11月20日,12th bifi PV Workshop Zhuhai 2024 國(guó)際峰會(huì)在珠海召開,本次峰會(huì)集結(jié)了400余位頂尖專家、頭部企業(yè)和知名機(jī)構(gòu)齊聚珠海,共論BC未來。愛旭股份董事長(zhǎng)陳剛出席峰會(huì)并發(fā)表題為《愛旭N型ABC創(chuàng)新創(chuàng)新研發(fā)之路》的主題演講。
以下為精華版全文
人類文明的發(fā)展與人類利用太陽(yáng)能的效率息息相關(guān)。45萬年前人和野獸有了區(qū)別,人會(huì)利用火,燃燒植物獲得能量,之后人類又學(xué)會(huì)了用煤,煤是通過1%-2%光合作用儲(chǔ)存陽(yáng)光能量的植物埋在地下轉(zhuǎn)化而來,再之后使用化石能源……這些都是來源于太陽(yáng)的能量。
人類這兩三百年的發(fā)展,把過去地球45億年以來儲(chǔ)存的太陽(yáng)能量已經(jīng)消耗了一大半,地球還會(huì)繼續(xù)存在25億年至30億年,我們必須要為世界儲(chǔ)存太陽(yáng)能源。
太陽(yáng)能的使用,從1839年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)光生伏特效應(yīng)開始,到1904年愛因斯坦提出光電效應(yīng)理論解釋,再到1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室第一塊晶硅太陽(yáng)能電池的推出,2016年P(guān)型時(shí)代雙面PERC的發(fā)明……人類一直在探索。
P型時(shí)代,愛旭對(duì)PERC的發(fā)明做了一些重要的量產(chǎn)貢獻(xiàn)。最早,大家都用單面發(fā)電,因?yàn)殡p面發(fā)電非常貴,成本非常高,我們就想下個(gè)時(shí)代的產(chǎn)品一定要雙面發(fā)電,要把雙面電池做得比單面電池價(jià)格更低,所以就進(jìn)行了很多設(shè)備和工藝改進(jìn)。再到后來,大家發(fā)現(xiàn)雙面電池的成本比單面電池的更低了,現(xiàn)在已經(jīng)演變成整個(gè)PERC時(shí)代,不管是做雙面組件還是單面組件都是以雙面電池為主。
而BC電池概念是1975年普渡大學(xué)提出的,1985年做出全世界第一片BC電池。2016年愛旭成立了三個(gè)專有的BC實(shí)驗(yàn)室,一個(gè)是P型的,一個(gè)是N型的,一個(gè)是非銀的金屬涂布實(shí)驗(yàn)室。在珠海我們建立了全世界第一家N型BC電池10GW級(jí)生產(chǎn)線,全世界70%以上雙面率的BC電池是在珠海實(shí)現(xiàn)的,滿屏技術(shù)也是在珠海實(shí)現(xiàn)的,我們將整個(gè)行業(yè)BC的所有量產(chǎn)研發(fā)都在珠海實(shí)現(xiàn)。
所以能在珠海組織這次Bifi峰會(huì),我感到特別高興,因?yàn)榛綨型BC的量產(chǎn)技術(shù)和雙面技術(shù)都是在愛旭珠?;匕l(fā)明出來的。
在N型BC時(shí)代,我們?cè)陔姵亍⒐杵徒M件量產(chǎn)方面在珠海獲得了8個(gè)技術(shù)突破。
首先是硅片,大規(guī)模做N型量產(chǎn)時(shí)才知道應(yīng)該用低氧高阻硅片。低氧高阻硅片,過去比普通的N型硅片貴,但通過不斷降本,現(xiàn)在我們已經(jīng)讓它的成本低于普通N型硅片。接下來是電池結(jié)構(gòu),全面積受光、全硅發(fā)電、全極鈍化、全背接觸,以及我們的超快激光圖形化技術(shù)。當(dāng)時(shí)研發(fā)這個(gè)超快激光圖形化技術(shù),我們只選了3個(gè)路線,一個(gè)是激光打印,第二個(gè)傳統(tǒng)的半導(dǎo)體技術(shù),第三個(gè)噴墨打印。這三個(gè)技術(shù)路線同時(shí)并進(jìn),最后確定激光,因?yàn)槲覀冋J(rèn)為未來激光是無所不能的。
