中國粉體網(wǎng)訊 在可持續(xù)發(fā)展浪潮中,,太陽能光伏作為清潔可再生能源,,正引領能源領域變革,。技術的持續(xù)革新,,讓太陽能光伏產(chǎn)業(yè)化前沿技術蓬勃發(fā)展,,為全球能源轉型注入新希望。
進入二十一世紀,,中國光伏飛速崛起,,在晶硅太陽電池及組件、多晶硅片,、高純多晶硅材料,、光伏電站建設與全產(chǎn)業(yè)鏈降本技術等方面成績斐然。特別是2014-2024年我國光伏生產(chǎn)制造端的多晶硅料,、硅片,、電池片、組件規(guī)模較十年前增長超十倍,,實現(xiàn)全球領先,,成為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)典范,在全球競爭中優(yōu)勢盡顯,,產(chǎn)業(yè)鏈安全可控,。
太陽電池器件是光伏的核心,因此電池技術迭代一直是光伏變革的核心,,高效率,、低成本的太陽電池是光伏產(chǎn)業(yè)永恒不變的話題。在2014-2024的十年里,,晶硅太陽電池技術經(jīng)歷著從傳統(tǒng)鋁背場電池(Al-BSF),,到背鈍化電池(PERC),再到隧穿氧化物鈍化接觸電池(TOPCon),、晶體硅異質結電池(HJT)和背接觸電池(BC)的轉變,。
高效電池技術的突破與創(chuàng)新
TOPCon(隧穿氧化層鈍化接觸技術,英文全稱 Tunnel Oxide Passivated Contact)電池采用選擇性載流原理,,在N型硅襯底電池背面制備超薄氧化硅與摻雜多晶硅薄層,,形成鈍化接觸結構,有效減少電子復合,,提升電池性能,,正步入產(chǎn)業(yè)化階段。
目前,,TOPCon電池的產(chǎn)業(yè)化效率已超過23%,,并且由于其與現(xiàn)有PERC產(chǎn)線具有良好的兼容性,企業(yè)可以通過對現(xiàn)有產(chǎn)線進行升級改造,,快速實現(xiàn)產(chǎn)能的提升,。隨著技術的不斷成熟以及成本的逐步降低,TOPCon電池在市場上的份額正迅速擴大,。
HJT 電池,,即異質結太陽能電池(Heterojunction Solar Cell),是一種采用非晶硅和晶體硅材料形成的混合型太陽能電池技術。它巧妙地將晶體硅材料與非晶硅薄膜相結合,,極大程度地降低了界面復合,,顯著提升了光電轉換效率。目前,,HJT電池在實驗室中的效率已成功突破26%,,產(chǎn)業(yè)化效率也穩(wěn)步向24%邁進。這種電池具備工藝溫度低,、雙面發(fā)電性能優(yōu)異等突出優(yōu)勢,,能夠大幅提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量,有效降低度電成本,。
XBC電池即背接觸光伏電池,,是當前各類背接觸結構晶硅太陽能電池的泛稱,。主要包括IBC,、HBC、PBC,、ABC,、HPBC等。其核心特點是將電池的正負兩極都放置在電池片背面,,從而使電池正面無遮擋,,增加了有效光照面積,提升了光伏組件的轉換效率,。目前,,XBC電池的產(chǎn)業(yè)化效率已超過27%,晶硅背接觸電池的理論效率極限較高,,隨著技術進步,,其轉換效率有望進一步提升。
新型光伏材料的崛起
鈣鈦礦材料作為一種新型的光伏材料,,近年來在太陽能光伏領域展現(xiàn)出了巨大的潛力,。鈣鈦礦太陽能電池具有制備工藝簡單、成本低,、吸光系數(shù)高,、載流子擴散長度長等優(yōu)點,其實驗室轉換效率在短短幾年內(nèi)就從最初的不到4%迅速提升至超過25%,,增長速度令人驚嘆,。雖然目前鈣鈦礦電池在穩(wěn)定性和大面積制備方面還面臨一些挑戰(zhàn),但全球范圍內(nèi)的科研團隊和企業(yè)都在積極投入研發(fā),,尋求解決方案,。隨著技術的不斷突破,鈣鈦礦電池有望在未來成為太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,為實現(xiàn)低成本,、高效率的光伏發(fā)電提供新的途徑,。
2025年4月23-24日,由中國粉體網(wǎng),、中粉會展主辦的“2025石英砂在光伏玻璃產(chǎn)業(yè)中的應用技術研討會”將在江蘇南京召開,,屆時來自上海交通大學的沈文忠教授,將做題為《太陽能光伏產(chǎn)業(yè)化前沿技術及發(fā)展》的報告,,報告將重點介紹TOPCon,、SHJ、xBC等晶硅太陽電池技術這幾年的發(fā)展以及沈文忠教授對行業(yè)發(fā)展的觀點,。
沈文忠,,上海交通大學特聘教授、博士生導師,,1995年6月在中國科學院上海技術物理研究所獲博士學位,,2000年獲教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授,2001年主持國家杰出青年科學基金,,2007年起擔任上海交通大學太陽能研究所所長,,曾任上海市太陽能學會理事長,目前兼任中國光伏行業(yè)協(xié)會咨詢顧問,、上海市太陽能學會名譽理事長,。長期從事晶體硅太陽電池及半導體光電子物理研究,以第一作者/通訊作者發(fā)表SCI論文400余篇,,授權國家發(fā)明專利40多件,,出版學術專著3部(《太陽能光伏技術與應用》、《硅基異質結太陽電池物理與器件》,、《鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池》),。獲2019年度亞洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(APVIA)科技成就獎(個人類)、愛思唯爾2020,、2021,、2022、2023年中國高被引學者,。
參考來源:
國際能源署,;中國粉體網(wǎng)
中國光伏行業(yè)協(xié)會:中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2024-2025年)
沈文忠、李正平:我國光伏技術的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化將繼續(xù)領跑光伏學術專著也將齊頭并進
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/九思)
注:圖片非商業(yè)用途,,存在侵權告知刪除