2月15日,由索比光伏網主辦的2023“光能杯”跨年分享會暨2022第十屆光伏行業頒獎盛典,在蘇州市蘇州園區香格里拉大酒店(蘇州工業園區協鑫廣場)隆重舉辦。
東方日升產品中心高級經理吳雪林出席了本屆“光能杯”跨年分享會分論壇——創新分享會,并作主題為《異質結技術趨勢展望》的分享。
吳雪林談到,2021年光伏新增的裝機容量超過50%,已經變成新增風電裝機的主流。降本方面,P型不會再提了,一定會提N型,TOPCon和異質結。對于TOPCon來說是PERC的升級,跟我們產能的接續再提高,延續現有產能的壽命;對于異質結來講,更多是跟未來疊加的,特別是鈣鈦礦,因為低溫工藝可以兼容使用我們的金屬,在降本空間方面更多一些。
在增速方面,不會有人擴展P型產能,基本上都是擴展N型產能,這應當是比較大的趨勢,在未來的兩年到三年,異質結其實增速也會加大起來。
下文為現場致辭實錄整理:
各位專家、各位嘉賓朋友,大家好,我是東方日升產品中心的吳雪林,非常榮幸參加這個會議,也匯報一下東方日升組件產品單輪驅動到雙輪驅動的思考。
我本人是有幸在異質結兩年前參與了這個產品的規劃和設計,當時了解到碳足跡這樣的需求,特別是最近歐盟對我們關稅的影響特別多,所以產品規劃的時候對低碳屬性也做了更多的研究。
眾所周知,低碳和節能減排是整個行業的主旋律,可以說這方面已經上升到能源戰略考慮,特別是雙碳政策的提出,特別是歐盟在碳交易價格和碳關稅越來越引起關注。光伏天然具有低碳的屬性,也意味著我們要有這樣的使命達成這樣碳中和的目標。
去年跟國家碳足跡標委也做過了解和學習,國家在制定相關的政策來完成國內碳足跡這樣的認證標準。
光伏有碳足跡的助推力,但是我們知道光伏最核心的還是鍍電成本的降低,這離不開提效提效主流的P型基本上效率上接近瓶頸,接下來是往N型更高效的發展。光伏在新增的裝機容量來看,2021年超過50%,已經變成我們新增風電裝機的主流。
降本方面,整個技術路線未來不得不提到TOPCon和異質結,剛才沈教授和宋博士講得非常多,P型不會再提了,一定會提N型,那就不得不提到TOPCon和異質結。
對于這塊我們的看法是什么?更多的是在應用端或者組件和系統端的思考,對于TOPCon來說是PERC的升級,跟我們產能的接續再提高,延續現有產能的壽命,對于異質結來講,更多是跟未來疊加的,特別是鈣鈦礦,因為低溫工藝可以兼容使用我們的金屬,在降本空間方面更多一些。
在增速方面,不會有人擴展P型產能,基本上都是擴展我們的N型產能,這應當是比較大的趨勢,通過調研數據和研究來看,在未來的兩年到三年,異質結其實增速也會加大起來。
綜合來看,東方日升在產品設計方面更多是雙輪方向驅動產品設計,一方面考慮到低成本的思考,最終站在發電收益側看鍍電成本,用更高效的技術和發電能量,用最低的系統成本。另外考慮產品設計里面,我們也會選擇更低碳的材料和工藝實現我們的產品設計。
我分享更多的是關于異質結的思考,最主要的思考是三個方面,一是效率。異質結我們以前認為效率比其他的技術,比TOPCon高一些,但是沒有拉開差距,效率這方面還是我們提升的主題。另外就是信賴性方面,異質結有UV的敏感,性能保護需要在組件側做更好的封裝和保護,實現信賴性。三是成本。成本需要整個產業鏈思考和改進的,包括最開始的原材料,包括顆粒硅的選擇和硅片的選擇,還有整個薄片的選擇,做組件的選擇,我分享的是組件端的思考。
為了達成現有產品的設計,東方日升主要考慮了幾個技術改進異質結產品的設計。
首先是半棒硅片上面,我們是第一家提出做這個技術的企業,二是提出更薄的硅片,除此之外還會對低銀耗的漿料,再就是組件側采用昇連接的技術,目前這個技術細節方面不方便跟大家講,最終可以實現低碳的產品屬性。
這是我們對硅片的選擇硅片往大的方向走,可以增大能量通道,一次性投入,這個182尺寸有一些內卷,我也調研過市場,其實客戶對于尺寸部分也并不是在意,更在意的是性價比。
對于半棒的設計和思考,之前電池片切割有常規切割和污損切割,就算是無損切割也會有一些燒損,電池片燒成之前就做成半棒的樣子,這個就沒有燒傷損失了。