在量產(chǎn)過程中,我們也發(fā)現(xiàn)BC組件基于半導(dǎo)體芯片級(jí)的設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)更多創(chuàng)新的、過去普通組件所不具備的性能,包括抗熱斑、溫度控制、陰影優(yōu)化等。過段時(shí)間愛旭會(huì)再發(fā)布的低溫輻照度,我們發(fā)現(xiàn)BC組件的低溫輻照度也好過任何工藝技術(shù)。
在ABC技術(shù)的量產(chǎn)過程中,我們還開發(fā)了非常多重要的低成本、大規(guī)模量產(chǎn)技術(shù),如無銀化技術(shù),我們的無銀化設(shè)備和無銀化生產(chǎn)都是在珠海制作的。在組件技術(shù)方面我們也實(shí)現(xiàn)了突破,尤其是滿屏組件技術(shù)的發(fā)明,以及高可靠性0BB串焊技術(shù)。
這幾年和過去幾年我們一直在討論,BC技術(shù)是不是晶硅電池的必選技術(shù)?三年后或三年內(nèi)或許沒有哪個(gè)主流公司會(huì)說“我不用BC技術(shù)”。
今天我們得出一個(gè)答案:“BC是實(shí)現(xiàn)晶硅電池極限效率的必選技術(shù)?!?/p>
當(dāng)年有多晶和單晶之分,那時(shí)單晶也有不同的技術(shù)路線,有黑硅技術(shù)、單面PERC技術(shù),不同企業(yè)選擇不同的技術(shù)路線,有的企業(yè)選擇了黑硅技術(shù),有的企業(yè)選擇了PERC技術(shù)。在P型單晶硅時(shí)代,一定是PERC技術(shù)效率最高,成本最低的一定是兩面發(fā)電,所以愛旭堅(jiān)定不移地開發(fā)出了雙面PERC技術(shù)。那時(shí)很多行業(yè)認(rèn)為出現(xiàn)了“鐘擺理念”,因?yàn)槎嗑П葐尉У?毛錢,大家就買多晶;如果單晶比多晶便宜2毛錢,那就買單晶了。但我認(rèn)為未來只有PERC技術(shù),沒有多晶。趨勢(shì)不以人的意志為轉(zhuǎn)移,如果一項(xiàng)技術(shù)從效率、成本各方面來講,沒有任何缺陷,這個(gè)技術(shù)是不得不選擇的,只是什么時(shí)候選擇它。
我們反復(fù)分析了N型BC優(yōu)勢(shì)后,認(rèn)為BC技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)晶硅電池極限效率的必選技術(shù),不得不選。
從硅片端、電池端和組件端,BC有幾個(gè)重要的優(yōu)勢(shì),是其他非BC技術(shù)沒法代替的。在硅片端29.56%的極限技術(shù)需要極低摻雜濃度的硅片,只有用這個(gè)濃度的硅片,或者本身硅片不摻任何東西,才能對(duì)應(yīng)29.56%的效率。BC需要的硅片就在這個(gè)濃度段內(nèi),其他技術(shù)都要摻雜。摻雜后少子壽命不一樣,最終做出來的電池,從理論模型上來講會(huì)差0.6-1.5%,所以其他非BC技術(shù),硅片端就注定了,和極限效率會(huì)有0.6-1.5%的差距。
在電池端,BC技術(shù)全面受光、正面的100%受光,這個(gè)毋庸置疑。再下來就是鈍化技術(shù),雙面鈍化技術(shù),其他的技術(shù)在鈍化方面效率打折扣,理論上BC技術(shù)完全可以做到100%。再下來各種性能的開發(fā),需要把所有電池、圖形,在背面設(shè)計(jì)出來,這很難很復(fù)雜,但我們攻克了這一難點(diǎn)。
