德博士·深“胶”浅谈：光伏产业中的新趋势——PERC、TOPCon、HJT、0BB、BIPV等技术

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在全球可再生能源快速发展的背景下，光伏产业成为了推动绿色未来的重要力量。为了帮助大家更好地了解光伏产业技术的发展趋势，我们特别推出了这一系列文章。本期文章将聚焦于光伏行业的核心领域：电池技术革新及组件工艺创新，德博士将深入浅出地介绍该领域热门关键词，帮助你掌握行业的核心知识。

光伏电池技术篇

什么是PERC技术？

PERC（Passivated Emitter and Rear Cell），即钝化发射极和背面电池技术，通过在电池的后侧上添加一个电介质钝化层来提高转换效率，是目前市场的主流技术之一。

优点：

  •  高效能：PERC技术能够显著提升太阳能电池的效率。与传统晶硅电池相比，在P型单晶硅上可以实现1%的效率提升，而在多晶硅上可以实现0.6%的效率提升。

  •  兼容性强：PERC技术与现有产线兼容度高，易于进行产线升级，能够与现有电池、组件的产能良好兼容。

缺点：

  •  光衰问题：P型晶硅电池普遍存在光致衰减的问题，而叠加PERC技术后衰减问题可能更甚，尤其是多晶PERC电池。

发展趋势：PERC技术作为当前太阳能电池领域的主流技术之一，具有高效能、兼容性强、成本效益高等优点。未来，在性能和市场竞争力上仍有进一步提升的空间。

什么是N型晶硅技术？

N型晶硅技术，也称为N型半导体技术，是一种在硅基半导体材料中掺杂特定元素（如磷）的技术，其广泛应有于太阳能电池制造中，如TOPCon电池、HJT电池、IBC电池和N-PERT电池等，其具有更高的效率和更好的耐光衰性能。

优点：

  •  高效率：N型晶硅技术通过优化电池结构和界面钝化，减少了能量损失，从而提高了电池的发电效率。

  •  弱光响应良好：N型晶硅技术由于其材料特性和结构设计，对光照条件的变化有较好的适应性，即在光照强度较低的情况下仍能保持较高的发电效率。

  •  长期稳定性好：N型晶硅技术在材料选择和工艺控制上更加严格，使得产品在长期使用过程中能够保持较高的发电效率和性能稳定性。

缺点：

  •  制作成本高：N型晶硅技术的生产工艺相对复杂，对材料纯度和设备精度要求较高，这增加了生产成本和难度。

发展趋势：N型晶硅技术有望成为下一代主流电池制备技术，特别是在高效和高可靠性应用中。

什么是TOPCon技术？

TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact），即隧穿氧化层钝化接触，通过在金属电极接触区域，制备一层超薄隧穿氧化层和高掺杂的多晶硅薄膜，形成钝化接触结构，进而提升光电转换效率。

优点：

  •  更高的效率：TOPCon技术具有更高的光电转换效率，已达到26%以上。

  •  长期稳定性：TOPCon电池具有较低的衰减率，具有较好的长期稳定性，适合高效应用。

  •  高双面率：TOPCon电池通常为双面发电设计，电池双面率可以达到85%，提高了光伏系统的发电量和收益。

缺点：

  •  制造复杂性：TOPCon技术的生产工艺相对复杂，需要更多的工艺步骤和精确的控制参数。与PERC技术相比，TOPCon技术的设备投资成本较高。

发展趋势：TOPCon技术以其卓越的性能和产业化潜力逐渐成为行业的焦点，可能成为下一代高效光伏电池的主要技术之一，未来应用前景看好。

什么是HJT技术？

HJT（Heterojunction with Intrinsic Thin layer）是一种本征薄膜异质结电池技术，具有对称的双面电池结构，中间为N型晶体硅，在电池的正面和背面分别沉积本征非晶硅薄膜和P型/N型非晶硅薄膜，形成P-N结，并通过透明导电薄膜(TCO)进行导电。

