高效电池关键设备解决方案
发布时间:2015-04-10    编辑:jinrui   
本文摘要:中国电子科技集团公司第四十八研究所 设备专家

中国电子科技集团公司第四十八研究所 设备专家 刘良玉博士
  中国光伏行业连续八年已经全球领先,一方面是由于市场需求量较大,但是我认为国内光伏行业能够分得这么大比例的蛋糕与国内的光伏制造和设备技术是密不可分的,而且产品的技术得到了全球的认可。在这里面,全产业链设备的国产化对整个产业的进步起到了一个非常大的作用,它从三个方面推动了光伏产业的发展:强有力的技术支持、及时的售后服务、较低的投资门槛。
 
  今天讨论的问题是“高效晶硅电池技术研讨会”。在传统晶硅技术方面,虽然国产设备实现了全线国产化,但是在高效电池工艺关键装备方面与国际先进技术之间还存在明显差距。所以我今天汇报一下目前高效电池工艺装备的国内的现状,也希望业内同仁要多多关注国产设备的发展,这样才能保证国内光伏产业的健康发展。
 
  基于中国电科48所对整线的理解对整个光伏发电的成本做了一个分析,在电站里,组件占了50%-60%的成本。再分析组件成本,有将近60%是电池片的成本。所以电池片效率提高、制造成本的降低,对整个光伏发电的成本是有重要意义的。经过十几年的发展,光伏发电的成本不断在下降,但是和传统能源相比,我们认为还有将近五六毛的差距。总结起来光伏发电降低成本的方法有两条途径:提高转换效率和降低成本和损耗。提高转换效率就是开源,另一个则可以理解为截流。减少遮光面积、提高pn结质量、降低电池表面复合,这些技术能减少光损失和电损失。降低成本和损耗方面主要体现在提高设备产能和自动化程度,同时提高新型工艺装备。中国在产业化晶硅高效电池技术上,已经从一个制造大国变成一个技术原产地国。虽然说实验室最高转换效率不在中国,但是能够产业化的高效电池技术都是在中国。因此设备制造商感觉压力很大,因为在高效电池一些先进的制造装备技术国产设备与进口设备之间还存在较大的技术提升空间。
 
  针对高效电池的关键技术解决方案,工艺是引领,装备是基础。我们的想法是立足于现状,着眼于未来。首先是把PERC电池,这种技术是跟传统电池线兼容性最好的高效电池技术,把PERC技术产业化、规模化,把关键设备开发出来,适应满足现在的技术发展需求是当务之急。另外,也不能只顾当前的热门技术,还要为将来更长远的HIT技术的研发做技术储备。这样分两步走,IBC电池关键工艺装备也要做一个过渡技术。
 
  在原材料方面,采用硅片品质分选设备对硅片的按照各种参数进行分档后,可以对工艺路线进行有针对性地进行优化设计,对电池转换效率进行预评估,一方面减少电池效率的分布,提高良率;另一方面优化工艺参数,最大限度地发挥硅片性能。
 
  当电池片方块电阻由70-80欧姆提高到110欧姆时,用传统的常压扩散工艺,到100欧姆以上的时候扩散均匀性很难控制,所以现在出现一种新的技术和装备,叫减压扩散炉。减压扩散工艺有三大好处,一个是分子自由行程变长了,二是掺杂原子的分压比增大,三是通过工艺设计可以快速的把掺杂源排出反应室,有利于推结。根据48所研制的减压扩散炉进行预评估了一下:在其他条件同等的情况下,减压扩散炉产能提高100%,所以单片运营能耗减少50%。100欧姆-110欧姆方块电阻均匀性可以达到4%。我们预测一下,500MW的太阳能电池采用减压扩散之后,节省运营费用可以达到500万以上,而技术改造投入半年就可以收回投资。在国际上有几个著名公司,都在开发减压设备。国产扩散炉主要技术指标方面基本能够跟上国际的先进水平,但是在其他高端设备方面,比如说氧化铝成膜设备,国内还没有开发出来能够产业化的产品。但是国家相关部委的布局下,已攻克一引起关键单元技术,并且有些单位已经开发出了相关的设备,目前欠缺产业化验证。
 
  伴随着技术的发展和社会的需求,光伏制造业逐步向智能方向发展。利用计算机、云技术以及一些工艺数据等大数据作为支撑,及时根据市场动态,科学安排生产,实现智能化制造车间。
 
分享到:
友荐云推荐