光伏電池轉換效率是電池及組件企業(yè)的核心競爭力,只有不斷提升光電轉換效率,才能持續(xù)降低光伏發(fā)電的度電成本。近幾年,我國光伏電池制造業(yè)技術發(fā)展不斷加快,商業(yè)化產(chǎn)品效率平均每年提升0.3%-0.4%。
據(jù)中國光伏行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示2022年,規(guī)模化生產(chǎn)的P型單晶電池均采用PERC技術,平均轉換效率達到23.2%,較 2021 年提高 0.1 個百分點。這一數(shù)據(jù)已逼近P型單晶硅PERC電池理論轉換效率極限的24.5%,很難有大幅提升。
各大廠商早已提前布局N型電池研發(fā),并在2022年-2023年推動實現(xiàn)N型電池產(chǎn)能的大爆發(fā)。截至2022年,N型TOPCon電池平均轉換效率達到24.5%,HJT 電池平均轉換效率達到 24.6%,XBC 電池平均轉換效率達到 24.5%。
行業(yè)龍頭的轉換率較平均數(shù)值還有較大提升。
2022年隆基七次刷新太陽能電池轉換效率世界紀錄,公司自主研發(fā)的 HPBC 新型電池技術導入大規(guī)模商業(yè)化量產(chǎn),量產(chǎn)轉換效率超過 25%,并發(fā)布了適用于全球分布式應用場景的 Hi-MO 6 產(chǎn)品系列。
晶科能源在電池片轉換效率及組件功率方面在過去三年內(nèi)先后22次突破行業(yè)量產(chǎn)或?qū)嶒炇覝y試紀錄,尤其是N型TOPCon技術方面。截至2022年末,晶科能源已投產(chǎn)N型TOPCon電池大規(guī)模量產(chǎn)效率已達25.1%,電池良率已與PERC基本持平。
從晶澳科技年報中看,晶澳魄秀(Percium)系列電池量產(chǎn)轉換效率最高達到 23.9%;最新的 n 型倍秀(Bycium)電池量產(chǎn)轉換效率最高達到 25.3%。
天合光能先后25次創(chuàng)造和刷新光伏電池轉換效率和組件輸出功率的世界紀錄,公司2022年N 型 i-TOPCon 電池技術量產(chǎn)平均轉換效率為25.3%。
愛旭股份獨辟蹊徑選擇ABC技術路線,截至目前,ABC 電池平均量產(chǎn)轉換效率已接近 26.5%,ABC 組件全生命周期發(fā)電量相較目前市場主流的同等面積 PERC 組件可提高15%以上,預計未來平均量產(chǎn)轉換效率超過27%。
作為業(yè)內(nèi)最早一批投入 GW 級 HJT 和 TOPCon 技術中試線的企業(yè),通威重點圍繞新技術的規(guī)?;慨a(chǎn)進行研發(fā)攻關。報告期內(nèi),在TOPCon 技術路線方面,基于自主研發(fā)成功的行業(yè)首條大尺寸PECVD Poly技術產(chǎn)線公司全面推出 TNC 電池產(chǎn)品,平均轉換效率 25.5%。通威表示,若疊加SE等技術,轉換效率預計將提高至 25.7%。
除以上企業(yè)外,東方日升通過開發(fā) HJT 電池的雙面微晶摻雜層、低銀含漿料等技術,并在中試線驗證兼容超大和超薄的 HJT 電池“前切半”技術,公司已掌握轉換效率高達 25.50%的高效 HJT 電池技術。
與正式量產(chǎn)的轉換效率相較,光伏行業(yè)技術發(fā)展更多的“風起云涌”源自光伏實驗室。
早先,中國可再生能源學會光伏專業(yè)委員會(CPVS)發(fā)布了“2022太陽電池中國最高效率結果”。2022太陽電池中國最高效率共收錄15個電池效率,其中隆基綠能n-HJT電池26.81%、p-HJT電池26.56%、鈣鈦礦/晶硅疊層兩端電池29.55%、鈣鈦礦/晶硅疊層四端電池25.9%,獲得2022年度中國最高效率紀錄。
進入2023年,4月中國計量科學研究最新認證報告宣布中來在自主研發(fā)的J-TOPCon3.0POPAID技術和M10尺寸n型電池片的基礎上,實現(xiàn)了高達26.7%的電池片實驗室轉換效率,創(chuàng)造了目前n型TOPCon電池的新世界紀錄;此外隆基實現(xiàn)P型TOPCon電池轉換效率達25.19%。不可忽視,硅基光伏電池正在接近其理論效率極限,如何探索硅電池的更多可能性?
科學家們將目光聚焦在異質(zhì)結、鈣鈦礦上,并將它們與硅串聯(lián)結合起來。在異質(zhì)結方面,5月4日,中山大學材料學院高平奇教授團隊聯(lián)合隆基綠能科技股份有限公司(隆基)在Nat. Energy雜志發(fā)表文章,報道了由隆基研發(fā)團隊制造的轉換效率高達26.81%的晶體硅異質(zhì)結太陽電池研究。
據(jù)悉,隆基的研究人員在標準工業(yè)級硅片上開發(fā)了這項新技術,使該技術幾乎立即適用于太陽電池板的生產(chǎn),電池性能提升非常顯著,轉換效率有了1.5%的絕對飛躍。隆基中央研究院徐希翔博士說:“這是迄今為止所有晶體硅太陽電池結構中性能最好的,且對應著占全球光伏市場超過95%以上份額的產(chǎn)品”。
在鈣鈦礦方面,今年4月沙特阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的科學家宣布生產(chǎn)出了一種鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池,其率轉換效率(PCE)達到33.2%,一舉打破了去年年末由德國科學家創(chuàng)造的串聯(lián)鈣鈦礦太陽能電池的效率紀錄的32.5%。據(jù)研究人員稱,這是迄今為止世界上最高的串聯(lián)設備效率。