13-高效异质节电池（HIT）在叠瓦组件上的应用 2019.3金鹏

资源描述：

1高效异质节电池（HIT）在叠瓦组件上的应用赛拉弗技术中心 2 目录1. HIT电池介绍及发展前景2. 叠瓦技术介绍和产品优势3. HIT 电池与叠瓦技术结合Contents HIT电池介绍 3 最早， HIT 是本征薄层的异质结Heterojunction with Intrinsic Thinfilm太阳能电池由日本三洋公司于1990年成功开发，并申请专利（2015年已过期），被松下收购后，自2012年4月1日起，三洋出产的太阳能电池组件改为Panasonic HIT品牌。目前，HIT叫法繁多，各厂商的HIT、HJT、HDT、SHJ其实指的是同一个东西，都是指异质结光伏电池，一样的技术路线，本文统一简称为HIT。 HIT电池结构 HIT电池发展前景 4 根据ITRPV（International Technology Roadmap for Photovoltaics）的预测，HIT电池所占市场份额在五年内约为57，到2025年达到10。另外，HIT专利于2015年过期，发展HIT已无专利方面的障碍，目前重点在降低成本，扩大产业化。 HIT 5 目录1. HIT电池介绍及发展前景2. 叠瓦技术介绍和产品优势3. HIT 电池与叠瓦技术结合Contents 叠瓦技术介绍 6日食叠片电池间通过导电胶可靠连接日食叠片电池叠加后效果图叠瓦技术是一种主流的高效组件封装技术叠瓦组件设计思路，将叠瓦电池片切片后使用导电胶来直接衔接两片电池，将其叠加黏贴在一起，再将电池串连接起来，且电池片间无间隙。无焊带设计，组件内阻降低，助力组件功率提升。电子运动距离缩短，有效提升产出功率。叠瓦技术介绍 7叠瓦组件常规组件日食叠瓦组件比常规组件增加有效发电面积2以上，能封装更多的电池片相比60片版型增多到68片。用导电胶替代焊带避免了焊带遮挡面积达到4，紧密叠加的电池片叠加导电效果更佳的导电胶降低组件内阻3以上。使得叠瓦组件的功率比常规组件功率提升10以上。这样叠瓦技术，也成为当前高效组件主流封装技术之一。叠瓦技术产品优势 8 高效率日食叠瓦组件相比常规组件功率高10，提升比例使得半片、多主栅等技术在其面前都自惭形秽高可靠性严苛三倍的可靠性测试也奈何不了日食叠瓦完美通过3倍IEC测试特别是TC200平均衰减0.64阴影遮挡下优异的发电性能日食叠瓦抵抗阴影遮挡和热斑能力更强，工作温度更低，发电量更高可弯曲性可任意切割性相比于传统组件，应用日食叠瓦技术的电池串可以在很大的范围内进行弯曲，弯曲后形成的角度超过100° 日食叠瓦组件所用的电池可以进行任意尺寸的切割后使用导电胶连接，满足不同功率的产品需求 9 高可靠性 0 .0 00 .5 01 .0 01 .5 02 .0 02 .5 03 .0 03 .5 04 .0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7常规日食组件 9样品组件编号Deg. 18对组件样品经过热循环TC200，日食组件与常规组件衰减的对比日食平均衰减0.64，常规组件平均衰减2.36 日食平均衰减0.64 日食组件与常规组件的可靠性测试对比中，日食组件衰减比常规组件低 1.7 可弯曲性 1 0 日食叠瓦组件相比常规组件，导电胶连接后的组串可以进行大幅度弯曲，弯曲形成的角度超过100°，电池片和内部连接均无损伤。 ≥1 0 0 °组串可大幅度弯曲，适用于曲面组件可任意切割性 1 1 电池片尺寸可以进行任意尺寸的切割，封装成所需功率的组件1 5 6 .7 5 *1 5 6 .7 5 日食组件Mini日食组件应用类日食组件阴影遮挡下优异的发电性能 1 2 日食组件与常规组件相比，具有更低的工作温度，输出功率较常规组件更高。无遮挡条件下，实验数据显示比常规组件的工作温度低约4℃，输出功率/发电量会比常规组件高约 2。日食组件能够保持更低工作温度，有助延长组件寿命和提高发电量。日食组件在阴影遮挡条件下具有更高的功率输出3 9 .6 5 V 3 8 .9 0 V 2 5 .7 9 V 3 8 .9 0 V 3 4 .9 6 V3 9 .7 2 V 13 目录1. HIT电池介绍及发展前景2. 