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  • 電池技術如何發展?聽PVEL怎么說
  • 2019-09-18 09:50:00  發布:  來源:光伏測試網
  • 摘要:電池技術如何發展?

    在此次采訪中,記者與光伏進化實驗室首席執行官Jenya Meydbray討論了包括異質結在內的新設計,這些設計將使太陽能產業達到更高的效率,并談及了由此帶來的挑戰。

    記者

    就電池和組件技術而言,無論是現在還是未來三年,你認為最有希望的發展是什么?

    Jenya Meydbray:在思考這個問題時,把這些部分分開是有幫助的。有更具成本敏感性的大型地面安裝公用事業規模的20兆瓦以上項目,也有屋頂、房地產受限的項目,重點是高效率。它們是兩個明顯不同的產品類別,但都有大量創新正在進行中。

    在高效率方面,我聽到的高端組件的當前價格點在每瓦特50到60美分的范圍之外——甚至沒有SunPower,而是在當今屋頂市場有著良好業務的高效LG和松下。高效率技術在這個價格水平上有很多商業化的機會。

    這也是異質結在未來幾年可以發揮核心作用的地方。

    異質結(HJT)電池工廠確實不同。布局、設計、設備都與PERC電池工廠大不相同。沒有PERC工廠升級可以讓你達到異質結。異質結只會在制造商有產地擴張的情況下實施。

    安裝了大容量PERC的廠商不太可能封存現有的產線,并用異質結生產線取代它們。這將從根本上限制異質結的生產速度。

    所有已安裝的PERC生產線必須自然地達到生命的盡頭。我認為現在這些設備的折舊周期很短,但是預計這些產線仍然有望運行至少3-5年。

    異質結可以在高檔屋頂價格點的增量擴張中發揮重要作用。我認為現在的異質結技術很有吸引力,而且效率很高。而且隨著產量的增加,成本也會降低。

    除此,疊瓦是另一種實現高效率的方法。Solaria和協鑫以及其他公司之間的知識產權訴訟在幾年內限制了疊瓦的應用。然而,這是在2017年末解決的,我們看到疊瓦在技術路線圖中卷土重來。這種技術可以通過將盡可能多的活動區域壓縮到組件的實際空間中來實現相當高的組件效率。這實際上可以通過將不同的電池技術切割成條帶,并用導電膠或ECA將條帶互連來實現。

    當然,新技術可能會在退化和失效機制中引入新的風險。

    在公用事業規模方面,我預計雙面技術最終將在跟蹤器和固定傾斜系統上占據主導地位,因為它可以實現更好的經濟效益。在美國市場,在關稅排除之前,雙面技術是單面技術的一個有吸引力的替代物,現在排除措施已經到位,我認為雙面技術的采用將會加快。

    然而,問題在于如何從技術設計和布局的角度優化雙面系統的細節。此外,單獨來說,問題就在如何融資的細節中。

    在沒有數據或數據不完整的情況下,獨立的工程師和金融公司將對業績做出保守的假設。雙面性是由于缺乏數據或不完整的數據造成的,所以今天我預計雙面性的表現會比預先假設的表現更好。作為一個行業,我們還不知道如何為雙面性能建模。

    這種不確定性將在短期內從根本上減緩雙面系統的采用或對其經濟產生不利影響。許多開發人員正在開發一個項目,建造它并出售一個項目,所以他們沒有意識到任何實際生產的好處,他們沒有意識到融資或預測生產的好處。

    支持融資的技術性能假設絕對至關重要。這就是我們PVEL能有所幫助的地方。

    記者

    在我們沒有實用的、成本效益高的方法來提高效率,不得不轉向異質結之前,單晶體PERC和其他單晶技術還有多少改進空間?

    Meydbray:每種技術的效率曲線都顯示出快速增長,然后基本持平。鋁背面場(BSF)是最后一種技術,可以達到的最大效率大約是20%或20.5%。這項技術非常簡單、穩定且易于理解,但是如果想走得更高,必須轉向PERC。

    PERC是技術進步的下一步。PERC的效率不斷提高,直到達到大約23%,23.5%。今天典型的效率可能是22%,21.5%,當生產線的平均效率開始達到最高的22%和23%時,必須引入下一項技術來保持這一效率曲線。

    它可能是異質結,盡管許多制造商正在研究鈍化觸點,這可以增加相當多的效率,可能是25%。但在這一點上,在我看來,沒有人真正展示過鈍化觸點的大批量、穩定生產。我認為天合光能現在擁有幾百兆瓦的最大生產能力。總的來說,它仍然處于研發階段。

    記者

    所以異質結已經存在了25年或更長的時間,但是很少有公司能夠在持續的時間內成功地實現規模化生產。即使對松下這樣的公司來說,它仍然很貴。你認為異質結會有新的增長嗎?我們該如何解決成本問題?