优点：

  •  高效率：由于采用了异质结结构，HJT电池具有较高的开路电压，从而实现更高的光电转换效率，HJT电池的转换效率通常超过25%。

  •  低温度系数：相较于传统的晶体硅电池，HJT电池在高温环境下的功率衰减较小，更适合应用于温度较高的地区。

  •  弱光响应好：即使在光照条件不佳的情况下，HJT电池也能保持较好的发电性能。

  •  较长的使用寿命：HJT电池具有良好的抗衰减性能，预期使用寿命可长达30年以上。

缺点：

  •  成本较高：主要体现在设备成本高和材料成本高。

  •  生产难度大：HJT电池的制造，对生产设备和技术要求较高，增加了生产难度。

发展趋势：HJT技术凭借其高效率、良好性能和长寿命等优势，有望在不远的将来成为主流的光伏解决方案之一，为全球清洁能源转型做出更大贡献。

什么是钙钛矿电池？

钙钛矿电池（Perovskite solar cell）是一种基于钙钛矿结构材料的新型太阳能电池，通常采用多层结构，包括透明导电层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属背电极等。

优点：

  •  高光电转换效率：钙钛矿电池的光电转换效率迅速提升，单结钙钛矿电池的理论转换效率高达31%。

  •  低成本：钙钛矿材料成本低廉，对材料纯度要求低，且生产制造过程能耗低。

  •  应用场景广泛：钙钛矿电池具备质量轻、厚度薄、柔性大、半透明、弱光效应好等特性，可广泛应用于光伏建筑一体化（BIPV）、电动汽车车顶、智能可穿戴设备等新型场景。

缺点：

  •  稳定性差：氧气氧化、光辐照、紫外线等都会对钙钛矿电池稳定性产生显著影响。

  •  寿命相对较短：目前钙钛矿电池的寿命不长，最高寿命为3000小时，而晶硅电池寿命可达25年。

  •  原料毒性：部分钙钛矿材料含有铅等有毒元素，可能对环境造成污染。

发展趋势：钙钛矿电池作为一种具有广阔发展前景的太阳能发电技术，虽然目前仍面临一些挑战，但随着技术的不断突破和工艺的持续优化，其未来有望在光伏领域发挥重要作用。

光伏组件技术篇

什么是0BB技术?

0BB（Zero Busbar）即无主栅封装技术，通过取消传统主栅线设计，使用更细的焊带直接连接细栅，大幅减少了电池片表面的遮挡面积，从而提高了光电转换效率。

优点：

  •  提高效率：由于焊带直径更小，遮光面积减少，电流传输距离缩短，串联电阻降低，从而降低功率损耗，提高发电效率。

  •  降低成本：通过使用更细的焊带代替主栅，可以显著减少银浆的使用量，从而降低生产成本。

  •  提高生产良率：采用超细焊带，在环境温度变化较大时，在电池表面产生的应力更小，减少了电池隐裂的风险。此外，与细栅线接触点多，也提高了组件的良品率。

缺点：

  •  工艺复杂和成本高：虽然0BB技术具有诸多优势，但其工艺相对复杂，对焊接精度和设备要求较高，可能在一定程度上增加生产成本。特别是目前普遍采用的“皮肤膜+低克重EPE”解决方案，生产成本较高，且工艺严苛。

  •  可靠性验证：由于0BB技术相对较新，其长期运行的可靠性和稳定性还需要进一步验证。

发展趋势：随着技术的成熟及市场对绿色产品的需求逐渐增加，以及光伏行业对降本增效的迫切需求，0BB技术将在未来市场中发挥更大的作用。预计其渗透率将逐年提升，成为光伏行业的主流技术之一。

什么是BIPV技术?

BIPV（Building Integrated Photovoltaics），即光伏建筑一体化，是指将太阳能光伏发电系统与建筑物同时设计、同时施工和安装，实现与建筑物的完美结合。

优点：

  •  美观集成：能够与建筑物的外观和功能完美融合，无需额外安装支架，提升建筑美感。

  •  多功能性：既可发电又作为建筑结构材料，节约空间。

缺点：

  •  成本较高：BIPV组件的成本通常高于普通光伏组件。

  •  不稳定：光伏发电不稳定，受天气影响大，有波动性。如何解决太阳能光伏发电的波动性，如何储电也是有待解决的问题。

发展趋势：随着绿色建筑需求的增加，BIPV技术将有更广泛的应用前景。