Les technologies de batteries telles que TOPCon et HJT continuent de passer du laboratoire à la chaîne industrielle

1. Le contexte de l'événement

Une réunion récente a souligné que sur la base du soutien précédent, 50 milliards de yuans de subventions aux énergies renouvelables seront alloués aux entreprises centrales de production d'électricité. L'émission de cette subvention est un signal positif pour le développement des énergies renouvelables dans mon pays, ce qui augmentera l'engouement pour les nouvelles installations énergétiques nationales, et la chaîne de l'industrie éolienne photovoltaïque devrait en bénéficier. Parlons en détail de la situation spécifique de l'industrie des cellules photovoltaïques.

Deuxièmement, comprendre les cellules photovoltaïques

La cellule photovoltaïque est une feuille semi-conductrice optoélectronique qui utilise la lumière du soleil pour générer directement de l'électricité. Tant qu'il est éclairé par une lumière qui répond à certaines conditions d'éclairage, il peut instantanément produire une tension et générer du courant lorsqu'il y a une boucle.

Selon différents matériaux semi-conducteurs, les cellules solaires peuvent être divisées en cellules solaires en silicium cristallin et en cellules solaires à couches minces. Les cellules en silicium cristallin peuvent être divisées en cellules en silicium monocristallin et en cellules en silicium polycristallin, dont les cellules en silicium monocristallin sont en outre divisées en cellules de type P et en cellules de type N. À l'heure actuelle, les cellules PERC monocristallines les plus largement utilisées sont les cellules en silicium monocristallin de type P, tandis que les nouvelles technologies de cellules solaires telles que TOPCon, l'hétérojonction et l'IBC se réfèrent principalement aux cellules en silicium monocristallin de type N.

Troisièmement, subdivisez la piste

1. Batterie TOPCon

Technologie de batterie TOPCon, à savoir la technologie de contact de passivation de la couche d'oxyde tunnel, sa structure de batterie est une batterie à substrat de silicium de type N, une couche d'oxyde de silicium ultra-mince est préparée à l'arrière de la batterie, puis une fine couche de silicium dopé est déposé. Une structure de contact de passivation est formée, ce qui réduit efficacement la recombinaison de surface et la recombinaison de contact métallique, améliore la tension de circuit ouvert et le courant de court-circuit de la batterie, et améliore l'efficacité de la batterie.

1) LPCVD est le processus principal actuellement produit par TOPCon

À l'heure actuelle, les cellules TOPCon ont 4 processus industrialisés différents, à savoir : LPCVD pour préparer un film de polysilicium combiné avec un processus traditionnel de diffusion complète ; LPCVD pour préparer un film de polysilicium combiné avec un processus d'expansion du bore et d'implantation d'ions phosphore ; PECVD pour préparer un film de polysilicium et un processus de dopage in situ ; PVD prépare un film de polysilicium et un processus de dopage in situ. Parmi eux, la technologie LPCVD est mature et a atteint une production de masse, et la localisation de l'équipement est parfaite, mais le placage d'enroulement et la vitesse de formation de film lente sont toujours les principaux problèmes du processus actuel.

Le nom complet de la voie technologique LPCVD est la méthode de dépôt chimique en phase vapeur à basse pression. Les avantages de cette technologie sont une technologie mature, une intégration élevée, une bonne qualité de formation de film, une grande capacité d'équipement et un contrôle simple et facile; mais il est difficile d'avoir une vitesse de revêtement lente, un faible taux de formation de film et un dopage secondaire, un emballage, un dépôt sérieux de pièces en quartz, etc. La technologie LPCVD est la plus largement acceptée et la seule technologie qui a été commercialisée à grande échelle.

2) Les fabricants accélèrent la planification de la capacité de production de TOPCon et font avancer le processus d'industrialisation. Au cours des deux dernières années, les entreprises nationales ont essentiellement réservé de l'espace pour la transformation TOPCon pour les nouvelles lignes de production de PERC pour les mises à niveau ultérieures. La capacité de production de PERC de nombreux fabricants de premier rang s'est progressivement arrêtée et les plans d'expansion actuels se sont également déplacés vers la construction de lignes de production de technologie de type N. Au début du deuxième trimestre, la capacité de production TOPCon de nombreux fabricants, dont Jinko, a commencé à être libérée, et elle devrait profiter de la prime technologique.

2. Batterie HJT

Les cellules HJT sont constituées de couches minces de silicium cristallin (c Si) et de silicium amorphe (Si), combinant les deux avantages des cellules solaires en silicium cristallin et de la technologie des couches minces, car la couche mince présente les caractéristiques d'une forte absorption de la lumière et d'excellentes performances de passivation. HJT est développé depuis 47 ans. Avec l'itération de la technologie et l'amélioration de l'efficacité de conversion, la batterie HJT est entrée dans la phase de commercialisation nationale.

Les avantages des cellules HJT sont que le flux de processus est court et que l'efficacité de conversion est élevée. Le processus de batterie HJT comprend principalement 4 liens, ce qui est bien moins que PERC (10) et TOPCON (12-13); en outre, l'efficacité de conversion de l'IBC superposé au HJT et de la pérovskite pourrait être augmentée à plus de 30 % à l'avenir.

La voie de réduction des coûts du HJT est claire, et le coût du HJT dans 22 ans devrait être inférieur à celui du PERC. Le coût de la batterie HJT est supérieur de 0,18 yuans par watt à celui du PERC, et 94 % de l'augmentation des coûts concerne le coût non lié au silicium. À l'avenir, la réduction des coûts HJT dépendra principalement de la réduction de la consommation de silicium, de la réduction des coûts de la pâte d'argent, de la localisation des cibles et de la réduction des coûts des équipements.

3. Batterie GRV

IBC fait référence à la technologie de batterie à contact arrière interdigité, et les électrodes de contact de la jonction P/N, le substrat et l'émetteur sont réalisés à l'arrière de la batterie sous une forme interdigitée. Les cellules IBC ont une efficacité de conversion élevée et sont plus belles en apparence, particulièrement adaptées à l'intégration de bâtiments photovoltaïques, et ont de bonnes perspectives de commercialisation. Bien que les avantages des cellules IBC soient exceptionnels, le processus des cellules IBC est compliqué et les technologies à semi-conducteurs telles que les masques et la photolithographie sont utilisées à plusieurs reprises, et le coût est presque le double de celui des cellules conventionnelles.

En raison de la bonne compatibilité de la structure de la batterie IBC, trois voies de processus majeures ont été progressivement formées : 1) le processus de batterie IBC classique représenté par SunPower ; 2) le processus de batterie POLO-IBC (TBC) représenté par ISFH ; 3) le processus de batterie Kaneka Le processus de cellule HBC représentatif (IBC-SHJ). Selon les résultats de l'expérience Kaneka en 2017, l'efficacité de conversion actuelle des cellules IBC-SHJ (HJT) peut atteindre jusqu'à 26,7 %, ce qui est supérieur aux efficacités expérimentales des cellules TOPCon et HJT.

IBC appartient à la voie de la technologie de réserve et la mise en page de la production d'essai de R&D a été lancée. À l'heure actuelle, le processus de fabrication de la batterie IBC/HBC est complexe, le seuil technique est élevé et le coût de fabrication est élevé, ce qui appartient à la voie technique dans la réserve de recherche et développement. Les sociétés de production de masse de la technologie IBC les plus matures au monde sont SunPower et LG.