    Meydbray:異質結制造歷史上一直是在相當低的產量上完成的。這些制造工具是高度定制的,并且為特定的工廠和應用程序進行了大量的設計。

    最近,Meyer Berger一直在推動他們的異質結產線。他們降低了生產線本身的成本。使用Meyer Burger或類似技術的新一輪異質結制造能力應該比歷史上制造的成本低,因為制造工具的價格已經下降了不少。我最近看到的是異質結電池線的價格是的三倍。

    一條100兆瓦的電池線可能是500萬美元,而不是1500萬美元。雖然仍有相當大的差距,但成本正在下降。在運營商方面也有問題。

    這個過程本身更簡單。步驟更少,但這并不意味著這些步驟很容易。這些步驟非常敏感,目前的制造業產量可能低于PERC,但仍有很大的增長和改進空間。

    從原材料的角度來看,銀是生產異質結電池和其他電池最昂貴的東西。從歷史上看,異質結使用了大量的銀,這實際上會提高電池的成本。

    Smartwire Meyer Burger技術的銀消耗量更低,并且有一個非常清晰的路線圖來大幅降低銀的消耗。所以成本會隨著時間的推移而降低。顯然,我們并沒有特別推薦Meyer Burger作為一家公司,但改變電池金屬化的技術可以幫助減少銀的使用量。達到每個電池50毫克的目標 — 大約是目前使用量的,這可能是現實的。

    記者

    那么,你對什么樣的電池和組件技術特別感興趣?

    Meydbray:從大約2009年到現在,晶體硅電池的效率穩定地以每年大約0.6%的速度增長,這是驚人的。我們觀察到效率曲線穩步上升。以這種速度繼續攀升需要在未來幾年內盡可能多地從PERC中擠出效率。

    接下來,大致到2020年中期,向鈍化觸點和異質結組合的廣泛過渡可能會將效率提升至約25%。轉換到IBC或背接觸,這意味著將所有接觸點移至背面,可以增加1%或1.5%的效率。因此,到2020年代末,基于當今的幾何形狀,我們預計將會看到一個500瓦的72片電池組件。這是一個很大的變化。

    在21世紀30年代,你可能需要引入像鈣鈦礦串聯電池這樣的新型材料來實現35%的電池效率和40%的電池效率。這些技術在R&D已經發展得很好了。我認識的每個電池和組件公司都在積極研究某種鈣鈦礦或串聯電池。

    串聯電池基本上是一種普通的太陽能電池,上面有一個串聯電池。雖然他們還沒有為今天的黃金時段做好準備,但我認為十年后他們可能會做好準備。

    鈣鈦礦串聯的一個非常好的底部電池是異質結。由于鈣鈦礦的性能特點,它比其他技術更適合。因此異質結還有另一個長期廣泛的應用。

    記者

    哇。這很奇怪,因為異質結實際上已經是三層電池。所以你說的是真正的四層電池如果你用…

    Meydbray:異質結是多層的,但它是一個單元,對嗎?使用異質結作為頂部電池的基底,頂部電池可以是絲網印刷的鈣鈦礦或其他材料。但不一定是鈣鈦礦。人們還在研究其他材料。但這就是我們如何達到35%的電池效率和600瓦的組件。

    記者

    你認為有關電池和組件技術有什么重要的東西我們還沒有談過嗎?

    Meydbray:在太陽能產業快速發展的最近一段時間里,效率的提高都歸功于BSF電池。鋁BSF是一種非常簡單的電池結構,非常穩定。

    接下來是PERC的轉變。我們看到了新的退化行為,不僅僅是退化,還引入了亞穩定性,這意味著它們實際上可以得到改善。現場可能會發生一些降解行為和一些再生。所以這些新的電池技術從根本上說可能不太穩定。

    底層電池技術需要更徹底的檢查。工廠中使用的一些穩定技術必須隨著電池效率的提高而發展——它們也不一定是靜態的。我想現在有更多的活動部件了。當然,在降低成本方面總有一些標準問題。當我們從原材料獲利時,會對現場性能和可靠性產生影響。

    很多人正轉向更薄的玻璃。很多人也開始使用薄晶片。這意味著對電池縫隙更敏感。人們正從焊料轉向ECA或導電膠,因為它們是這些新技術中的一部分。有一百萬種不同的導電膠,其中有些只是沒有焊料的相同性質。隨著這些新技術的引入,隨著這些新技術的引入,組件將來會以不同的方式退化。
     

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