梅耶•博格异质结太阳能电池和SmartWire组件输出功率提升至335瓦

2019-07-01 15:17  来源:光伏们/陈兆毓译  浏览:  

图为梅耶•博格首席技术官Gunter Erfurt本月初在公司技术日上。

近期,梅耶•博格异质结太阳能电池和SmartWire组件输出功率提升至335瓦,这项突破有何重要意义?

Gunter Erfurt: 这对梅耶•博格具有里程碑式的重要意义,原因体现在很多方面。首先,输出功率达到335瓦是个了不起的成果;此外,这项成果之所以重要是因为我们用的是已在市场上流通的M2 N型晶片。有的组件虽然表现很好,但很多原因导致其无法投入大规模生产,或者由于不符合标准条件而无法提高电力产出。而在梅耶•博格,我们想推出能大规模应用的解决方案。我们的太阳能电池最高光电转化效率为24.02%,这已经得到弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE) 的认证。该研究所仔细考察了我们的四次测量值,并进行技术矫正。我们还委托德国TüV莱茵集团对组件进行测量,并证实了335瓦为最高输出功率。

你认同高效技术进步是持续削弱太阳能成本的最佳方式这个观点吗?我们坚信采用高效太阳能电池生产解决方案对削减成本起到主要作用,另一个重要因素就是生产供应链。随着电池效率提高,制造商可以减少晶片厚度,从而降低组件成本。异质结组件的另一个重要特点就是电力产出高,从而降低平准化发电成本(LCOE)。我们从全球各装机系统收集了一年多的数据显示,异质结组件的能量输出高于其它所有组件技术。这不仅降低了平准化发电成本,还提高了EPC和公共事业公司异质结产品的价值定位。

我们现在有全球各地实时而连续的HJT产品表现数据,从第三方收到的信息和反馈证明:在相同功率下,我们的HJT组件发电量较PERT组件高30%,较PERC双面组件高30%,这完全符合我们的模拟结果。

此外,配有HELiA PECVD工艺设备和SmartWire智能栅网连接技术(SWCT)的异质结(HJT)电池片生产线平均运行功率可达320瓦。这是一项重要突破,因为梅耶博格的HJT太阳能电池和组件生产设备的成本结构跟PERC设备一样低,而平均运行功率却高出20瓦(对业内所有产品评估后发现,PERC设备的平均运行功率在300瓦左右)。

对HJT和PERC技术当前状况进行对比后你会发现,这高出的20W会带来很大区别。把PERC设备的运行功率提高20瓦并非不可能,但首先需要很长时间,其次生产流程将变得更加复杂并最终不得不升级整条生产线。我们认为,所有新建项目都应该把HJT技术作为首选,因为功率优势显而易见,同时生产流程非常精简——只需六个步骤而且可以不断升级。

我们坚信,当前PERC技术(300瓦)与梅耶博格HJT/SWCT技术(320瓦)之间20瓦的功率差将一直存在。梅耶博格已经制订了持久的技术升级路线图,并与客户保持着密切联系。

335瓦还要多久才能成为行业平均水平?

对当前技术的功率提升步伐进行总结后我们发现,60片电池片组件的功率增速为每年5-8瓦,这也是业内一致认同的结果。一直以来都是这种趋势,未来几年可能还是这样。因此,335瓦成为行业平均水平至少要等18个月。HJT技术的好处在于——根据梅耶博格对太阳能电池的深入了解,我们百分百确定,采用这种技术的领先电池和组件制造商推动功率增加的速度会比梅耶博格这样的设备制造商更快。

也就是说,新型HJT/SWCT技术的功率增速和运行效率很可能将高于小步前进的PERC技术和PERT技术。

您认为HJT技术的未来普及情况怎样?国际光伏技术路线图(ITRPV)预测到2026年HJT技术将占据10%的电池市场份额,您认为实际情况会更高吗?

在近期的技术日上,我们预测到2021年HJT技术的市场规模将达到15GW,在此之前HJT技术将保持当前增速。回顾2015年,当时PERC技术越来越热门,但我们预测其市场占有率仅为50%,事实也的确如此。PERC技术当时出现的正是时候,成本刚刚好,成熟度也恰好符合生产线对生产设备的要求,的确有力推动了PERC技术的迅速发展。HJT技术也有可能出现同样情况,甚至发展速度更快。

ITRPV 预测PERC将成为压倒性的主流技术,当然梅耶博格并不否认这种可能性,然而我们相信,PERC生产设备虽然完全可以实现功率增长,但不可能仅靠在电池背面添加氧化铝钝化层来实现。这意味着PERC技术若要取得进步,生产工艺将更加复杂。这有可能提高HJT技术的市场接受度,因为如果PERC技术升级过于复杂,公司在扩张时就可能考虑流程更加简化的技术。HJT/SWCT技术仅有六个生产步骤,能耗更低,设备操作更加便捷,比如:生产线中仅需一个而不是两三个湿式清洗台,采用低温工艺,适用于厚度150微米以下的晶片。现在越来越倡导以平准化发电成本(LCOE)取代“…美元/瓦”作为衡量设备效率的主要标准,而输出功率高、生产成本低的HJT技术无疑占据明显优势。

HJT/SWCT在成本上如何与效率同样很高的“单晶+PERC”配多母线连接器相匹敌?

