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BC电池横空出世

作者:设计科研院      浏览次数:666

 一、什么是BC电池

BC电池的基型是IBC电池(Interdigitated Back Contact,即交叉指式背接触电池)是一种纯粹的单面电池。

TOPCON电池、HJT电池采用新的钝化接触结构来提高钝化效果从而提高转换效率的思路不同,IBC的PN结和金属接触都设于太阳电池背面,正面无金属栅线遮挡,消除了正面金属电极结构。因此,BC电池能够最大限度地利用入射光,带来更多有效发电面积,从而提高电池能量转化效率,且观感优美。

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IBC作为平台型技术,可与P型、HJT、TOPCON等技术结合形成HPBC、HBC(兼容部分HJT工艺)、TBC等多种技术路线(兼容部分TOPCON工艺)。比如,与TOPCON技术的叠加被称为TBC电池,而与HJT技术的叠加则被称为HBC电池。这些电池统称为BC类电池。

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目前,BC类结构分化出三大路线:

a) SunPower为代表的经典IBC电池工艺;

b)  KANEKA(钟化株式会社)为代表的HBC工艺;

c) ISFH(梅林太阳能研究所)为代表的POLO-IBC工艺。

美国太阳能公司SunPower是IBC电池先行者,有丰富的专利储备。2019年美国SunPower一分为二, SunPower仍专注于美国的住宅、商业太阳能与电池储能系统,将原太阳能电池制造业务独立出来成立另一家公司Maxeon Solar (MAXN.O),主攻IBC电池结构。

2022年BC类电池全球出货超过1GW,主要来自Maxeon Solar贡献。2023年6月4日,Maxeon公开了全尺寸Maxeon 7组件口径效率测量值达到24.7%的新全球记录。

目前,TCL中环持有Maxeon约27%股份,是其第一大股东。

另两条路线,KANEKA采用非晶硅钝化技术与IBC相结合,开发出HBC太阳电池,2017年Kaneka曾实现最高转换效率26.63%。而ISFH的POLO-IBC工艺则将钝化接触技术与IBC相结合,即上文提及的TBC,它集齐了IBC与TOPCON的优势,国内爱旭股份的ABC组件采用的就是N型TBC工艺。

 

二、BC组件拥有较高的组件效率

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对比当前的几种主流电池,BC电池的效率优势尤为明显。

作为一种平台型技术,BC可与P型、HJT、TOPCon等技术结合形成HPBC、HBC、TBC、IBC、PBC、ABC等多种技术路线。从理论极限效率来看,BC、TOPCon和HJT三种新型电池相比PERC都有着巨大突破、且BC电池更胜一筹,增效潜力更大。

根据CPIA数据,预计至2025年,TOPCon、HJT、IBC电池转换效率有望分别达到24.9%、25.3%、25.3%;至2030年,有望分别达到25.6%、26.0%、26.2%。


三、不同BC电池工艺特点

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1、经典IBC

获取的效率溢价难以覆盖增加的成本,该工艺路线竞争力逐渐减弱。

2、TBC

结合IBC电池高的短路电流与TOPCon优异的钝化接触特性。由于TOPCon工艺已成熟,吸收TOPCon电池关键技术工艺的TBC电池,成为性价比最高的IBC电池工艺路线。SunPower和国内尝试量产IBC电池的企业,纷纷向该技术路线转型。

3、HBC

结合IBC电池高的短路电流与HJT电池高的开路电电压的优势。截止目前,HBC转换效率最高达到26.63%,成为新一代最有发展潜力的晶硅电池工艺路线;但是HBC电池同时保留了IBC和HJT各自生产工艺的难点,工艺最为复杂,成本最高,技术有待进一步成熟。

四、总结

1. 钝化接触电池可以实现优异钝化性能与接触性能,其中,化学钝化终止了界面缺陷,电场效应使少数载流子远离缺陷界面区域 实现载流子一维纵向输运的同时能降低金属与硅基底的复合,兼顾开路电压与填充因子,能有效提高太阳能电池的转换效率。

2. 与P型PERC电池相比,N型单晶钝化接触电池具备更高效率与使用寿命、弱光响应好与无LID等优势,电池工艺可以与常规电池工艺兼容,可以在现有产线上进行升级,获得效率大幅提升的条件下有效控制成本。

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