日托光伏科技有限公司总裁、南京大学物理学院教授 张凤鸣

 

　　背接触本身跟我们传统电池的结构是分不开的，因为它是在这个基础上发展出来的。我们现在的P型，基本的结构这么多年几乎没有变化过。电池的正负机分别位子电池的两面，这个基本结构没有变化，有变化的这么多年大家在工业上做了很多的改进。比如说二次印刷，选择发射极这两个是主要的，还有硅片等等进展，但是基本技术没有变化。其特点主要是组件还要用互联条，这个特点没有甩掉。第二个，串联过程中互联条要从正面到电池的背面，串联的结构没有任何变化。但是基于这么一个结构，实际上我们在设计电池的过程当中，其实我们主要是一个基本的考量是什么呢？我们知道这个电池的转化效率，主要取决于它的扩散长度和材料本身的厚度，这两个参数的比，这是非常非常重要参数，任何的电池要起足够好的转化效率，必须要考虑扩散长度、少子寿命，对应的扩散长度跟电池厚度的宽度，所以说，我们如果扩张长度很快长，比如说我们的N型硅片少子寿命很长，扩展程度很长，所以说我们可以把这个接触到背面，让它有足够的扩张程度，可以收集到足够的光。但另外一个方面，如果我们的薄膜电池非晶硅或者多晶硅材料也好，因为它的少子寿命很短，我们必须降低厚度，保证基本上的设计。

 

　　在这些过程当中，我们光伏一路走过来，其实大家这么多年，尤其是在工业化的过程当中，非常关注的就是成本的持续降低，刚才提到我们在历史上从来没有开心接近过平价格上网，因为这么多年走的路就是成本降低，一方面是效益的提升，生长过程当中我们可以想象，我记得很多在座的专家，15年以前，电池或者组件价格是现在的20倍，我们从来没有想到光伏能够走到平价上网，或者这么快的走向实用，但是这个工作得益于很多方面的努力，

 

　　其中一个就是在更大的单项产能规模，就是每小时的产出。2001年单项产出一小时一两千片都算很大的，现在一小时四五千片轻轻松松。第二个就是自动化，极大降低人员成本。还有就是大硅片，同样的片数，出来的面积大功率高，单瓦成本也可以降低。这里面有125-156，甚至考虑产出更到尺寸的硅片。另外一个就是薄硅片的使用，因为硅片成本在电池或者组件成本里占了相当大的费用，我们在2000年大概是在320微米，降到今天的184微米左右。但是因为电池的基本结构，它导致了我们有很多的关键要思考的问题，就是因为电池片是靠焊带串联起来的，焊带导致的损失，这是一大块封装损失。所以我们要保持封装损失比较少，无非就是想焊带的横接面积大一点，要么就是增加宽度，要么是增加厚度，这是大家基本考虑的。但是实际上这两个因素对我们的组件性能也好，趋势都有不可克服的本质缺点，如果把宽度增加了，它背面阻挡光，把厚度增加了，焊带焊在电池片上，它的焊接导致的引力，甚至电池片的正面到背面这个连接过程会受到机械挤压最终演变成裂纹，很多以前光伏衰减了，降低了发电能力，把个组件拿回来一测，就发现有很多的裂纹，这个是有很大的关系。

 

　　基于这些考虑，这个伴随着晶硅光伏的发展过程当中，一直就在思考，我们有没有办法来克服这两个本质的问题，减少遮光，减少裂纹，这就是背接触来源。背接触有好几种结构，一个就是最简单的背结结构，就是把拼接做在背面，这就是大家非常熟悉的IBC电池，因为它的特点就是拼接扩散到背面，因为这就需要少子寿命的扩散长度比较长，为什么要用N型材料，这是它的一个要求。我们可以把电池正极和负极都放在背面，电池与电池之间的串联就可以避免遮光挡住。但是实际上我们大家非常清楚，作为一个非常高端的产品，IBC电池这么多年的发展也非常快，我们知道Sunpower他们在十多年以前效率就达到了23%，但是这么多年并不是说他们没有做工作，因为光伏已经不是奢侈品了，心里走到民用，我们必须考虑性价比，所以我们可以想象，如果我们今天转化效率N型IBC是常规高出10%-15%，如果成本翻倍的话，性价比的竞争也是需要我们考虑的，但这些年我们分析IBC电池做了很多进展，有一点不是它的功能没做好，而是它的竞争对手，是P型降成本降的太快，始终在超前，让N性的空间受到了挤压，我们下一步的发展，我们能不能让N型或者IBC，它的性价比能够快速发挥出来能够跟常规的P型相媲美，这是N型能不能得到发展的关键。讲的是性价比。

