成本可能比濕法黑硅、干法黑硅,每瓦全成本貴幾分錢左右,但是這樣一個成本的降低空間還是巨大的。
這里的問題我們怎樣解決,剛才王博士說我們的三類片一般是通過濕法黑硅完美解決。主要大批量的A類片是通過堿制絨這塊,我們與王博士也有共同的觀點。
同時EL,如果我們這樣一個平均效率達到一個比較理想的水平,那么我們可以發(fā)現(xiàn)這樣由低效率造成的電池EL的現(xiàn)象,基本上可以消除,前期我們可以看到20.9%、21.1%在EL端現(xiàn)象是比較嚴重的。
通過第一階段150萬片硅片的電池生產(chǎn)以及主要問題的發(fā)現(xiàn),第二階段又投入了大概300多萬片電池的生產(chǎn)。通過這樣一個電池、硅片的改善以及電池工藝的完善,那么第二批300多萬片的電池平均效率達到了21.66%,接近21.7%的水平,當然這里有一個小圓圈是返工片的生產(chǎn),可以忽略不計。
在300多萬片的提質過程中,結合硅片的風險的改善,我們的效率提升又達到了新的高度,就是游達博士提到的,平均效率到了21.8%左右的平均效率。
隨著自動化生產(chǎn)的加強,尾部低效的分布就大量地減少,大量高效的分布21.8%、21.9%這樣一個比例超過了50%,結合22%以上的,大概基本上是70%以上的比例。那么鑫單晶如果要跟直拉單晶PK或者是同臺競爭,目前21.8%的效率是遠不夠的。
那么我們就說除了這樣一個效率方面的改善,我們良率,500萬片的生產(chǎn)大家可以看到,良率目前是可以達到95%的這樣一個水平,當然這個良率還有比較大的提升空間,到96%、97%都是必須的。
然后我們再看看這個組件,鑫單晶組件的這塊,我們先選取了三個檔位的組件,21.5%、21.6%、21.7%,主檔位三個,我們看看它的檔位分布的話,基本上主檔位370瓦,365瓦也算一個小的檔位。隨著后續(xù)效率的提升,我們剛才說平均效率來到了21.8%,那么21.8%的平均效率,目前的組件CTM是不到96%,是偏低的,后續(xù)也有大的提升空間,現(xiàn)在的條件來估算,以全檔位來分布的話,基本上370瓦和375瓦的比例會基本上占到70%左右。
效率根據(jù)研發(fā)的成果和單晶PERC的實際發(fā)展情況,提出2019年底鑫單晶到22.2%這樣一個平均量產(chǎn)效率,從目前的21.8到21.9%,然后再有零點幾的提升,這第一步我們目前已經(jīng)實現(xiàn)的,因為這是最新的提效結果。
目前鑫單晶電池平均效率達到了21.95%,已經(jīng)是接近22%的量產(chǎn)平均效率。所以說,到2019年底鑫單晶的平均量產(chǎn)效率超過22%,或者是跟直拉單晶的平均量產(chǎn)效率差保持在0.2%和0.3%是很有希望達到的。
除了這樣一些效率和功率的這樣一些進展以外,這時候無論是單晶、鑫單晶還是多晶,它的光衰,是我們都不能忽略的一個問題。我們自己在控制光衰這塊目前取得的一些進展。
大家可以看到就是說三根曲線的對比,就是說紅線、黑線是用了所謂的抗光衰工藝,而綠色是沒有應用抗光衰工藝的結果,光衰條件是在75度,大約1000小時,這下面的橫坐標是1200小時這樣的一個結果。實際溫度是超過了80度。所以說無論是摻B和摻Ga的,基本上是控制在2%以內,沒有用抗光衰工藝的衰減幅度大,目前鑫單晶PERC是沿用多晶抗光衰工藝,當然多晶抗光衰工藝是否符合這樣一個產(chǎn)品特性,后續(xù)我們會做優(yōu)化。相信多晶優(yōu)化的結果在鑫單晶上更優(yōu)化,效果比多晶更好。
這是我們在Fraunhofer上的組件,分兩步測了LID和LeTID。先把我們的組件做了LID的測試。
然后再把組件做了LeTID的測試。
這是Fraunhofer的測試條件,這個比較嚴苛,LID用了85度,Le TID用了50度或60度的。LID的組件效果是好的,基本上只有2%—4%的衰減。然后LeTID,85度我們的光衰依然是1.5%左右的衰減。從光衰這塊的結果,無論是自己測的長時間的超過一千小時的結果,還是Fraunhofer這樣的檢測結果,都是完全滿足產(chǎn)品的競爭,同時跟單晶的PK中也毫不落下風。所以說這樣的一個光衰工藝利用到鑫單晶的PERC電池上,相信也會有滿意的結果。
當然,我們剛才前面也說了,目前的抗光衰工藝也不否認,應用在單晶和鑫單晶上面都有少許的損失,應用到多晶上面,是0.2%少許的損失,用在鑫單晶上0.15%的效率損失。相信后面我們效率的提升和工藝的改善,我們有信心控制在0.1%以內,無論是從電池的效率還是這樣一個穩(wěn)定性上面,無論是高效多晶和鑫單晶,目前在協(xié)鑫集成都取得了一些比較好、比較穩(wěn)定的一些結果。
總結一下,多晶黑硅PERC目前量產(chǎn)平均效率達到21%,對應60片組件功率超過300W+,鑫單晶PERC目前量產(chǎn)平均效率達到21.8%,對應72片組件功率370W+。2019年目標,多晶黑硅PERC量產(chǎn)平均效率目標是21.5%,鑫單晶PERC量產(chǎn)平均效率可達到22.2%。多晶PERC的LeTID控制已有產(chǎn)業(yè)化技術,鑫單晶需進一步優(yōu)化。
謝謝大家!