这是很好的比较。从梅耶博格的生产线上会不断传来实时数据用于计算每个步骤的生产成本。经领先太阳能生产商证实,如今HJT设备的运营成本较PERC设备很具竞争力。对比PERC和HJT设备的装机量和未来需求就会发现,后者具备极大潜力。只要HJT设备的供应链运转起来,迟早会超过PERC设备。晶片供应量持续下降、n型和p型晶片价差不断缩小都预示了这一点。

您如何与潜在合作伙伴建立信任,说服他们采用HJT/ SmartWire连接技术?你们主要交流些什么?

今年年初,我们认真审视了HJT技术的推广策略并做出少量修改。在过去,我们只销售完整的HJT设备,如果客户只想要HELiA设备或SmartWire连接技术,却继续沿用已有的组件生产线或从别处购买HJT电池,我们通常不会考虑,因为我们只出售完整的电池或组件生产线。现在我们调整了市场策略,提供各种HJT技术核心设备以及一体化生产线。客户告诉我们需求,我们给出解决方案。

我们相信HJT/SWCT技术是一对理想组合,但不会硬性推广。客户通过合理判断做出决定,我们积极予以配合。这种策略转变很成功,而且梅耶博格在德国建立了一条HJT产品生产线,在客户面前更具说服力。应客户要求,我们能够立刻向其展示HJT生产线的运行,包括转化效率、实用性和产出等数据。我们可以用事实向客户证明,我们的设备非常接近、甚至与世界最高水平并驾齐驱。

梅耶博格HJT技术的成熟度比以往都高。事实上,其它任何电池技术的检测和工业化过程都达不到如此全面细致。而我们之所以能做到是因为必须承认太阳能行业及其厌恶风险——客户需要眼见为实的证据而不只是幻灯片上的一串数字。

使用HJT/SWCT技术生产双玻组件效果如何?

SWCT连接技术对双玻组件和单玻组件都能适用。双玻组件有个很大优势:由玻璃取代背板,从而大大节省了银浆;普通组件质保是25年,而双玻组件是30年,因而双玻组件具有生命周期更高的发电量;如果把一个电池方阵放入一个对称的双玻层压板中,就会产生一个零受力层,防止里面的电池受损。这种特点表明,双玻组件可以采用150微米以下的晶片。晶片和沉积层厚度减小意味着电池供应链中两种最昂贵的原材料——硅和银的成本得以降低,同时稳定性更高。

SWCT连接技术的另一个特殊优势在于低温焊接,采用性价比很高的钎焊合金。原本的焊接材料成本很高,但梅耶博格成功调整了过来。低温焊接可以减小热应力,较其它串联技术具有明显优势,更何况双玻组件生命周期更长,衰减率更低。

SmartWire这类无母线电池互联技术面临多少来自中国设备供应商的竞争?

适当竞争利于行业发展,帮助公司进行自我反省并努力提升产品。我们并不担心竞争,但会认真对待。中国竞争者在太阳能行业中的反应速度越来越快。梅耶博格每年的研发经费大约占净销售收入的10%,且每年都会有一个独特的技术提议。MAiA EVO系列PERC太阳能电池工具就是我们改变并推动市场发展的一个事例。就HJT技术而言,虽然面临一定竞争,但我们的优势在于实现了工业化生产过程、电池转化效率和组件功率分别达到了24.02%和335瓦的业内最高水平。在组件方面,标准母线业务基本由亚洲企业主导,因而我们也在11月的声明中宣布终止母线生产业务,目前西方国家只有寥寥几家母线生产商。

梅耶博格的目光更长远。我们有一个明确目标——以最低的生产成本提高组件输出功率而不会出现或仅出现很小的损耗,最终改善平准化发电成本。还有一个由行业制定的目标——组件技术必须向多母线靠拢。SmartWire技术可以降低组件的光学损失和电阻损失,SWCT连接技术不论搭配HJT还是PERC、PERT电池都能提高发电量。SWCT连接技术较其它技术有很大优势,因为后者还在延用旧的焊接方法,导致很多应力产生,而我们的SWCT专利技术可以避免这些问题。

我们已对每种工具制订了相应的升级计划,从而提高整个设备的生产效率,公平竞争将对此产生积极影响。通过我们正在推广的SWCT连接技术,我们有信心斩获较大的市场份额,并不断为光伏行业建立新的标准。

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