 

　　还有个缠绕工艺以前适用于研究方面比较多，但是现在我们薄膜方面也很期待。这就是一种EWT的技术。但是EWT的技术，因为出来的薄膜产量跟薄，传输不会很长，产量非常小，但是对于我们硅片比较厚的情况下，要打很多很多的孔，要不就串联不下来，这个就导致的这个规模小。所以我们也很期待，也许我们将来的硅片越来越薄的时候，EWT会引起很多人的重视。第一它已经正面没有遮光，这个遮光是大家以前一直追求的，同时它做到薄片化，这个从有利降低了成本，也是一个很好的方式。

 

　　我现在讲一下我们的MWT，其实MWT是介于IBC和常规的结构之间的折中的方式。它这种实际上也是牺牲了效率，但是它得到了性价比，MWT基本结构实际上目前来说基于P型的这一面，通过激光打孔，相当于把主栅线去掉了，收集的电流通过孔引导了背面，这样电池的正负极都位置于电池的背面，就把主栅线遮光问题克服掉了，把传输距离也降下来了。这样就使得我们MWT电池的特点就是遮光减少了，效率提升了，同时使封装可以避免焊带。

 

　　但是MWT也不是今年开始做的，很多公司、国外的研究机构、国内的公司做了很多年，这个确实是一个难度很高的事情，它不在于单个工序的难度，它主要是一个系统性的工程，我们把电池做出来，除了很细节的东西以外，封装过程中对材料的特殊要求，市场上没有现成的材料，即使是有，都是很贵的，成本也是很高的，我们要的是性价比，如果成本太高该不值得做。所以这个概念也是在1998年提出的，这几年也得到了同行很多的帮助和配合，把问题全部克服，把产品做出来。

 

　　到现在我们非常自豪的说只有日托把它做到了产业化，并形成了产业满负荷，可以达到1GW。

 

　　我们可以看一下它的基本结构，在局部可以把电收集起来，然后引到背面，跟背面的面形成一个物理隔离，正负点都在背面，考虑到组件封装的时候连接就是背面与背面之间的连接，就跟焊带没有关系了。这是一个典型的电池结构。

 

　　实际上做MWT工艺可以有很多种方案，各有特点和优势，我们也做了很多的比较。我们始终是把生产和实验结合起来，我们实验工作基本上都是基于生产线的，目前MWT电池生产线的结果，基本上就是非常典型的生产结果。我们生产线研究主要是以多晶为主的，实际上MWT对单晶和多晶没有任何区别的，都可以兼容的，下面我们也会加强单晶方面的工作。它有一个好的特点就是兼容，跟黑硅可以兼容。它叠加的特点是降低综合性价比，不是简单的提高性能，以前很多情况下，提高了转化效率，但是往往增加了成本，这也是值得我们关注的。

 

　　还有一个特点，国外很多客户还要到屋顶上，这些都是为客户定制的，当然可能这种图案对折光效率有一些影响，但不是十分重要。很多人都认为光伏很粗糙，小作坊都能做，做出来也不雅观，其实光伏可以做得很漂亮，可以跟建筑结合起来。

 

　　由于它的电池结构不一样，所以说封装过程中做成组件的时候就必须有不同的方式，左边是常规组件的封装结构，右面就是MWT，是把电池便放到导电背板上，导电背板上是有图案的，把电池片的正极区域跟下一个电池片的负极区域接起来，相当于三维的结构变成了二维的平板的结构，这样折光可以降下去。

 

　　这是我们在多晶方面的数据，现在多多晶可以平均到285瓦以上，285-280瓦占93.4%的档位，如果下一步有机会很快能给黑硅加上去，可以把功能再提升。非常有意思的是，电池怎么越做越大？其实对于背接触来说，其实它的优势更有意思，为什么呢？我们常规组件最大的收益就是它的封装降下来了，CTM降下来了。但是成本还是要增加的，而如果用背接触的话，我们下面的导电背板就不用那么厚了，电流减一倍了，这样就降成本了。这个产品现在客户也大量的在用了，都是几十兆瓦的项目在用，也做到了340瓦档次，所以也希望有多晶赶一赶热潮。

 

　　这都是我们典型的产品。

 

　　我们说了这么多，没有焊连接了，用导电背板连接了，可靠性增强了，电池片与电池片原来是焊带硬连接，现在变成了没有硬连接，这是它的一个特点。还有后面的导电背板，我们知道常规的背板要透水，电池片受到腐蚀等等，我们的导电背板除了少触地方刻了图案，其他地方都是挡水的，所以防水等性能都提高了，再加上散热性等等。