在組件方面,BC因?yàn)槭菃蚊婧附?,所以可以做到滿屏。它的屏占比,比目前普遍的組件技術(shù)多7.2%。其他技術(shù)要正背面焊接,硅片這么薄很容易碎,而BC只做單面焊接,另外一面不焊接,可靠性更高。
所以,我們也堅(jiān)定地認(rèn)為,BC技術(shù)是實(shí)現(xiàn)晶硅電池極限效率的必選技術(shù)。
這是愛旭未來幾年的量產(chǎn)技術(shù)路線圖和成本技術(shù)路線圖,可以看到效率能逐步接近量產(chǎn)技術(shù)理論極限。從成本層面來說, 2019年佛山第一條生產(chǎn)線,非硅電池成本不到0.9元。2010年我們?cè)谥楹=说谝粋€(gè)廠,那時(shí)的成本也要超過0.6元。但今天義烏工廠的非硅成本0.22元/瓦,我們明年能到0.17元,最后能到0.125元。
組件端,我記得今年年初理論界很多人認(rèn)為BC技術(shù)沒辦法做雙面。我們起步就率先推出了雙面率70%、適合地面電站的技術(shù)。今天我們推出的適合地面的組件雙面率達(dá)到75%。我想明年我們能做到80%,而且通過各種技術(shù)與設(shè)備的努力,包括激光技術(shù)、激光設(shè)備的優(yōu)化,雙面率做到85%不難。
BC之后下一代技術(shù)是什么?我們有兩個(gè)技術(shù)方向,一個(gè)是光子轉(zhuǎn)換方向,一個(gè)是疊層方向。不僅從光子轉(zhuǎn)換方面單結(jié)技術(shù)和疊層的雙結(jié)技術(shù)來講,我們依然認(rèn)為BC技術(shù)是最佳選擇。
也必須在BC技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行下一代的技術(shù),這不僅僅是實(shí)驗(yàn)室的,更講量產(chǎn),是可實(shí)現(xiàn)、可交付、成本可控的。
未來光伏行業(yè)應(yīng)該多路線發(fā)展,為什么用晶硅技術(shù)?因?yàn)榫Ч杓夹g(shù)可以吸收特定能量的可見光,將可見光變成太陽(yáng)能。但還有30%-40%的紅外光、10%左右的紫外光到哪里去了?紫外光被大氣層吸收,落到地面只有百分之幾。這些我們?cè)趺蠢??我們能不能把一個(gè)光子變成兩個(gè)光子,用晶硅材料吸收?或者能不能把30%-40%的紅外光轉(zhuǎn)換成晶硅可吸收的光子。我們認(rèn)為這也是個(gè)可行之路。
因?yàn)橛蠦C技術(shù)做底,光子倍增、光子轉(zhuǎn)換、光子替換這些技術(shù)就有基礎(chǔ)了,可以把高能量的光子和低能量的光子相互轉(zhuǎn)換,被晶硅吸收。我想這些也是光伏產(chǎn)業(yè)同仁未來的研發(fā)路徑,未來的量產(chǎn)之路。同時(shí),我認(rèn)為光子倍增、光子轉(zhuǎn)換、光子回收這些技術(shù)可能性會(huì)更大,找到合適的材料就好了,在BC電池端將光子吸收,甚至都不需要再疊層了。
既然人類社會(huì)的發(fā)展與人類利用太陽(yáng)能的效率息息相關(guān)。我們?nèi)祟愒叫腋?,就必須越好地利用太?yáng)能效率。
我們相信,根據(jù)“卡諾循環(huán)效率”,我們?yōu)槭裁床荒馨俜职侔阉刑?yáng)能的效率都利用起來?如何把太陽(yáng)能的能量百分之九十吸收掉,這是我們?nèi)祟?、光伏產(chǎn)業(yè)、所有同仁的一個(gè)奮斗目標(biāo)。至少當(dāng)我們這一代人離開這個(gè)世界時(shí),是否能夠把光電轉(zhuǎn)換效率低成本、大規(guī)?;?,不能有任何稀有元素。
未來人類用能一定要便宜過現(xiàn)代用能,就要能像現(xiàn)在用自來水一樣,要這么便宜。否則人類不會(huì)更加幸福,我們也沒辦法實(shí)現(xiàn)星際旅游。
大家一起努力,朝著百分之九十五的“卡諾極限效率”目標(biāo)前進(jìn)。