叠瓦技术介绍和产品优势3. HIT 电池与叠瓦技术结合Contents HIT优势难点需要低温工艺和材料工艺成熟度较低,硅片质量要求高常规封装技术，难控焊带拉力稳定性HIT电池成本高可薄片化无光致衰减温度系数很低，高温下衰减少工艺流程简单HIT电池优势和发展难点 14 可双面发电，更高双面率 HIT电池与叠瓦技术叠加极致高效 15 叠瓦组件平台具有非常好的兼容性，可与众多电池片工艺叠加，例如PERC、黑硅、HIT电池等。小版型HIT叠瓦组件功率可达360W充分发挥出HIT电池的高效率，利用好每一瓦，有助于整体的成本控制，并且能够解决掉HIT电池采用常规封装技术时所遇到的问题。叠瓦封装技术促进HIT电池降本 16 当前，与单晶PERC相比HIT电池生产制造成本仍然较高，BOM成本前四项为硅片、导电银浆、靶材、制绒添加剂，银浆在HIT电池成本中占有重要比例。目前，用于叠瓦封装的HIT电池主栅线更细，未来更可以利用TCO膜导电性取消栅线，节省更多银浆成本。松下HIT电池结构叠瓦电池叠瓦电池采用特殊网版设计，可以节省银浆料和相应成本 17 叠瓦组件与曲面柔性组件更配叠瓦组件可以在一定幅度下弯曲，能完全贴合曲面玻璃，使用曲面玻璃层压后呈现的EL图像没有隐裂。层压前层压后 HIT电池对封装工艺要求高，叠瓦是好选择 18 由于HIT 电池的非晶硅薄膜无法承受较高温度的后续工艺，不能采取传统晶体硅电池的高温焊接等工艺，需要低温焊接工艺和低温材料（低温可焊接导电银浆），工艺难度和成本较高。叠瓦技术采用导电胶串接电池片的方式，导电胶的低温和柔性特点，以及无焊带设计，完美地解决了焊带拉力稳定性和低温焊接的问题。HIT采用常规封装技术时，难控制焊带拉力稳定性。另外，HIT电池也需要低温工艺 19 HIT叠瓦组件机械载荷性能更好 HIT电池加工温度低，所使用到的硅片可以做到更薄，HIT电池可使用110100微米厚度的硅片。不过，薄片化的HIT采用传统组件封装工艺时，焊带串接电池片难度大，且受机械应力和热应力影响，HIT电池很容易造成破片。叠瓦组件不使用焊带连接电池片，依仗叠瓦结构，其绕性粘结剂可以分解HIT电池片受力，减少破片。 20 试验HIT叠瓦组件机械载荷机械载荷测试后，外观无严重缺陷，通过功率测试、绝缘实验和湿漏电实验，功率衰减在0.47以内 1. 2000Pa 正面和背面各3次 2. 5400Pa 正面载荷1次 21 试验HIT叠瓦组件可靠性组件经过5400PA机械载荷后，再经过TC600温度循环试验，衰减为1.07 22 试验HIT叠瓦组件低温下的性能更突出在-40℃的环境条件下，组件经过5400Pa的机械载荷测试后，功率衰减只有0.03。 23 HIT叠瓦工艺难点不同激光器切割损失数据对比HIT电池在激光切割后，功率损失序号激光器类型切割效率损失（）1 Ns激光器 0.82 Ps激光器 0.783 绿光 0.73 4 紫光 0.775 低温切割 1.1注目前低温切割效果不佳，换算成切割损失较大 24 试验不同电池片切割损失对比HIT不同电池片在同种切割参数下，实际功率普遍低于理论功率，HIT电池差异最大； 250380 HIT Perc单晶常规单晶不同电池片激光切割理论功率和实际功率对比理论功率实际功率 2525 试验不同切割面数组件功率对比如左图所示将编号为‘1’的边片做成一批组件；编号为‘2’的做成一批组件；对比两批组件的功率，边片切割1面，中间片切割2面，边片功率明显高于中间片功率 330.0 335.0 编号 1 编号 2 边片和中间片功率对比编号 1 为边片；编号’2 为中间片 HIT电池与叠瓦技术未来可期 26 HIT与叠瓦技术结合后实现高功率，降低度电成本LOCE单位面积上安装功率更高，实际发电量也远高于常规组件系统。使得电站建设过程中的成本，例如土地、运输、安装、桩基、支架等部分成本得到更有效的摊低。HIT与叠瓦技术一起战胜困难叠瓦技术难点之一在于电池片切片工艺，控制破片率。另外，叠瓦电池目前供应量有限，并未大批量供应，所以当前成本较高。随着产业化深入，HIT叠瓦组件成本会有显著下降。 Project Reference 2 7谢谢