硅片厚度上面,一方面是硅料成本可以降低,同時本身用的材料更少,整個耗量和二氧化碳排放更低,去年12月份我們量產發布的時候就已經可以實現接近100um的厚度批量生產。
對于電鍍銅和銀端的思考,異質結大家以前詬病的是銀耗比較高,基本上是17毫克每瓦,比PERC高了接近一倍,大家一看成本太高覺得沒有希望了,整個銀耗降低的方案,是電池和組件思考最多的問題。第一個方案是無主柵,二是銀包銅,三是電鍍銅三這個方案。
這個是零主柵的技術,兩年前就實現了這樣一個設計,銀耗里面接近40%-45%都是主柵上面,我們要減低主柵對銀的耗量。
真正實現銀耗的降低,主要的難度不是電池片工藝本身,而是組件上面,組件是打通產業化和量產華最后一個環節,這方面東方日升開發的昇連接技術,可以實現我們這樣的焊接。
在其他工藝過程當中也可以實現互聯,我們做了一些非常深入的測試和研究。
關于組件焊接技術來看,會比我們常規的好處在哪里呢,一是在串焊實現常溫的連接,常溫下就可以連接到了。
在實現的過程當中,不僅是焊接技術,在封裝工藝也是做了持續的改進,我們知道TCO比較光滑,和角膜粘接力比較低,我們做了一些封裝膠膜的改進,粘結力目前已經到了40,可以滿足我們可靠性的需求。
為了低碳的考慮,我們也采用了鋼邊框的選擇,鋼邊框有兩個好處,一是有比較強的撕裂強度,在一些沿海地區可以表現更優秀一些。另外就是大家擔心腐蝕的影響,以前是用鍍鋅,我們現在是做了鍍鋅鋁鎂的工藝,現在又做了包膜,比較好的預防了這點。
在選材的時候,對于整個行業來講有一定的歷史意義和責任意義在的,對于鋁材料和鋼材料,電解鋁在原材料過程當中碳排放非常高,本身鋼材料的技術,包括邊框及大家都在做技術儲備,這兩年成熟了,在2021年12月就發布了鋼邊框的設計。
從這張可以總結一下,PERCTOPCon、異質結和東方日升異質結區別在硅片厚度來講,因為有高溫工藝,TOPCon極限是在130-150的范圍,但是異質結可以輕松到100um,銀耗方面,因為我們采用了“昇連接”的方案,銀耗資10mg/w和PERC相當,另外就是電池互聯方面可以實現25度的互聯,而不是常規異質結的180度。在低碳產品的選材和工藝里面帶來本身的增量,常規的PERC一瓦是550,異質結可以做到400克以下這就可以降低1/4或者1/3。對于可靠性方面,東方日升也做了常規的測試,同時我們發現還會有一些增益。
我們做了五倍的測試,這也是在標準范圍以內。
我們還做了一些相應系統風洞的測試,最后表明系統是非常穩的。
我們也做了發電驗證,這個是在CPVT銀川實證,這個會比PERC有6.6%的發電增益。
除了銀川基地,我們還有自己的實驗室和研發中心,我們在寧海做的數據,大概比PERC雙面雙波增加了7.5%。
除此之外,在全球21個典型的國家和地區也做了系統的模擬,模擬25年的周期看發電增益多少,我個人認為數據比較保守的,在保守的數據下面,在中東或者北美、澳洲這邊,溫度稍微高一點的地方,發電增益比PERC高出6%左右,比TOPCon產品高3%,比PERC一年多發了600萬噸電,相當于多減排約5760噸二氧化碳,比TOPCon一年多發300萬噸。
系統發電量來看,我們找了海南做了一個模擬,我們可以看到從鍍電成本來講,大型地面站來講,異質結和鍍電成本降低是最優解。這個稍微總結了這款產品或者結合異質結技術所具備的優勢,從超薄的硅片,再到低耗銀量,同時采用了新型封裝的膠膜和新型的封裝工藝。東方日升在2019年開始做異質結產品的開發,也是有非常多的時間積累,特別有客戶實證和驗證的案例,每年的出貨量都在全球排在第一位,特別是2022年開始正式上線了伏曦異質結,也是引領整個產能的發展。今年的規劃上半年會有5GW產能的釋放,下半年考慮另外10GW,總共有15GW異質結的產能。
為什么叫伏曦異質結,伏曦具有開創性,很多工作都屬于開創性質的,我們就取了伏曦,英文就叫做hyper-ion,這是產能的規劃,異質結希望大家選擇東方日升謝謝大家!