 

　　我们希望的这些优点真的有吗？我们就要从可靠性、稳定性方面来做验证。这是很初期的，我们用的是行业内的常规组件，多晶，常规组件跟我们的MWT组件相比，标准的DH1000，和TC200可以看出，常规组件经过标准的测试，常规组件衰减在2%左右，但是MWT只衰减了1%。日本一家公司要买我们的组件，拿到他们的实验室做，这个就不是DH1000，而是做到了DH3000，做到TC600，经过长时间的测试，可以看出衰减是非常好的，它的可靠性、稳定性是非常突出的。因为我们知道DH1000和TC200，常规的只要衰减低于5%就是OK，现在我们看它的衰减在都是在2%左右。左边这个是德国公司做的实验，也是做的TC600，我们可以看出其中一个组件到600的时候衰减将近4%，其他都在2%左右，这也非常好的验证了这个结果。右面是我们的合作伙伴，他们在他们实验室做到了700，说如果没有很大的破坏会一直做下去，我们也期待更多的结果可以出来。

 

　　我们可能在对MWT工艺有各种各样的疑问，我觉得首先老和测试就是一个最好的证据，就能告诉我们关注的问题是问题吗。

 

　　可能大家会对MWT的工艺有各种各样的质疑和疑问，我觉得老化测试就是一个最好的证据，就能告诉我们，我们关注的问题是问题吗？从这些方面来说，它的稳定性确实得到了确定。还有一个，刚才提到了焊带，电池片与电池片之间的硬连接，这可能是一个问题，热胀冷缩也好，受到外面的冲击也好，你这个电池片受到冲击可能会影响下一个电池片，因为它们之间有焊带，焊带松动也好，我们也做了常规组件，MWT组件，用钢条做做实验，也做了好多次，从10厘米、20厘米、30厘米不同的高度，每次增加高度，砸一次测一次它的功率，为什么这样做？这个这个涉及到行业的EER，EER有检测标准，但是没有质量产品标准。什么叫做EER？我们只是一个初步工作，怎么把EER标准作为产品的验收标准？这个确实是很难的，因为中间能看得见的叫做宏观，有的是微观问题，就是EER也看不清楚，但我们也试图做了一些事情。我们看横坐标是有钢球砸之前，第二个点是10厘米，第三个点20厘米，第四个点是30厘米，不同的高度，我们测它各种参数的衰减情况，左上面情况是VOC，可以看得出，随着砸的高度的增加，常规电池组件和MWT组件的VOC都有降低，但是明显的感觉MWT的降低还是非常小的。但是其他的降低都有降低，破坏性的实验都有降低，但是两种组件降低的程度确实有非常明显。能不能定量的看看裂纹的长度，能不能跟衰减挂钩？我们如果能做到定量的测试，再做点理论的模拟，说不定我们也可以给行业提供一个验收标标准。这个工作难度非常大，所以我们可以看到MWT可靠性非常好。

 

　　整个行业到了一个百花齐放的时候，大家都带探讨各种各样的技术路线，哪一种路线好，哪一种技术路线值得关注？我们为什么选择MWT技术路线呢？这几年我们也在思考，光伏要走到平价上网最后一步，除了效率提升以外、系统成本以外，要回到光伏本行，做电池、做组件的出路于在哪里？我们的方向在哪里？举一个例子，今天晶硅组建可能二百四五的成本，边框、玻璃、接线、背板等等能降的空间很有限，甚至还有可能涨价，所以怎么降组件的成本？就又回归到了电池片，除了价格降低以外，我们能不能容忍薄硅片？如果我们的硅片可以做到很薄，120、130甚至更薄弱，那么我们组件的成本，单纯的从电池片本身来说一瓦5毛钱是完全有可能的。我们把五部晶硅组件降到两毛钱一瓦以下也不是梦想。另外我们现在有各种各样的技术路线，MWT除了跟常规的除了跟常规的结合以外，也可以兼容黑硅，甚至也可以兼容HIT，唯一不能接触的是IBC，因为它已经是背接触的了。

 

　　这是今后十年左右几种主要的结构，这是我们预测它们的市场份额，但是我们可以看到除了IBC以外，其他的几种主要结构都能够被MWT兼容，这也就是说MWT技术提供了一个降成本非常好的平台，是一个平台技术，我相信随着各方面的结合，它的性价比都体现出来的，它可以跟其中的大部分结合，在光伏行业性价比方面有非常大的优势。